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“黑珍珠”波浪滑翔器 人类认识海洋的新触角
青岛海洋发展网
2021-02-01 20:06

发现鲸在青岛近海出没、为海射运载火箭发射卫星提供水文气象等实况精准数据、完成太平洋台风的近距离观测、研究黑潮形成规律、收集福岛周边洋流核放射性物质数据。

集上述能耐于一身者,是一艘身段不足两米、对周边陌生环境时刻充满“好奇”的小型“叶舟”。青岛制造的这艘“好奇号”尽管身段小,但全身却凝聚着50多项国家发明专利。

这个学名“黑珍珠波浪滑翔器”的重器,除了在大洋上“眼观六路耳听八方”自主躲避障碍物之外,还可仅靠海浪动能实现1年不间断续航上万公里。

“黑珍珠”波浪滑翔器

在一望无际的外海大洋上,“黑珍珠”波浪滑翔器就像一叶扁舟,孤独又坚毅地前进着。在航行中,它的任务就是不断对海洋水文、气象等信息进行收集和回传,为我们认识海洋增添更多的“触角”。


填补波浪滑翔器应用领域的空白

在“黑珍珠”波浪滑翔器面世之前,中国波浪滑翔器这个行业可谓是一片空白。2012年开始,海归博士孙秀军就“瞄准”这个领域开启了研发之路。

因为参与过“海燕”系列水下滑翔机的研发,孙秀军在无人潜航器研发领域积累了丰富的经验,“黑珍珠”波浪滑翔器就是他多年研发的“出口”。

行业有前景,团队够专业,“黑珍珠”系列的研发一直是在国家重点研发项目等专项计划的支持下进行的。孙秀军告诉记者,自2012年至今,项目已经得到了包括“863计划”等在内的十几项国家项目的支持,总经费已经上亿元。

这样一个站在“聚光灯”下的项目,在2018年初选择来到了青岛这座与海洋共生的城市。

2018年,当时仅有37岁、被称为国内波浪滑翔器研发“第一人”的孙秀军,作为中国海洋大学“青年英才工程”第一层次引进人才,带着科研成果来到青岛,开启创业之旅。

这个时候,“黑珍珠”波浪滑翔器的关键技术研究已经成熟,工程样机也出炉了。在青岛落地后,规模化生产水到渠成。孙秀军团队推动成立了青岛海舟科技有限公司,专门负责“黑珍珠”的生产、销售等市场行为。

“黑珍珠”到底有多大能耐?孙秀军告诉记者,现在的技术已经为“黑珍珠”赋予了定位、导航、长续航、收集海洋信息等功能。

也就是说,把一艘设定好的“黑珍珠”波浪滑翔器放在海面上,它可以只依靠海浪的动能就能转化为向前的动力,实现1年时间的连续航行,自主航行距离可以达到1万公里。

在这个过程中,“黑珍珠”内置的控制系统让它可以精准按照设置的轨迹点自主导航前进,而不偏离航线。当然,如果你需要“黑珍珠”在一个地方稳定不动,它也能通过控制系统,像“哨兵”一样,实现定点的海域观测。

海上航行有太多不可控的危险因素,所以“黑珍珠”还进化出了高级的躲避功能来自我保护。孙秀军说,“黑珍珠”能通过“耳听”,捕捉周围货船、游轮及大型动物等不同的噪音;通过“眼看”,用摄像头识别眼前的海岛、山体等障碍物;还能通过AIS系统,接收和发射信号,与船只进行互相避让。

更为珍贵的是,随着研发技术的进一步成熟,“黑珍珠”可以成为一个“平台”,通过接入相关设备,无限延展功能——水质生态的监测,对大型哺乳动物的监听等功能对“黑珍珠”来说都不在话下。“去年上半年,我们通过‘黑珍珠’搭载的水听器捕捉到了疑似虎鲸/伪虎鲸在青岛近海出没的信息,结果前几天真的就拍到了鲸鱼。”孙秀军说。

“黑珍珠”也确实“对得起”行业的期待,投产以来,迅速在多项海洋考察中发挥了主力作用。孙秀军颇为骄傲地对记者介绍,“黑珍珠”已经协助完成了在南海和西太平洋上连续多次台风的近距离观测,为我们进一步了解台风提供了有力的数据支撑。

孙秀军说,目前,“黑珍珠”已经生产了近160套,为公司带来了近千万元的营业额。


建立深海大洋无人移动观测阵列

孙秀军告诉记者,这个长度不足两米、有着上百个零部件的设备,集中了50多项国家发明专利。

改进滑翔器结构并加入新的参数,通过试验不断提升其海洋应用中的防挫性能,已成为滑翔器家族成员落地青岛后的常态。其不断突破自我革新的背后,单就近期在黄海及青岛近海的一个个非凡表现就令人为之瞩目。

2020年9月15日,我国在黄海海域用长征十一号海射运载火箭,采取“一箭九星”方式将“吉林一号”高分03-1组卫星送入预定轨道。“一箭九星”飞天,其发射海域的水文、气象等实况精准数据,就是青岛研发制造的黑珍珠波浪滑翔器,通过监测提供的。

最近,青岛海舟科技获“科技助力2020”国家重点专项资助,600万元经费将用于 “黑珍珠”波浪滑翔器等海洋装备的应用和推广。

“我们估计了一下,在专项资助合同的执行期内,我们要实现年产能200台以上,相关产品、技术和服务收入有望突破2000万元。”他说。

孙秀军对“黑珍珠”的前景有清晰的规划。他告诉记者,一方面,要不断优化关键技术,让“黑珍珠”能进一步利用太阳能、风能等能量,增强航行动力;提升智能化、机动化躲避功能,实现下潜式躲避。”

孙秀军说,“另一方面,团队还将在降低生产成本,实现更大批量稳定生产等方面进行尝试。在不久的将来,根据项目的具体需求‘定制’不同的滑翔器型号也是可以期待的。”

孙秀军最终的愿景是,通过成规模的布放“黑珍珠”波浪滑翔器,建立深海大洋无人移动观测阵列,获取各种信息,通过长期实时稳定的数据回传,形成丰富的海洋观测数据流,为“透明海洋”计划出力。

“未来,‘黑珍珠’波浪滑翔器将全方位支撑海气界面实时常态化观测,为我国气象水文调查、水质生态监测、背景噪声测量以及卫星遥感验证等海洋应用提供技术解决方案。”孙秀军期待着。

(记者 耿婷婷)

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