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)的研究相對較少，尤其對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，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。

三個環(huán)節(jié)齊發(fā)展

研究項(xiàng)目主要分為三個課題，第一個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；第二個子課題關(guān)注水下，進(jìn)行水下觀測平臺的開發(fā)，優(yōu)化水下無人潛航器使其能夠與水面平臺相互配合；第三個子課題結(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)平臺的開發(fā)。

博雅工道發(fā)揮自身優(yōu)勢與技術(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)兩個部分。實(shí)體部分針對水面無人艇、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)部分針對水面無人艇、水下無人潛航器與自動收放裝置，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)境測試，在擬定的應(yīng)用場景內(nèi)，對樣機(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，完成項(xiàng)目成果評估。

研制出的產(chǎn)品可以廣泛應(yīng)用在海洋工程、測繪勘探、海洋牧場、巡邏執(zhí)法、環(huán)保監(jiān)測等多個領(lǐng)域。在極大降低成本的同時，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，著力打造深海科技創(chuàng)新中心，增強(qiáng)海洋科技創(chuàng)新驅(qū)動力。

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)同觀測平臺具有重要意義。