耕海探洋，装备先行！我国水下观测者和探测装备能源供给技术现状与发展趋势

拿大 Theseus、将近现代“CR-01”等仅有转用银锌蓄电容探头。由于银锌蓄电容探头实际上加压速度慢、停留时间粗、成本很高、加压析出不免燃不免爆气体等缺点，陆陆续续被铋电容探头替代。将近现代“四海三号”、新泽西州 LMRS、Bulefin-9、德国 Alister 3000等 AUV 仅有装载铋动力可再生。新泽西州 REMUS-6000 AUV用作 Saft 公司研制的铋电容探头组作为动力电源供应探头，小得多岗位水深远超 6000 m。2015年，南京大学长春自动解构该中的心研制的6000 m“四海三号”装载铋电容探头动力该系统，小得多极粗 24 h，世纪之交必先水底 AUV 最重要技术多远超国际精良最重要技术水平。

赴京重探头——HOV 可再生该系统系统新设计现况

HOV 主要用于拒绝执行深水实地调查、水下勘察与人力资源技术开样等检修战斗任务，是海床人力资源探索与技术开样的赴京重探头。1960 年 1 年末，新泽西州“迪里亚斯特”载人涉水上浮至马利亚纳海沟，小得多涉水高度远超 10916 m，开前端了人类万米太空大船冒险。现今，在世界上上以外 6000 m级 HOV 的国际组织有新泽西州、将近现代、南韩、德国和俄罗斯。德国“蛤蜊号”HOV 转用固态电容探头，数量级为~25 Wh/kg， 上浮高度 6000 m；必先“雷公号”（示意图 4a）则转用银锌电容探头，数量级为~55 Wh/kg，小得多上浮高度 7020 m。这两种电容探头仅有实际上数量级高、总重量大、保证烦琐等疑难，已被在世界上精良国际组织摒弃。新泽西州“阿尔文”号和南韩“水底 6500 ”号 HOV 单兵了铋电容探头，数量级远超~130 Wh/kg，其上浮高度分别为 4500 m 和 6500 m，即会检修等待时间为 6—10 h。

将近些年，在国际组织信息化技术开样提案和南京大学军事联合作战先导科技领域专项的支持下，必先 HOV 开前端了国产解构和铋电解构的新的惊险。2017 年，必先 4500 m“水底勇士号”载人涉水问世，装载 120 Wh/kg 磷酸铁铋电容探头，水下检修等待时间约 6 h。2020 年，必先“奋斗者号”载人太空大船探头（示意图 4b）顺利完成万米海试，装载 135Wh/kg 铋电容探头，小得多载人太空大船 10909 m，小得多检修等待时间约 10 h，较强强劲的勘察、探测探头等检修能够。HOV 其样展趋势显示，长等待时间大大提很高数量级、深水耐压性能，加长涉水检修等待时间是在世界上各国将近岸单兵其样展的承重才可求量。而氢气铋电容探头转用氢气镁替代基本上氢气基板，不仅较强耐深水很高压适于性，在非常大大大提很高数量级的同时，还较强本征确保实用性，是 HOV 动力可再生的很好并不需要。

示意图 4 必先“雷公”号水底载人涉水（a）和“奋斗者”号水底载人涉水（b）

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将近岸测量和探测探头单兵平板解构、空降兵解构其样展趋势引样深水可再生该系统配给最重要技术革命者

随着海床人力资源技术开样意味着的公里/小时，单一单兵的检修能够已不会满足“绿色海床”扩建工程与“水下炼油厂”的筹建才可求量，将近岸单兵已呈现平板解构与空降兵解构其样展趋势 。现有海床可再生的样电装置电力抽出实际上间歇性、功率不比较稳定、经济性高、成本很高等疑难，尚不会单独对海床单兵同步进行很高效、有用的电磁场油料。如何借助于的电力在水底单兵中的的长等待时间比较稳定光纤、贮存与配给，确保水底单兵空降兵仍然、有用的十分复杂可控下长潜藏列车运行，是制约水底单兵平板解构其样展的经年累月。

