摘要：2025年10月10日，美国马萨诸塞州玛莎葡萄园岛的码头异常安静。没有盛大的启航仪式，一台形似鱼雷的银色设备悄然入水，朝着500年前麦哲伦船队开辟的航线进发。这就是由Teledyne Marine与罗格斯大学联合研发的"红翼"号水下滑翔机，它正试图完成人类历史
2025年10月10日，美国马萨诸塞州玛莎葡萄园岛的码头异常安静。没有盛大的启航仪式，一台形似鱼雷的银色设备悄然入水，朝着500年前麦哲伦船队开辟的航线进发。这就是由Teledyne Marine与罗格斯大学联合研发的"红翼"号水下滑翔机，它正试图完成人类历史上首次无人潜艇环球航行——7.3万公里的航程，全程无需人工干预，仅凭自身携带的8组传感器，就能为人类绘制最详尽的全球海洋"健康档案"。
一场不用加油的环球航行："红翼"的技术底气
"红翼"号的核心身份是Slocum Sentinel级水下滑翔机，这类设备与传统潜艇最大的区别在于"以
静制动"。它没有轰鸣的螺旋桨推进器，而是通过调整内部油囊体积改变浮力，像海豚一样在海水中"滑翔"，每公里能耗仅为传统水下机器人的1/100。这种独特设计，让它得以实现超长时间续航。
为了支撑环球任务，研发团队对其进行了针对性升级。电池容量提升至前代产品的2.5倍，配合优化的能源管理系统，理论续航可突破14个月，足以覆盖7.3万公里的航程。在感知能力上，它的载荷舱被重新设计，可同时搭载温盐深仪、溶解氧传感器、叶绿素探测器等8种设备，能同步采集水文、生态、地质等多维度数据。每隔12小时，它会自动上浮至海面，通过铱星系统将数据传回陆地控制中心，整个过程仅需3分钟，随后便再次下潜，隐蔽性与工作效率兼备。
更关键的是其自主决策能力。罗格斯大学斯科特·格伦教授带领的团队为"红翼"植入了先进的路径规划算法，它能根据实时海流数据调整航线，避开台风等极端天气区域，甚至能自主判断传感器故障并切换备用设备。"这不是简单的'按图索骥'，而是让机器学会'读懂海洋'。"格伦在启航仪式上强调。
这项被命名为"哨兵任务"的计划，背后集结了强大的支撑力量：Teledyne Marine提供硬件技术，NOAA负责数据校准，联合国"海洋十年"计划提供国际协调支持，确保"红翼"在全球各海域顺利通行。设备命名为"红翼"，则是为了致敬海洋技术先驱道格·韦伯。
中国路线：不拼"广度"拼"深度"的水下军团
当美国团队聚焦环球航行的"广度突破"时，中国在水下无人设备领域早已构建起特色鲜明的技术体系——不追求单一设备的环球能力，而是针对不同海洋场景，打造"深潜、冰下、跨介质"的多元化装备矩阵。
在极限深度领域，天津大学的"海燕"水下滑翔机保持着10619米的世界纪录 。这款外形酷似飞鱼的设备，采用碳纤维复合材料机身，能承受万米深海的巨大压力（相当于1000头大象站在一平方米的面积上）。更令人惊叹的是其能效比，团队研发的"离域化"电解液技术实现了"一克电池飞一公里"的突破，让"海燕"在马里亚纳海沟连续工作45天，采集到全球最深层海水的温度变化数据，为研究海底热循环提供了关键依据。
面对极地科考的特殊需求，中国科学院沈阳自动化研究所走出了差异化路线。2025年10月，该所研发的"双模AUV"在北冰洋完成12次下潜，成为我国首个在100%密集冰区实现冰底观测的水下设备。与"红翼"的单一滑翔模式不同，这款设备兼具两种运动状态：在开阔水域以2-3节（约3.7-5.6公里/小时）的速度巡航，遇到冰层则切换为爬行模式，贴附在冰底拍摄高清视频，同时采集盐度、溶解氧等数据。"北极冰底就像海洋的'天花板'，传统设备要么撞冰受损，要么无法靠近，双模设计完美解决了这个难题。"科考队员王健解释道。
