大海，覆盖了地球71%的面积，而一望无际的海面下，是一个丰富多彩的世界。

作为行业内空气动力技术的引领者，中国航天科技集团有限公司十一院和“飞天”有着密不可分的关系，如今，他们也“下海”了。

十一院2所水动力团队瞄准未来海洋开发需求，认准无人水下航行器研究，先后自主研发了浅水探测版滑翔机和仿生外形水下航行器，成功参与完成跨介质无线通信与控制的综合验证、“海—陆—空—天—潜”无人系统跨域联合演示验证，为集团公司面向海洋的无人装备体系填补了关键空白。

“智能”加身

相对空气而言，海水是传统陆上通信方式的天然屏障。复杂的海洋环境为潜航器水下作业带来巨大挑战。过去，潜航器投放入水后，按照设定路径自主航行，勇往直前，好似一个孤胆英雄。如今，潜航器朝着智能化方向发展，在水中的航行变得“聪明”又“勇敢”。

多任务重组型无人水下航行器是一型智能化程度较高的潜航器，可搭载前视声呐、侧扫声呐、水听器、相机等载荷。这些载荷就像潜航器的“眼睛”和“耳朵”，利用它们，潜航器可以感知周围环境，发现障碍自动规避，自主识别、定位并跟踪水下目标。

当前，水下潜航器的能源主要来源于电池，潜航器作业半径、航行速度、任务持续时间及负载设备承载能力等都受到较大限制。

海洋波浪能为解决潜航器能源供应问题提供一种可能的途径。水动力团队与重庆大学合作研发了“随体发电”装置，实现海洋装备的“就地取能”。目前该装置可为潜航器上的小型机载装置供电。

当潜航器受到洋流和波浪干扰时，本体产生摇摆。这时潜航器利用内置的随体发电装置，将摇摆的动能转化成电能。“类似电动汽车动能回收的装置，它能在潜航器航行过程中给它一定的能源补充。”十一院2所1室主任、水动力团队负责人赵俊波说。

此外，水动力团队还开展了基于声学和光学导引的水下自主接驳入坞研究。潜航器在完成任务或电量不足时，可以自主回到坞站区域，找寻并定位坞站，自主完成入坞。

“水下坞站作为潜航器的水下停靠点，可以对潜航器充电，并在充电过程中借助通信网路实现与岸基的数据传输。”该所航控系统副主任设计师王亭亭介绍，目前水动力团队已与哈尔滨工业大学（威海）联合完成了潜航器自主接驳与无线充电海态测试，充电功率超过1千瓦。

水下“变色龙”

多任务重组型航行器的设计初衷是一款通用型中型试验平台，采用模块化、标准化设计，扩展能力强，标配有多种功能舱段。该型潜航器能够针对不同任务需求快速集成多种载荷，对功能模块进行相适应的优化组合，达到执行多种任务的目的。

自2019年初次下海至今，多任务重组型航行器已完成超过200潜次的试验。水动力团队是在实践中积累经验，不断验证模块化设计的合理性，以满足多任务需求。

“印象最深的是第一次海上试验和第一次参加实艇比赛。”王亭亭说。那是水动力团队第一次参加行业级潜航器实艇比赛，比赛设定了多项任务，每项任务对载荷能力、机动能力的要求不同，潜航器可根据自身性能执行某一个或多个任务。为了验证快速切换任务的能力，水动力团队用一台多任务重组型航行器参加全部比赛任务。

这样的决定显然是吃亏的。比赛顺序由现场抽签决定。C任务比赛结束后，已经接近晚上。这时D任务的抽签结果就要出来了，水动力团队最担心的是抽到靠前的位置。但怕什么来什么，当天晚上10点左右，D任务抽签结果出来，是第二天上午的第三个。两个任务之间的切换涉及多个分系统，是最复杂的一次切换。团队连夜开展模态切换和测试工作，最终D任务顺利参赛。

此次比赛，团队一方面验证研制思路的正确性，另一方面在比赛中不断发现并解决问题。

“百炼成钢”，如今多任务重组型航行器已完成多次升级，在多个项目中大显身手：2019年完成搭载光纤水听器阵列的海上试验，拖曳阵长度70米；2019年作为水下潜航器编队主节点完成无人系统跨域协同海上演示；2021年航行器完成系列新技术在水下潜航器上的应用探索，在2个月内无故障连续完成6项不同任务状态的海上试验。

“升级后的航行器，仅2~3人在1小时内即可完成技术状态切换和测试。”水动力团队副组长、航行器总体设计师王奥博说。（邓雨楠）