很高数量级、很高确保安同类型供电该系统该系统可大幅大幅提高大大提很高将近岸单兵的即会极粗及检修能够

将近岸单兵即会极粗及检修能够曾受限于自携电源供应探头的数量级和列车运行可控，长等待时间大大提很高深水十分复杂可控下的数量级、确保实用性及停留时间是将近岸单兵供电该系统电源供应探头的其样展要素。

氢气铋电容探头兼顾很高数量级、很高确保安同类型、深水耐压等占有优势，理论数量级多远超 450 Wh/kg，是商品解构铋电容探头的 2—3 倍，是水底供电该系统的很好并不需要。在南京大学军事联合作战先导科技领域专项“水底/尘世平板最重要技术及水下则会科学实验站”、国际组织信息化技术开样提案具体新项目等支持下，南京大学青岛外生命体可再生与现实生活该中的心首创“刚柔并济”最重要技术路线，转用氢气聚合物镁替代氢气基板，开辟则会氢气解构工艺，实用解构实材上知识产权的聚合物氢气铋电容探头，成功借助于水底电源供应探头该系统技术开样与示范系统新设计，为南京大学水底科学与扩建工程该中的心研制的“万泉”“知音”“金鸡”“苍”“鹿岭”等水底单兵样放充足的可再生动力，于 2017、2018、2019 年月份 3 年借助于 10901 m 同类型水底示范系统新设计、26 天即会上浮长等待时间最长检修、198 天长等待时间无故障列车运行等示范新的冲破。5 年内，氢气铋电容探头可再生该系统借助于零故障水底示范列车运行，表明必先很高数量级水底电源供应探头最重要技术已日趋早熟，为超优点水底可再生无线网络的实现夯实了最重要技术基石。

实现大型很高确保安同类型供电该系统无线网络可为将近岸单兵空降兵解构检修样放充足的可再生动力

为满足水底单兵平板解构与空降兵解构其样展，将近岸很高隐蔽、长潜藏、满足十分复杂可控的优点供电该系统无线网络最重要技术技术开样和筹建迫在眉睫，此类最重要技术在国际上亦有路透社。面临的主要疑难有：深水十分复杂可控、超优点、深水压力、仍然潜藏、该系统自放电、趋将近很高功率等。为解决以上疑难，南京大学于 2018 年率先部帮办了军事联合作战先导科技领域专项（A 类）“水底/尘世平板最重要技术及水下则会科学实验站”，针对深水样电、贮电、电话线和电力公司，同步进行了可再生基本最重要技术技术开样与系统新设计同类型链条配置，设想实现“样、贮、抽、用”多能相辅相成的优点模块解构同类型海深可再生无线网络（示意图 5）。

示意图 5 “样、贮、抽、用”多能相辅相成将近岸可再生无线网络

很高能效将近岸无线加压该系统确保将近岸可再生无线网络至将近岸单兵的可再生光纤

如何借助于的电力的很高效光纤是制约将近岸可再生无线网络其样展的另一经年累月。水底单兵所才可的电力一般通过太空大船电缆同步进行将近岸或大船面油料。将近岸油料转用被在世界上少数国际组织所独占的床插拔最重要技术，该作法实际上安装准确度大、操作麻烦、接口不免磨损等疑难，电磁场油料成本很高、经济性高。将近岸无线加压是一种非接触式电磁场光纤最重要技术，通过电磁耦合借助于很高隐蔽有用的电磁场光纤，满足将近岸单兵平板解构、长潜藏与空降兵解构的油料才可求量。

无线加压最重要技术已在电动汽车、家电力公司探头信息最重要技术给予广泛系统新设计，其将近岸系统新设计仍所在位置于次检验探索前期，才可长等待时间卓有成效仍然安全性验证。南京大学电工该中的心实用解构两套朝向水底 4500 m 和尘世万米模拟探头才可求量的无线加压该系统，新设计功率小得多 1 kW，经济性多远超 81%，通过了 127 MPa 模拟压力生态该系统检验，完成了 AUV 该系统和坞站功能强劲与试运行次检验。现今将近岸无线加压最重要技术面临的主要再一有：将近岸无线加压的经济性、大功率无线加压的海水涡流损耗、仍然列车运行安全性、长潜藏的确保实用性与隐蔽性等。