在速度与机动性领域，哈尔滨工程大学和上海交大的跨介质飞行器更是实现了"弯道超车"。前者研发的"长弓2号"能在水下隐蔽航行，需要时迅速冲出水面，以2.5倍音速在空中飞行，再精准入水执行任务；后者的"哪吒"飞行器则能在50米水深与空中之间自由切换，负载能力达5千克。更关键的是速度突破——中国科研团队攻克了超空泡技术，使水下航行速度达到200节（约370公里/小时），远超俄罗斯"波塞冬"核动力鱼雷的100节，这一性能让其在 maritime surveillance 领域具备独特优势。
技术路线大PK：全球海洋无人探索的"两条赛道"
对比中美两国的水下无人设备发展路径，不难发现两种截然不同的技术逻辑，分别对应着海洋探索的不同需求场景。
在续航与航程维度，"红翼"的7.3万公里环球计划堪称标杆，其一年以上的续航能力目前无人能及。这得益于Teledyne Marine在滑翔机领域的二十余年技术积累，尤其是在低功耗传感器集成和电池管理上的深厚功底。但它的短板也同样明显：1000米的最大下潜深度仅能覆盖全球15%的海域，无法触及深海区域；20厘米/秒的航行速度则使其难以追踪台风、赤潮等快速变化的海洋现象。
中国设备则展现出"专精特强"的特点。"海燕"的万米深潜能力可探索全球所有海域的海底地形，"双模AUV"的冰下爬行技术独步全球，跨介质飞行器的200节速度更是碾压式优势。但在长航程持续观测上，中国设备仍有提升空间——目前公开数据中，国产滑翔机的最长续航约为6个月，与"红翼"的14个月存在差距。
从应用场景来看，两者形成了完美互补。"红翼"的环球航行更适合开展全球尺度的海洋普查，比如监测厄尔尼诺现象的全球传播路径、追踪塑料垃圾的洋流分布等；中国的"海燕"和"双模AUV"则擅长"定点攻坚"，在深海热泉探测、极地冰盖变化研究等细分领域发挥作用。正如海洋科技专家所言："没有万能的水下设备，未来的海洋观测网络，必然是'环球滑翔机+深海探测器+极地爬行器'的组合形态。"
无人海洋时代：机遇背后的三重挑战
"红翼"号的启航，以及中国水下设备的密集突破，共同宣告人类正迈入"无人海洋探索时代"。但要实现对全球海洋的持续监测，还有三道关键门槛亟待跨越。
首先是能源供给的"天花板"。无论是"红翼"的锂电池还是"海燕"的先进电解液电池，都存在续航极限。目前最先进的水下燃料电池也仅能支持设备连续工作两年，这对于需要 decade 级观测的气候变化研究来说远远不够。业内正在探索的解决方案包括海洋温差发电——利用海面与深海的温度差产生电能，以及水下无线充电基站——通过声波实现设备的原位补能，但这些技术目前仍处于实验室阶段。
其次是数据传输的"瓶颈"。水下通信一直是世界性难题，无线电波在水中衰减极快，声波通信速率又仅有每秒几十比特。"红翼"采用的"上浮卫星传输"模式虽成熟，但12小时的间隔会导致数据滞后，无法捕捉地震前兆、海啸生成等瞬时现象。中国科研团队正在测试的"水下激光通信"技术，能将速率提升至每秒100兆比特，但传输距离仅能达到1公里，难以满足大范围应用需求。
最后是标准化与协同的"壁垒"。目前全球水下设备的通信协议、数据格式各不相同，美国的"红翼"与中国的"海燕"采集的数据无法直接共享。这导致各国的海洋观测网络形成"信息孤岛"，难以形成全球统一的海洋监测体系。联合国"海洋十年"计划虽在推动标准统一，但涉及技术专利、数据安全等复杂问题，进展缓慢。
值得期待的是，这些难题正在被逐步破解。2025年9月，哈尔滨工程大学研发的"海龟"机器人实现了厘米级精准观测，同时将沉积物干扰降低90% ，为传感器技术升级提供了新方向；Teledyne Marine则计划在"红翼"完成环球航行后，推出量产版本，目标将成本从目前的100万美元降至20万美元，推动全球组网。
从美国的环球滑翔机到中国的万米深潜器，人类对海洋的探索正告别"盲人摸象"的时代。或许用不了多久，当台风形成时，会有上百台无人设备从不同海域同步传回数据，让预报精度精确到小时；当海底火山异常活动时，深海探测器能第一时间潜入 crater 传回实时影像。这场由无人技术引发的海洋探索革命，已经拉开序幕。
来源：智能学院
