今年早些時候，中國權威媒體指出，機器魚“海豚二號”百米已經進行了深海充電傳信的試驗。此次試驗表明，我國已經攻克了無人潛航器在海底無線充電的重大難關，對未來水下作戰具有非常重大的意義。這種技術的使用方法是，一艘無人機潛航器在需要電能時返回一定區域的水下充電站(學名水下接駁站)附近，二者建立無線連接，即可完成充電操作，同時還可以將采集到的水下信息傳輸給該充電站，又充電站傳輸給岸上指揮所，大大增強水下作戰實施態勢感知能力。

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在實驗中，“海豚二號”先在50米深度海域與海底觀測網和對接系統進行了11次回塢對接操作，成功對接了10次，水下接駁站開始對AUV進行充電并下載AUV獲得的水下信息，在該深度時充電*高功率可達681W，信號*大傳輸速率可達3.1MB/s。接著，“海豚二號”被置于105米的深度再次進行同樣的實驗，也獲得了成功。研發該技術的楊燦軍教授表示，此次實驗成功突破了100米海底深度，在入塢成功率、充電功率和傳輸速率上達到國際先進水平，為建立水下三維動態感知網創造了條件。

研發海底非接觸式電能傳輸新系統是我國國家“863”計劃重點資助扶持的項目，目前的主要成功都是由浙江大學取得的。海底供電系統是各國正在發展的海底觀測技術必備設施，傳統的供電系統是通過濕插拔水密閉插接來連接負載和電源，說白了就是有線插頭。只是這種插頭在使用時通過擠壓插孔的方式將孔內的水分排出，進而取得**的充電環境，但這樣方式在深海環境中有操作復雜、價格昂貴、使用壽命短、**隱患大等缺點。

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一些國家設計了在AUV上配裝蓄電池組的方法增加其續航能力，但這樣使得AUV負載明顯增大，機動性降低，我國**臺水下蓄電池重126kg，極大的增加了AUV負擔，影響了其用途拓展。這些缺點導致了科學家開始謀劃使用無線充電方式來取代它，為此各國開始了自己的努力，美國的NEPTUNE和歐洲的ESONET、日本的ARENA專項計劃都包含這一技術。

水下無線充電的基本原理是利用電磁感應技術，將電場轉化為磁場，再將磁場轉化為電場實現電能的傳輸。充電時電源的直流電經過逆變電路轉換成高頻交流電，該高頻交流電被送入初級耦合線圈，初級耦合線圈則將其轉換為交變的磁場送至次級線圈，次級線圈將磁能轉換為高頻交流電，經過整流和濾波后傳給負載，由于存在間隙的耦合器會有較大的漏磁通，因此還需要在初級和次級耦合線圈上附加補償電路。

在海底環境工作時，初級和次級電路都需要耐高壓和耐腐蝕材料密閉容器封裝，避免進水發生**隱患，以上過程其實與變壓器的原理基本一致，這種方法也被稱為電磁耦合式水下充電。除上述方法外，國外還提出了電磁共振式和電磁波發射式兩種充電方式，其中電磁波發射式由于在水下衰減太嚴重而不具備發展前景，而電磁共振式則由美國麻省理工學院首先發表論文提出，其主要用于短距離需要大功率充電的環境。

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我國對該技術的研究起始于2000年前后，開始時主要是各大機構發論文為主，浙江大學走在*前列，利用電磁耦合式方法，在水下電磁耦合器結構、線圈優化設計、充電系統控制上取得了重大進展，*終在2017年取得了工程實踐的重大突破。該技術成熟后，不但可將海底接駁站預置在海底為UAV充電，還可以將其放置在移動的潛艇、艦艇平臺上，對現代水下作戰樣式形成三種沖擊：

一是可持續封鎖航道。UAV在能實施水下無線充電后，只要水下接駁裝置能源足夠，就可以一直處于巡航狀態，特別是在海上重要航道水下和敵軍港口外圍持續巡航，對經過的敵軍各類船只進行探測、識別、火力打擊，令敵潛艇、艦艇無法出海、不敢出海，封鎖效果相比潛艇這種目標大，難以在淺水區活動的武器來說要大的多。

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二可助力水下編隊作戰。核潛艇擁有幾乎無限的電能，在配備水下接駁裝置并攜帶UAV后，可實現與UAV之間的無接觸充電和通信。在水下建立態勢感知體系，遇敵時，先發射UAV接近目標，利用UAV目標小、反射聲波信號弱的特點可做到首先發現目標并對其實施跟蹤，引導潛艇魚雷或直接使用戰斗部實施打擊。

三是可建立水下動態感知體系。UAV可攜帶側掃聲吶，利用自身可連續充電的優勢，巡航時間長的優勢不斷對海底實施聲吶掃描成像，持續探測水下可能獲得的潛艇、水雷等目標，*終促成建成水下動態感知體系，大大提高防御水下滲透和破壞的能力。

本文由：金籟科技（證券簡稱：金籟科技 證券代碼：870471）轉載發表
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