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水下多功能平台及测量技术应用

为了深入认识了解海洋,开展海洋科学、军事、环境研究,发展海洋经济、维护海洋权益,必须对海洋特征信息、环境进行快速、准确的实时测量和监控。我所根据现代海洋科学研究领域的需要,对水下多功能平台及测量技术应用进行了深入研究,为国家海洋开发、军事作战、海洋渔业及其他类型的经济活动提供及时的海洋动力环境资料和科学的决策依据。

中国船舶重工集团公司第七一〇研究所开发的水下多功能平台具有水下姿态稳定、抗流能力强、工作深度大、工作时间长的特点和防海洋生物寄生和腐蚀能力,可搭载多种水下测量仪器,可用于海洋、江河水文资料自动测量,恶劣海况下无人值守长时间测量。其中涉及的主要技术如下:
1)大深度水下系留技术
经过长期对水下系留技术的研究,现已具备开发使用海域水深5~6000m范围内任意深度的水下系留系统的能力。其中的关键技术包括:
a.水下系留系统流体动力设计及控制技术;
b.水中系留物体的静态稳定性及姿态稳定性控制技术;
c.小偏降设计与控制技术;
d.水下系留系统的长期耐海水腐蚀技术及装载仪器仪表等物体的防腐隔离技术等。

2)大深度自动定深技术
可以将系泊物体按需要自动定深系泊在任意深度,并在系泊物体定深结束后的长期系留过程中,可根据需要改变水下系留体的系留深度。其中关键技术包括:
a.大深度范围自动定深机构及控制系统的设计;
b.定时回收技术及系留深度调节控制技术;
c.长时间低能耗系统设计技术等。

3)水下多功能平台总体技术

采用线形、质心浮心优化设计配置、鳍翼设计、防腐防寄生等技术,实现水下平台高稳定、强抗流、大深度、工作时间长等性能要求,可搭载多种仪器,实现多种海洋参数测量。其关键技术包括:
a.水下平台、系留、定深等系统及需装载物体系统的布局、配置及总体结构设计技术;
b.全系统流体动力设计及控制技术;
c.全系统强度、刚度精确设计、校核技术等。

4)水下多功能平台释放及分离技术

需系泊的物体可根据需要装在系留平台内,也可独自成为系留平台,可将不同的部分按需要系泊于不同深度,或在一定时间后将某部分释放,进行回收或用于其它用途。或装于系留平台内,按需要开启密封盖后释放部件(如天线等)或进行回收。其关键技术包括:
a.水下深水范围系留平台开盖释放技术;
b.水下定时或遥控分离及释放技术;

5)水下平台网络技术
利用水下多功能平台网络技术不仅可实现水下平台(装载物体)与外界(陆地、舰艇、飞机、卫星等)的远程通讯和接收远程遥控指挥,还可实现多个水下系留平台之间的通讯联络。其关键技术包括:
a.多个水下系留平台水声通讯技术;
b.水下远程通讯技术;
c.水声换能器设计技术等。

用途概述:
1)水下监测站:在一些特定的重要海域,尤其是不便于人员留守及不具备其它侦测手段的情况下,可利用水下多
功能平台建立水下监测站,并利用远程通讯及时报告情况。
2)水下通信中继站:对于特定重要海域,在需要时可布置多个水下多功能平台,装载水下通信中继站及形成水下声遥控网络。
3)广泛用于海洋测量、江河水文测量;
4)广泛用于海洋动力环境、资源开发的监测,尤其是对定点海区的动力环境参数、生物资源、海底矿产资源的调查与监测;
5)对于某些特定的海域,尤其是较危险、其它测量手段不方便的情况下,利用水下多功能平台可在任意深度进行长时间测量工作,结合卫星通讯将数据实时发回基地;
6)在水产养殖业、海洋多种作业、海洋娱乐业(如潜水基地等)中,水下多功能平台都可利用成为水下测量、定位、通讯、报警等功能强大的系统。
总之,水下多功能平台能在大水深范围、长时间进行无人自主性测量、通讯及其它多种工作。中国船舶重工集团公司第七一〇研究所目前承担的国家“十五”863计划资源与环境领域海洋监测技术主题的“实时传输潜标系统”项目就采用了以上诸多技术,为搭载的海洋测量仪器提供了稳定的工作环境,平台定深于水下某一位置,为海洋监测提供了一种新型的便于布放、回收的平台系统。

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