1、水下滑翔机水 下 滑 翔 机 是 一 种 新 型 的 水 下 机 器 人 。 由 于 其 利 用 净 浮 力 和 姿 态 角 调 整获 得 推 进 力 ， 能 源 消 耗 极 小 ， 只 在 调 整 净 浮 力 和 姿 态 角 时 消 耗 少 量 能 源 ， 并且 具 有 效 率 高 、 续 航 力 大 （ 可 达 上 千 公 里 ） 的 特 点 。 虽 然 水 下 滑 翔 机 的 航 行速 度 较 慢 ， 但 其 制 造 成 本 和 维 护 费 用 低 、 可 重 复 使 用 、 并 可 大 量 投 放 等 特 点 ，满 足 了 长 时 间 、 大 范 围 海 洋 探 索 的 需 要 。 另
2、 外 ， 水 下 滑 翔 机 滑 翔 时 由 于 无 动力 推 进 噪 音 极 低 ， 这 个 重 要 的 特 点 使 得 其 在 军 事 上 也 有 很 大 的 应 用 价 值 。 可以 由 潜 艇 远 程 投 放 ， 以 完 成 特 定 的 目 的 ， 并 且 不 易 被 发 现 。 然 而 ， 由 于 单 纯使 用 浮 力 驱 动 方 式 ， 水 下 滑 翔 机 在 水 下 只 能 做 锯 齿 形 和 螺 旋 回 转 轨 迹 航 行 ，其 航 迹 控 制 和 定 位 精 度 低 ， 航 速 慢 ， 在 风 浪 较 大 的 海 面 可 能 会 出 现 随 波 逐 流的 情 况 。 国 内
3、外 发 展 状 况 关 于 水 下 滑 翔 机 ， 国 外 早 在 上 世 纪 九 十 年 代 初 就 展 开 了 这 方 面 的 研 究 工作 ， 尤 其 是 在 美 国 ， 至 今 它 们 已 经 研 制 出 了 四 种 型 号 的 水 下 滑 翔 机 ， 分 别 是 ：SIO（ Scripps Institution ofOceanography） 研 制 的 Spray Glider、 华盛 顿 大 学 研 制 的 Sea Glider 以 及 Webb Research Corp 研 制 的 Slocum Electric Glider 和 Slocum Thermal Glider
4、。 Spray Glider 被 设 计 用 于 深 海 域 ， 最 大 下 潜 深 度 1500 米 。 它 采 用 细长 的 低 阻 力 的 流 线 型 外 壳 ， 它 把 天 线 内 置 于 飞 翼 中 ， 以 进 一 步 减 小 阻 力 。 水 下 滑 翔 机 Sea Glider 的 设 计 目 标 是 能 在 能 广 阔 的 海 洋 中 航 行 数 千 公里 ， 持 续 时 间 可 达 6 个 月 ， 最 大 下 潜 深 度 为 1000 米 。 Sea Glider 的 俯 仰角 度 范 围 可 以 由 10 度 到 75 度 ， 它 的 GPS 星 天 线 装 在 尾 部 一
5、根 1 米 多 长 的杆 子 上 ， 在 浮 出 水 面 时 ， 不 需 要 辅 助 的 浮 力 装 置 ， 天 线 就 能 高 出 水 面 ， 成 功地 获 得 GPS 定 位 和 通 讯 。 Slocum 型 水 下 滑 翔 机 分 为 电 能 驱 动 型 （ battery） 和 温 差 能 驱 动 型（ thermal） 两 类 ， 这 两 类 水 下 滑 翔 机 在 外 型 设 计 、 姿 态 控 制 、 导 航 通 讯 等方 面 相 同 ， 只 是 在 滑 翔 机 的 驱 动 能 源 上 存 在 差 别 。 前 者 运 用 的 是 一 个 注 射 器形 的 囊 泵 结 构 ， 工
6、作 在 200 米 深 度 ， 后 者 工 作 在 1500 米 深 度 。 电 能 驱 动 型 Slocum 长 1.8 米 ， 它 以 大 约 0.5m/s 的 速 度 工 作 在 200 米深 的 海 域 。 倾 斜 度 通 过 移 动 电 池 包 来 控 制 ， 电 池 包 同 样 设 置 在 壳 体 的 前 段 。Slocum 有 固 定 的 翼 ， 后 掠 式 ， 以 避 免 海 草 等 的 缠 绕 ， 展 长 1 米 ， 翼 段 为 平板 式 。 它 还 有 一 个 垂 直 的 尾 舵 。 尾 部 装 有 GPS 和 通 信 天 线 。 另 外 ， 日 本 和 法 国 也 都 相 继 研 制 出 了 名 为 ALBAC 和 STERNE 的 水 下 滑 翔机 ， 可 见 水 下 滑 翔 机 的 发 展 在 国 外 是 非 常 迅 速 的 。 而 在 国 内 ， 关 于 水 下 滑 翔 机 研 究 的 起 步 较 晚 ， 目 前 共 有 三 家 科 研 单 位 对此 进 行 研 究 ， 分 别 为 中 国 科 学 院 沈 阳 自 动 化 研 究 所 、 天 津 大 学 机 器 人 与 汽 车技 术 研 究 所 和 浙 江 大 学 。
