面向AUV自主回收的拖曳装置水动力特性研究

唐东生，谷海涛，冯萌萌，孟令帅，陈佳伦，高 伟

(1.中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室，辽宁沈阳110016；2.中国科学院机器人与智能制造创新研究院，辽宁沈阳110016；3.中国科学院大学，北京100049)

0 引 言

海洋蕴含着丰富的资源，未来海洋观测及资源探测必定是全方位的、立体的，这对AUV续航、通信、探测能力提出了更高要求[1]。通过回收/布放AUV及时进行能源补充、数据传输等，可极大提高AUV的作业能力[2]。目前AUV主要通过有人水面船回收，这种回收方式易受天气影响，无法在浅滩及恶劣环境下作业，存在较大弊端。USV作为一种小型无人水面平台，其技术发展已经相对成熟，通过搭载合适的传感器设备，USV不仅能够实现水上水下资源探测，还可与AUV建立通信，增大探测范围。通过USV回收AUV，充分联通水上、水下两大平台，可实现平台间的优势互补，是一种非常有效的方案[3–4]。

目前USV自主回收AUV有捕获回收、尾部滑道回收2种方式[5]，捕获回收方式中具有代表性的是佛罗里达大西洋大学使用WAM-V 14双体船回收REMUS 100 AUV时采用的LCLR（Line Capture Line Recovery）方法[6]，如图1（a）所示。其中压力翼可产生下压力，绷紧缆绳，便于AUV捕获回收。该方式可实现全方位对接，受海浪等干扰相对较小，对接可靠性较高。近期，由日本财团资助的国际团队GEBCO-NFA lumni 获得了以海底地形测绘为主题的Shell Ocean Discovery XPRIZ挑战赛的冠军，其设计的SEA-KIT无人艇具有长航时、USV-AUV集成设计、易于运输等特点，获得了广泛的关注[7]，如图1（b）所示。SEA-KIT尾部含有传送带装置，当HUGIN 1000 AUV航行至尾部开口区域，其首部与传送带完全接触后，可关闭主推，在传送带作用下完成回收。……