我國海洋技術(shù)經(jīng)過幾十年幾代人的奮斗，正在飛速發(fā)展，水上水下設(shè)備都能夠獨(dú)立完成多種任務(wù)。但將二者結(jié)合的技術(shù)領(lǐng)域還處于發(fā)展的初期階段。關(guān)于水面無人艇與水下無人潛航器的協(xié)同技術(shù)與自主回收技術(shù)的研究相對(duì)較少，尤其對(duì)于可掛載于無人艇的水下無人潛航器自主布放回收裝置尚無樣機(jī)產(chǎn)生。無人化、智能化、自主化、隱蔽化是海洋智能裝備的發(fā)展趨勢(shì)，研究水上水下一體化協(xié)同技術(shù)迫在眉睫。

解決現(xiàn)有問題

水上水下整體化的設(shè)計(jì)可以解決現(xiàn)存的幾項(xiàng)問題。一是受環(huán)境影響大，海上環(huán)境復(fù)雜多變，而現(xiàn)階段無人潛航器的布放和回收方式都對(duì)天氣海況有一定的要求，能否完成任務(wù)需要“看天行事”。

二是布放回收系統(tǒng)成本高昂、隱蔽性差，現(xiàn)在主要的作業(yè)方式是母船航行到指定位置后再用起吊機(jī)進(jìn)行相關(guān)工作，整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，成本高，容易被發(fā)現(xiàn)。

三是人員參與度高，如前文所述，海上環(huán)境復(fù)雜危險(xiǎn)，布放回收等工作需要作業(yè)人員在母船上進(jìn)行操作，遇到惡劣天氣，很有可能危及人身安全。

三個(gè)環(huán)節(jié)齊發(fā)展

研究項(xiàng)目主要分為三個(gè)課題，第一個(gè)子課題聚焦水上部分，進(jìn)行水面無人艇的設(shè)計(jì)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)高精度航行；第二個(gè)子課題關(guān)注水下，進(jìn)行水下觀測(cè)平臺(tái)的開發(fā)，優(yōu)化水下無人潛航器使其能夠與水面平臺(tái)相互配合；第三個(gè)子課題結(jié)合水上水下，進(jìn)行全自主水上水下一體化協(xié)同作業(yè)平臺(tái)的開發(fā)。

博雅工道發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)與技術(shù)積累，將負(fù)責(zé)水下部分的研究工作，包括結(jié)構(gòu)、控制算法的設(shè)計(jì)優(yōu)化，水聲定位、路徑規(guī)劃、目標(biāo)定位標(biāo)記技術(shù)研究等內(nèi)容，除此之外也將協(xié)助水上水下協(xié)同作業(yè)的部分工作。

預(yù)期成果

本項(xiàng)目成果主要分為實(shí)體和系統(tǒng)兩個(gè)部分。實(shí)體部分針對(duì)水面無人艇、水下無人潛航器進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，重點(diǎn)突破掛載式水下無人潛航器自動(dòng)收放裝置技術(shù)，并進(jìn)行樣機(jī)研制，實(shí)現(xiàn)水下無人潛航器掛載水面無人艇功能，組成一體化全自主樣機(jī)；系統(tǒng)部分針對(duì)水面無人艇、水下無人潛航器與自動(dòng)收放裝置，組建開發(fā)數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)與綜合控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整套系統(tǒng)樣機(jī)的遠(yuǎn)程任務(wù)部署與監(jiān)控。最終通過海洋環(huán)境測(cè)試，在擬定的應(yīng)用場(chǎng)景內(nèi)，對(duì)樣機(jī)系統(tǒng)的性能指標(biāo)、使用功能和應(yīng)用能力進(jìn)行實(shí)測(cè)，完成項(xiàng)目成果評(píng)估。

研制出的產(chǎn)品可以廣泛應(yīng)用在海洋工程、測(cè)繪勘探、海洋牧場(chǎng)、巡邏執(zhí)法、環(huán)保監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域。在極大降低成本的同時(shí)，可以創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

試驗(yàn)示范示意圖

“十四五”規(guī)劃中提出，要增強(qiáng)海洋科技創(chuàng)新能力，聚焦深海科技，以搭建海洋科技創(chuàng)新平臺(tái)為重點(diǎn)，匯聚全球海洋創(chuàng)新要素，強(qiáng)化海洋重大關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)海洋科技成果轉(zhuǎn)化，建立開放協(xié)同高效的現(xiàn)代海洋科技創(chuàng)新體系，著力打造深?？萍紕?chuàng)新中心，增強(qiáng)海洋科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力。

水上水下一體化智能裝備是海洋無人裝備研究是實(shí)現(xiàn)裝備安全持續(xù)作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，是協(xié)同高效的現(xiàn)代海洋科技創(chuàng)新體系建設(shè)的方向之一。因此，研究水面無人艇與水下無人潛航器的一體化結(jié)合、構(gòu)建海洋無人智能協(xié)同觀測(cè)平臺(tái)具有重要意義。