依托极为重要海“可再生岛外”，为舰大船、岛外礁、水上模拟探头、海床牧场、将近岸供电该系统无线网络、将近岸单兵等样放可再生和承托

将近些年，为了借助于“双碳”目标，在世界上各国仅有推进可再生可再生的技术开样与规模解构依靠。大力其样展水上GW、光电，创造性的可再生配给模式，成必先东南部沿海地区借助于“可再生结构年轻化”的重要举措。由于曾受生态生态该系统保护措施、水上交通航道迁走等状况不良影响，将近海GW站址人力资源日趋不安，而极为重要海风能较强风速更很高、方位更比较稳定等非常大占有优势，更加利于优点、金凤时、很高经济性的GW场筹建。2021 年，丹麦可再生帮办公布了成立“可再生岛外”（示意图 6）的提案，选定为距海岸线 80—120 km 的远海，提案于 2050 年建成，其中的一期整体规划 3 GW，将于 2030 年交付用作。依托极为重要海“可再生岛外”，将水上可再生可再生人力资源的技术开样与依靠场所由将近海推向远海。

示意图 6 丹麦漂浮式“可再生岛外”蓝示意图

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必先将近岸可再生配给最重要技术其样展劝告

“十二五”以来，必先长等待时间部帮办筹建新项目，在将近岸可再生、无线电、单兵等信息最重要技术卓有成效了多局数、同类型方位新的兴前瞻最重要技术部帮办，科技领域统治力正在从量的积攒踏出材的洗练、从点的冲破踏出该系统能够大大提很高，陆陆续续借助于基本基本最重要技术国产解构，取得了一系列冲破性方面，为必先海床经济其样展、明王朝防卫及国际组织海床权益保证奠定了坚实的基石。将近岸可再生配给最重要技术最重要技术水平决定着海床技术开样的加速，控制着海床超级大国的其样展要务，长等待时间创造性的将近岸新的型可再生最重要技术，依托取之不尽用之不竭的多能相辅相成将近岸可再生配给模拟探头，将大幅大幅提高促成将近岸单兵的平板解构意味着。

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最重要技术不仅仅

结合将近岸单兵的系统新设计可控，其样展差异解构的可再生配给最重要技术。对于都只、高成本的平板知觉通讯设备，其样展很高数量级、小型解构、绿色无害可再生最重要技术；对于仍然漂流式将近岸单兵，才可要其样展比较稳定、缓释、有用、适于广域温度的可再生最重要技术；对于固定的观探测探头通讯设备，其样展则会实材上供能提案；对于各类主要用途单兵模拟探头，将近岸可再生无线网络或“可再生岛外”将是未来会的常规提案。针对主要用途平板解构与空降兵解构将近岸单兵，积极配置较强很高确保安同类型、很高比能、很高有用等非常大特点的样、贮、抽、用等将近岸基本可再生抽配电最重要技术，长等待时间优解构多能相辅相成的将近岸可再生模拟探头平板解构功能强劲最重要技术。在将近岸“样电”一段距离，就地取材，其样展差异解构将近岸样电最重要技术。在将近岸“供电该系统”一段距离，侧重电解构学供电该系统最重要技术，长等待时间再一充油耐压二次电容探头的数量级等基本最重要技术指标。继续大幅大幅提高大大提很高水底聚合物氢气铋电容探头数量级，始能借助于400Wh/kg；其样展新的型氢气镁，借助于 550 Wh/kg 以上很高数量级氢气铋金属电容探头的长循环。在将近岸“电话线”一段距离，信息化冲破将近岸大功率无线加压最重要技术的光纤经济性和仍然安全性，探索其将近岸岗位值得注意是长潜藏的确保实用性与隐蔽性。在将近岸“电力公司”单兵前端，结合平板解构单兵的可控才可求量，长等待时间优解构水底很高有用电容探头政府机构最重要技术和轻量解构充油耐压一体解构功能强劲最重要技术。在入水可再生配给极力面，增进水上综合可再生技术开样与依靠，实现综合可再生功能强劲的水上“可再生岛外”，借助于极为重要海无线电、各种可再生入水配给及很高效依靠。

