海試中,將對接臺架放入海水中
海試成功,自治式潛器(AUV)被打撈上來
對接演示圖
好萊塢高分電影《星際穿越》中宇宙飛船與宇宙空間站對接的鏡頭讓人們記憶猶新。而在幽深的海下,實現水下潛器與深海空間站的成功對接這一深海裝備充電續航、進行信息傳輸的關鍵技術,目前國際上鮮有成功案例。10月18日至20日,哈爾濱工程大學科研團隊牽頭承擔的國家863計劃項目自治式潛器搭載對接技術研究在山東煙臺進行的項目海試驗收,成功完成了全部2次對接,副校長韓端鋒到場見證了這一激動人心的時刻。
與電影里航天裝備對接方式不同的是,哈爾濱工程大學科研團隊自主研發的重量達500公斤的自治式潛器(AUV)在海試過程中,通過水聲引導定位、AUV導航控制技術,將自身的姿態調整到與平臺入口一致,從而順利鉆入喇叭狀的對接臺架內部,進行水下無線信息傳輸和水下無線充電。科研團隊牽頭承擔的國家863計劃項目自治式潛器搭載對接技術研究在山東煙臺進行的項目海試驗收,成功完成了全部2次對接,哈爾濱工程大學副校長韓端鋒到場見證了這一激動人心的時刻。
由于平臺入口尺寸相較于潛器來說比較小,要順利完成潛器精準引導與對接,須通過高精度的位姿測量技術和AUV精確導航、自主規劃與運動控制技術來解決。為了獲取對接平臺姿態信息,我校科研團隊研制了超短基線引導定位系統,該系統通過在對接平臺入口安裝應答器與AUV上安裝超短基線基陣,實現了對應答器的精確測距與定位,從而獲得了AUV相對平臺入口的精確位置;我校科研團隊研制的自治式潛器(AUV)依靠搭載的高精度慣性導航系統與水聲引導定位系統提供的導航定位信息,通過完全自主規劃與決策和智能運動控制,不斷的對平臺進行搜索跟蹤定位并調整自身運動姿態,在平臺入口前將潛器自身調整至正對平臺入口,從而順利完成了AUV水下搭載對接。我校科研團隊自主研發的可調水下對接裝置、自治式潛器、水聲引導定位系統、水下無線信息傳輸和無線充電裝置等在海試中得到充分驗證,各項技術指標滿足任務書要求。
項目由來自哈爾濱工程大學船舶設計與建造技術研究所、水下機器人技術重點實驗室、水聲技術重點實驗室、機電學院相關團隊4支科研團隊和中船重工702所,歷經3年多時間進行協同技術攻關,取得了潛器自主尋的、導航、控制并最終準確進入預定海域水下回收裝置的標志性成果。
AUV搭載對接技術作為深海空間站的重要技術之一,是自治式潛水器在深海中進行實際應用的重要保障,有助于提高自治式潛水器效率、節約時間與能源,不僅適應深海空間站科技專項工程的需求,還將為推動我國各類深海潛水器的應用奠定堅實的技術基礎。
海試成功后,我校科研團隊合影
背景鏈接:
AUV 水下對接技術是研究海底空間站和深海長期觀測系統的基礎技術之一。海底固定式空間站和深海長期觀測系統是人類欲征服海洋空間, 預測地震、海底火山噴發,觀測地殼變異、海洋物理、海洋化學等參數變化的大系統,通常由海底觀測系統和水面支持平臺組成。AUV 則是水面支持平臺和海底固定式空間站、深海長期觀測系統之間的物理連接紐帶, 除了負責海底調查、數據傳輸、運輸等使命任務外,還可以對海底固定式空間站和深海長期觀測系統進行能源補充。在這種系統中,AUV 水下對接技術更顯重要。AUV 水下對接技術也可以為將來的軍事作戰和無人水下作戰平臺提供技術基礎。美國近期的反水雷計劃中,已經開始研究通過魚雷管發射和回收探測偵察型 AUV,研究的重點是 AUV 水下對接方法及傳感器技術。
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