大深度剖面式潜水器浮力驱动系统研究

杨小辉，曹军军，李戴维，连 琏

（1.中国船舶重工集团有限公司第七一〇研究所，湖北 宜昌 443003；2.上海交通大学，上海 200240）

近年来，自持式剖面浮标[1]（Argo）和水下滑翔机[2]（Glider）的发展速度较快，在海洋观测方面展现了巨大的优势[3]，两种观测平台成为科学家观测记录海洋数据的重要测量工具，为我国海洋科学的发展做出了巨大的贡献[4-5]。浮力驱动系统是上述两种潜水器的动力系统，通过调节潜水器的排水体积增大/减小来实现载体平台的上浮/下潜，由于其工作原理简单和相对能耗低的特点，也被广泛的应用于其它各类潜水器，如自主式无人潜水器（AUV）、两栖无人潜水器（ASUV）和遥控潜水器（ROV）等[6-7]。高压浮力驱动系统是大深度剖面式潜水器的关键动力系统。浮力驱动系统的性能和潜水器的整体性能间有着密切的关系，浮力系统的调节体积大小、体积调节精度和能耗等性能影响着潜水器的下潜深度、定深精度和续航能力等[8]。浮力系统的性能在一定程度上制约着我国潜水器的发展，对高压浮力驱动系统的研究，有利于提高我国大深度剖面式潜水器的性能，为潜水器的进一步发展奠定基础。

1 浮力驱动系统研究应用现状

浮力系统主要有气动和液动两种形式。气动系统具有可调节体积大和调节速度快的优点，但由于压力小和压力不稳定的特点，其主要应用在浅水水域[9]。液压系统调节压力大和调节速度稳定的特点使其能够用于大深度的潜水器[10]，目前绝大多数大深度剖面式潜水器均采用液压型的浮力驱动系统。……