水下滑翔机集群应用现状与关键技术展望

毛柳伟，杜度，李杨

(中国人民解放军92587 部队，北京 100161)

0 引 言

水下滑翔机（underwater glider）是一种典型的自治水下航行器，主要采用浮力驱动实现其在海洋中的上升或下潜，其工作原理如图1 所示。在下潜起始阶段，通过浮力驱动单元减小自身排水体积，使重力大于浮力，开始下潜；到达设定深度后，在浮力驱动单元作用下，改变自身排水体积，使其所受浮力大于重力，从而实现下潜到上浮的转变。在下潜和上浮过程中，借助固定水平翼上的水动力产生水平运动，从而实现在纵平面内锯齿形滑翔运动。

在滑翔过程中，通过调整内部偏心重物沿滑翔机主轴线前后移动或左右转动，实现滑翔机自身姿态的控制。水下滑翔机在实际工作过程中，会定期浮出水面，通过固定于尾部的天线进行定位与通信，实现数据传输与指令控制。在水下运动过程中，使用内部集成的电子罗盘和压力传感器，结合水面卫星定位信息，通过航位推算算法实现在水下的粗定位与导航。水下滑翔机作为小型的移动观测平台，具有低能耗、运行成本低等特点，能够满足长时序、大范围的海洋三维观探测需求，已广泛应用于海洋现场观测、科学研究、环境保护、国防安全等领域，在全球海洋观测与探测系统中发挥着重要作用[1-4]。相比于传统的走航式和定点潜标式观测手段，水下滑翔机具有灵活机动、高效和低成本的优点，可摆脱对投放母船的依赖，大幅度降低海洋观测及水下探测成本。……