水下滑翔机作为无人水下航行器装备体系中的重要成员,是一种依靠调节浮力实现升沉、借助水动力实现水中滑翔的新型水下机器人,具有尺寸小、功耗低、航速慢、航程远、续航时间长、自主性高、制造和维护成本低等特点,能够满足长时续、大范围、三维连续海洋探测的需求。本文综述水下滑翔机的概念、分类与优缺点,较全面地梳理总结水下滑翔机的国内外研究现状,并对水下滑翔机未来的发展方向进行展望。
As an important member of the unmanned underwater vehicle equipment system, the underwater glider is a new type of underwater robot that relies on adjusting buoyancy to achieve heave and using hydrodynamics to achieve water gliding. It has the characteristics of small size, low power consumption, slow speed, long voyage, long endurance time, high autonomy, low cost of manufacturing and maintenance, etc., it can meet the needs of long time, wide range, three-dimensional continuous ocean exploration. This article reviews the concept, classification, advantages and disadvantages of underwater gliders, comprehensively summarizes the research status of underwater gliders at home and abroad, and prospects development direction of underwater gliders in the future.
2022,44(6): 8-12 收稿日期:2021-06-29
DOI:10.3404/j.issn.1672-7649.2022.06.002
分类号:TJ630
作者简介:刁宏伟(1973-),男,高级工程师,研究方向为军械工程
参考文献:
[1] 李永成. 水下滑翔机高效滑翔及仿生推进水动力学特性研究[D]. 北京: 中国舰船研究院, 2017.
[2] 徐俊, 徐喜平, 孟庆杰. 水下滑翔机机翼不同位置攻角状态下水动力性能研究[J]. 舰船科学技术, 2020, 42(15): 105–108
[3] 吴尚尚, 李阁阁, 兰世泉, 等. 水下滑翔机导航技术发展现状与展望[J]. 水下无人系统学报, 2019, 27(5): 529–540
[4] 柯廷·托. 无人潜水器[M]. 上海: 上海交通大学出版社, 2018.
[5] 俞建成, 刘世杰, 金文明. 深海滑翔机技术与应用现状[J]. 工程研究-跨学科视野中的工程, 2016, 8(2): 208–216
[6] AMIT RAY S N S. 水下滑翔机的发展及其在海军中的应用[J]. 潜艇技术, 2018, 17(4): 29-43.
[7] 林惠祖. 基于匹配干涉的光纤光栅水听器阵列关键技术研究[D]. 长沙: 国防科学技术大学, 2013.
[8] 孙现有, 焦泽健, 宋长会. 无人水下航行器发展与应用[J]. 水雷战与舰船防护, 2012, 20(2): 51–54
[9] SUNGHO C, HWANJEONG C, MATTHEW L, et al. Electromagnetic acoustic transducers for robotic nondestructive inspection in harsh environments[J]. Sensors, 2018, 18(2): 193.
[10] 温浩然, 魏纳新, 刘飞. 水下滑翔机的研究现状与面临的挑战[J]. 船舶工程, 2015, 37(1): 1–6
[11] OSSETJ ERIKSEN CC. The deepglider: a full ocean depth glider for oceanographic research[C]// OCEANS 2007.IEEE,2007.
[12] R B, E L N, J G. Underwater gliders: recent developments and future applications[R]. 2004: 195−200.
[13] 王树新, 谢春刚, 王延辉. PEMFC-thermoengine: 水下滑翔机动力新系统[C]// 中国可再生能源学会海洋能专业委员会. 中国可再生能源学会海洋能专业委员会成立大会暨第一届学术讨论会论文集, 2008: 11.
[14] 孙其盛. 碟形水下滑翔机控制策略研究[D]. 大连: 大连海事大学, 2015.
[15] 秦玉峰, 孙秀军, 林兴华, 等. 水下滑翔机低速螺旋桨的推进效率[J]. 解放军理工大学学报(自然科学版), 2017, 18(1): 61–67
[16] 田宝强, 李玲珑. 蹼翼型波浪滑翔机结构设计和运动原理分析[J]. 中国机械工程, 2017, 28(24): 2939–2943