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水下多功能平臺及測量技術應用

為了深入認識了解海洋,開展海洋科學、軍事、環境研究,發展海洋經濟、維護海洋權益,必須對海洋特征信息、環境進行快速、準確的實時測量和監控。我所根據現代海洋科學研究領域的需要,對水下多功能平臺及測量技術應用進行了深入研究,為國家海洋開發、軍事作戰、海洋漁業及其他類型的經濟活動提供及時的海洋動力環境資料和科學的決策依據。

中國船舶重工集團公司第七一〇研究所開發的水下多功能平臺具有水下姿態穩定、抗流能力強、工作深度大、工作時間長的特點和防海洋生物寄生和腐蝕能力,可搭載多種水下測量儀器,可用于海洋、江河水文資料自動測量,惡劣海況下無人值守長時間測量。其中涉及的主要技術如下:
1)大深度水下系留技術
經過長期對水下系留技術的研究,現已具備開發使用海域水深5~6000m范圍內任意深度的水下系留系統的能力。其中的關鍵技術包括:
a.水下系留系統流體動力設計及控制技術;
b.水中系留物體的靜態穩定性及姿態穩定性控制技術;
c.小偏降設計與控制技術;
d.水下系留系統的長期耐海水腐蝕技術及裝載儀器儀表等物體的防腐隔離技術等。

2)大深度自動定深技術
可以將系泊物體按需要自動定深系泊在任意深度,并在系泊物體定深結束后的長期系留過程中,可根據需要改變水下系留體的系留深度。其中關鍵技術包括:
a.大深度范圍自動定深機構及控制系統的設計;
b.定時回收技術及系留深度調節控制技術;
c.長時間低能耗系統設計技術等。

3)水下多功能平臺總體技術

采用線形、質心浮心優化設計配置、鰭翼設計、防腐防寄生等技術,實現水下平臺高穩定、強抗流、大深度、工作時間長等性能要求,可搭載多種儀器,實現多種海洋參數測量。其關鍵技術包括:
a.水下平臺、系留、定深等系統及需裝載物體系統的布局、配置及總體結構設計技術;
b.全系統流體動力設計及控制技術;
c.全系統強度、剛度精確設計、校核技術等。

4)水下多功能平臺釋放及分離技術

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

5)水下平臺網絡技術
利用水下多功能平臺網絡技術不僅可實現水下平臺(裝載物體)與外界(陸地、艦艇、飛機、衛星等)的遠程通訊和接收遠程遙控指揮,還可實現多個水下系留平臺之間的通訊聯絡。其關鍵技術包括:
a.多個水下系留平臺水聲通訊技術;
b.水下遠程通訊技術;
c.水聲換能器設計技術等。

用途概述:
1)水下監測站: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手段的情況下,可利用水下多
功能平臺建立水下監測站,并利用遠程通訊及時報告情況。
2)水下通信中繼站:對于特定重要海域,在需要時可布置多個水下多功能平臺,裝載水下通信中繼站及形成水下聲遙控網絡。
3)廣泛用于海洋測量、江河水文測量;
4)廣泛用于海洋動力環境、資源開發的監測,尤其是對定點海區的動力環境參數、生物資源、海底礦產資源的調查與監測;
5)對于某些特定的海域,尤其是較危險、其它測量手段不方便的情況下,利用水下多功能平臺可在任意深度進行長時間測量工作,結合衛星通訊將數據實時發回基地;
6)在水產養殖業、海洋多種作業、海洋娛樂業(如潛水基地等)中,水下多功能平臺都可利用成為水下測量、定位、通訊、報警等功能強大的系統。
總之,水下多功能平臺能在大水深范圍、長時間進行無人自主性測量、通訊及其它多種工作。中國船舶重工集團公司第七一〇研究所目前承擔的國家“十五”863計劃資源與環境領域海洋監測技術主題的“實時傳輸潛標系統”項目就采用了以上諸多技術,為搭載的海洋測量儀器提供了穩定的工作環境,平臺定深于水下某一位置,為海洋監測提供了一種新型的便于布放、回收的平臺系統。

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