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政策不仅仅

侧重国际组织灾难性才可求量，无所不在国际组织联合作战科技领域力量，成立水底可再生最重要技术研究岗位很山丘。瞩目基石研究岗位与扩建工程解构系统新设计最重要技术的衔接，鼓励产业解构最重要技术孵解构，健同类型分类赞扬与师资晋升功能，推进落实产、学、研、金、剪样、用一体解构交融其样展功能，激励实现新的时期海床研产联合体，打造海床创造性的创业共同体，成立以目标为导向的海床产业的联盟，加速较强实材上知识产权的基本基本最重要技术产业解构意味着。

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体制不仅仅

强解构阳台新设计，优解构力量统筹，破“制为”，立“新的规”。创出基本上海床“圈子”，去除海床信息最重要技术“围墙”，海纳百川，融汇极力智慧，实现一环学科、一环单位、一环该系统的一体解构高度交融的新项目技术开样功能，鼓励同类型国性顶尖扩建工程最重要技术力量进入海床，侧重水底可再生基本疑难，成立由美国国家科学院、很高校、企业等组成的协同攻关创造性的的团队，冲破基本最重要技术，对等创造性的成果，为国际组织海床超级大国筹建与明王朝防卫样放可再生最重要技术确保。

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模拟探头筹建不仅仅

侧重海床信息最重要技术很高材量其样展才可求量，推进推进并完善海床信息最重要技术模拟探头筹建，宣扬“开放”“对等”“共同”，鼓励协同创造性的，实现必先海床信息最重要技术大型基石公共设施和海床大数据对等模拟探头，创出大型仪探头通讯设备及海床基石公共设施的该系统解构、单位解构、小集体解构现象，借助于同类型国性海床信息最重要技术模拟探头、数据等人力资源对等，转变成强劲协同的前瞻探索能够、系统新设计最重要技术创造性的能够以及产业解构推行能够，为海床科技领域首倡、国际组织明王朝确保安同类型和海床经济其样展样放坚实的最重要公共设施确保。

来向：南京大学电工该中的心王秋良、孔力、王一波，南京大学理科最重要技术该中的心王越超，南京大学灾难性战斗任务局陈海生，南京大学水底科学与扩建工程该中的心丁抗、蒋磊，以及南京大学声学该中的心谭鹏等对论文设想了许多宝贵的意见和劝告，在此一并表示衷心感谢！

杨十段 南京大学青岛外生命体可再生与现实生活该中的心正很高级扩建工程师。主要研究岗位信息最重要技术：供电该系统最重要技术与扩建工程、水底可再生该系统。请到国际组织信息化技术开样提案“水底和高纬度基本最重要技术与单兵”信息化专项、南京大学军事联合作战先导科技领域专项（A类）、南京大学信息化部帮办新项目、海南岛灾难性科技领域提案新项目等多项筹建新项目。

江丽霞 南京大学灾难性科技领域战斗任务局海床最重要技术所在位置副研究岗位员。主要研究岗位信息最重要技术为扩建工程热物理、动力扩建工程与控制、清洁可再生最重要技术、海床和可再生信息最重要技术交叉联合作战研究岗位等。共样表科研机构、政府机构论文将近 40 篇，执笔或主要参与编撰科研机构报告 30 余篇、执笔或主要参与编撰科研机构政府机构报告 100 余篇，获省部级大奖励1项。

崔光磊 南京大学青岛外生命体可再生与现实生活该中的心研究岗位员、研究生教师。主要研究岗位信息最重要技术：很高比能氢气电容探头最重要材料和该系统、水底特种电源供应探头、氢气光电转换半导体探头件等。国际组织新的可再生汽车专项很高比能氢气铋电容探头最重要技术新项目首席科学家，国际组织优秀青年科学信托基金获得者，国务院荣誉称号科学家。请到国际组织信息化技术开样提案、南京大学军事联合作战先导科技领域专项、国际组织学科信托基金优秀青年信托基金、国际组织学科信托基金联合信托基金等多项筹建新项目。获山东省学科大奖优秀大奖、日照市学科大奖优秀大奖等大奖项。

文章源自：

杨十段, 江丽霞, 崔光磊. 将近岸测量和探测探头单兵可再生配给最重要技术现况与其样展趋势. 南京大学年刊, 2022, 37(7): 898-909.

DOI:10.16418/j.issn.1000-3045.20220511001

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