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水下多功能平臺(tái)及測(cè)量技術(shù)應(yīng)用

為了深入認(rèn)識(shí)了解海洋,開展海洋科學(xué)、軍事、環(huán)境研究,發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)、維護(hù)海洋權(quán)益,必須對(duì)海洋特征信息、環(huán)境進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)測(cè)量和監(jiān)控。我所根據(jù)現(xiàn)代海洋科學(xué)研究領(lǐng)域的需要,對(duì)水下多功能平臺(tái)及測(cè)量技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了深入研究,為國(guó)家海洋開發(fā)、軍事作戰(zhàn)、海洋漁業(yè)及其他類型的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)提供及時(shí)的海洋動(dòng)力環(huán)境資料和科學(xué)的決策依據(jù)。

中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一〇研究所開發(fā)的水下多功能平臺(tái)具有水下姿態(tài)穩(wěn)定、抗流能力強(qiáng)、工作深度大、工作時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)和防海洋生物寄生和腐蝕能力,可搭載多種水下測(cè)量?jī)x器,可用于海洋、江河水文資料自動(dòng)測(cè)量,惡劣海況下無人值守長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量。其中涉及的主要技術(shù)如下:
1)大深度水下系留技術(shù)
經(jīng)過長(zhǎng)期對(duì)水下系留技術(shù)的研究,現(xiàn)已具備開發(fā)使用海域水深5~6000m范圍內(nèi)任意深度的水下系留系統(tǒng)的能力。其中的關(guān)鍵技術(shù)包括:
a.水下系留系統(tǒng)流體動(dòng)力設(shè)計(jì)及控制技術(shù);
b.水中系留物體的靜態(tài)穩(wěn)定性及姿態(tài)穩(wěn)定性控制技術(shù);
c.小偏降設(shè)計(jì)與控制技術(shù);
d.水下系留系統(tǒng)的長(zhǎng)期耐海水腐蝕技術(shù)及裝載儀器儀表等物體的防腐隔離技術(shù)等。

2)大深度自動(dòng)定深技術(shù)
可以將系泊物體按需要自動(dòng)定深系泊在任意深度,并在系泊物體定深結(jié)束后的長(zhǎng)期系留過程中,可根據(jù)需要改變水下系留體的系留深度。其中關(guān)鍵技術(shù)包括:
a.大深度范圍自動(dòng)定深機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì);
b.定時(shí)回收技術(shù)及系留深度調(diào)節(jié)控制技術(shù);
c.長(zhǎng)時(shí)間低能耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)等。

3)水下多功能平臺(tái)總體技術(shù)

采用線形、質(zhì)心浮心優(yōu)化設(shè)計(jì)配置、鰭翼設(shè)計(jì)、防腐防寄生等技術(shù),實(shí)現(xiàn)水下平臺(tái)高穩(wěn)定、強(qiáng)抗流、大深度、工作時(shí)間長(zhǎng)等性能要求,可搭載多種儀器,實(shí)現(xiàn)多種海洋參數(shù)測(cè)量。其關(guān)鍵技術(shù)包括:
a.水下平臺(tái)、系留、定深等系統(tǒng)及需裝載物體系統(tǒng)的布局、配置及總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù);
b.全系統(tǒng)流體動(dòng)力設(shè)計(jì)及控制技術(shù);
c.全系統(tǒng)強(qiáng)度、剛度精確設(shè)計(jì)、校核技術(shù)等。

4)水下多功能平臺(tái)釋放及分離技術(shù)

需系泊的物體可根據(jù)需要裝在系留平臺(tái)內(nèi),也可獨(dú)自成為系留平臺(tái),可將不同的部分按需要系泊于不同深度,或在一定時(shí)間后將某部分釋放,進(jìn)行回收或用于其它用途?;蜓b于系留平臺(tái)內(nèi),按需要開啟密封蓋后釋放部件(如天線等)或進(jìn)行回收。其關(guān)鍵技術(shù)包括:
a.水下深水范圍系留平臺(tái)開蓋釋放技術(shù);
b.水下定時(shí)或遙控分離及釋放技術(shù);

5)水下平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
利用水下多功能平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅可實(shí)現(xiàn)水下平臺(tái)(裝載物體)與外界(陸地、艦艇、飛機(jī)、衛(wèi)星等)的遠(yuǎn)程通訊和接收遠(yuǎn)程遙控指揮,還可實(shí)現(xiàn)多個(gè)水下系留平臺(tái)之間的通訊聯(lián)絡(luò)。其關(guān)鍵技術(shù)包括:
a.多個(gè)水下系留平臺(tái)水聲通訊技術(shù);
b.水下遠(yuǎn)程通訊技術(shù);
c.水聲換能器設(shè)計(jì)技術(shù)等。

用途概述:
1)水下監(jiān)測(cè)站:在一些特定的重要海域,尤其是不便于人員留守及不具備其它偵測(cè)手段的情況下,可利用水下多
功能平臺(tái)建立水下監(jiān)測(cè)站,并利用遠(yuǎn)程通訊及時(shí)報(bào)告情況。
2)水下通信中繼站:對(duì)于特定重要海域,在需要時(shí)可布置多個(gè)水下多功能平臺(tái),裝載水下通信中繼站及形成水下聲遙控網(wǎng)絡(luò)。
3)廣泛用于海洋測(cè)量、江河水文測(cè)量;
4)廣泛用于海洋動(dòng)力環(huán)境、資源開發(fā)的監(jiān)測(cè),尤其是對(duì)定點(diǎn)海區(qū)的動(dòng)力環(huán)境參數(shù)、生物資源、海底礦產(chǎn)資源的調(diào)查與監(jiān)測(cè);
5)對(duì)于某些特定的海域,尤其是較危險(xiǎn)、其它測(cè)量手段不方便的情況下,利用水下多功能平臺(tái)可在任意深度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量工作,結(jié)合衛(wèi)星通訊將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)回基地;
6)在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、海洋多種作業(yè)、海洋娛樂業(yè)(如潛水基地等)中,水下多功能平臺(tái)都可利用成為水下測(cè)量、定位、通訊、報(bào)警等功能強(qiáng)大的系統(tǒng)。
總之,水下多功能平臺(tái)能在大水深范圍、長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行無人自主性測(cè)量、通訊及其它多種工作。中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一〇研究所目前承擔(dān)的國(guó)家“十五”863計(jì)劃資源與環(huán)境領(lǐng)域海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)主題的“實(shí)時(shí)傳輸潛標(biāo)系統(tǒng)”項(xiàng)目就采用了以上諸多技術(shù),為搭載的海洋測(cè)量?jī)x器提供了穩(wěn)定的工作環(huán)境,平臺(tái)定深于水下某一位置,為海洋監(jiān)測(cè)提供了一種新型的便于布放、回收的平臺(tái)系統(tǒng)。

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