“潜龙三号”,你是一个怎样的“深潜明星”?

各路探海英雄频频刷新着中国自主研发的深海装备挺进蓝海的新记录:先是中国自主研发的海燕水下滑翔机创出最深潜水深度达到8213米的世界纪录;几乎同时,4月23日,备受瞩目的当前中国最先进的自主无人潜水器——“潜龙三号”通过了现场专家组考核验收。验收结果表明,“潜龙三号” 海试中的第二潜创造了深海AUV单潜次航程最远的深海航行记录。

每一次下潜都是对深海复杂环境的新挑战

4月25日,记者连线正在南海进行海试的中科院沈阳自动化所“潜龙三号”副总设计师、本项目执行负责人许以军,他刚刚忙完“潜龙三号”第三潜回收,正在进行设备返航后的调试维护。

   

他告诉本报记者:“‘潜龙三号’从4月21日零时24分抵达3850米深海开始航行,到22日19时12分结束航行,航行42小时48分钟、航程156.82公里。此次下潜,创下我国深海AUV单潜次航程最远的深海航行记录。这是‘潜龙三号’海试中的第二潜,主要是最大续航力海上试验。海试验收大纲要求潜水器续航力30小时(巡航速度2节)。”

“本次下潜测试也是对‘潜龙三号’可靠性非常严格的考验。在‘潜龙二号’技术基础上,‘潜龙三号’通过减少电子设备功耗,提高推进效率,在最大续航能力测试上取得了非常好的试验效果。” 许以军自豪地补充说。

测试潜龙三号综合性能的第一潜于4月20日进行,顺利完成相关指标测试。4月20日-22日,“潜龙三号”先后进行了两个海试潜次。海试现场验收专家组全程参与海试过程,在对“潜龙三号”最大工作深度、航速、无动力下潜和上浮、续航力、卫星通信、导航等50项试验考评项目进行评判后,通过了现场验收。

    

4月24日,通过验收考核的潜龙三号开始试验性应用第一潜,也是潜龙三号的第三潜。4月25日中午刚被收回的潜龙三号,经过调试后又将在4月26日一早进行第四潜。“每一次下潜都选择不同的任务海域,每一次都是对深海复杂环境的新挑战。”

最先进自主潜水器先进在哪?

“潜龙三号”是中国自主研发的潜龙系列潜水器的新成员,以深海复杂地形条件下资源环境勘查为主要应用方向,是在“潜龙二号”的基础上进行的优化升级。国产化程度更高,惯性导航传感器及组合导航系统、高清照相机等核心部件由进口改为国产;在潜龙二号的技术基础上还改进设计,降低了电子设备的功耗,“潜龙二号”最长可工作30多个小时,“潜龙三号”则达到40多个小时;使系统噪声降低、效率更高、抗流能力得到加强;声学成像质量得到相应提高。”

“国产化程度高、续航能力更长,综合性能更强,是潜龙三号广受关注的主要原因。”许以军言简意赅的补充说。

潜龙三号这种非回转体大型立扁鱼形设计,有利于减少垂直面的阻力,便于潜水器在复杂海底地形中垂直爬升,也可以增强水面航行能力,有利于它在复杂海底地形中稳定航行、高效避障、水面自航等。

为应对水下复杂的地形地貌,“潜龙三号”和他的哥哥“潜龙二号”一样,同样采用前视声呐作为避碰传感器。这种成像声呐也被认为是潜水器的“眼睛”。控制“潜龙三号”的自动驾驶计算机在采集数据后,通过图像处理方式来识别障碍和周围环境,结合避碰策略,下达紧急转向、紧急变深或变高以及跟踪指令。使潜水器可在复杂海底环境下避碰。

“潜龙三号”在深海复杂地形进行资源环境勘查时,具备微地貌成图、温盐深探测、甲烷探测、浊度探测、氧化还原电位探测、海底照相和磁力探测等热液异常探测功能。

  

“潜龙三号”采用可旋转舵推一体设计方案,4个可旋转舵推进器相当于潜水器的“鳍”,借助它,潜水器可以灵活地前进、后退、旋转,在海底“翻山越岭”,更加适应热液硫化物海区海底复杂环境。

不仅如此,“潜龙三号”集成安装了国内先进的高精度测深侧扫声呐设备,可以实现海底精细地形地貌图。可探测到米级以下的精细地形地貌图。

“潜龙三号”的设计特点是无人无缆全自治水下机器人,即无人参与的智能型水下航行机器人。当预定使命任务下达后,潜器下水航行作业不再需要潜航员操控,能够实现自主独立完成,通俗地讲就是水下的无人驾驶汽车,实现了AUV健康状态的实时检测、故障处理和智能决策。“潜龙三号”可以大范围自主探测,适用于复杂海底环境下多金属硫化物资源勘查。有人潜水器是有潜航员在潜水器内操控,更适合小范围定点精细作业。

有人驾驶和无人驾驶潜航器的区别

虽然是无人深潜器,国家深海基地管理中心蛟龙号潜航员陈云赛也参与到了本次潜龙三号的海试中,作为蛟龙号潜航员,陈云赛为科技日报记者介绍道,

“载人潜水器(HOV)和无人无缆自治潜水器(AUV)最主要的在于人是否在控制回路,载人潜水器执行下潜任务时,人在舱内执行全部操控作业,可以在定点进行精细取样操作。如果把载人潜水器比喻为战斗机,那么无人无缆自治潜水器就可以理解为我们常见的无人机,它按照下潜前给它输入的任务使命,在水下自主进行航行探测作业,自主决策,如遇紧急情况时它可以自主决策抛弃压载上浮。

“当然,由于人在潜水器中,需要考虑的安全冗余和生命支持设计增多,载人潜水器系统较无人潜水器更为复杂,但由于有人在现场,可以开展更为精细的水下取样,可以按照实际海底情况进行计划变更。相对于载人潜水器来说,受传感器和智能技术限制,目前无人潜水器更适合从事大面积的探测作业。”

“我相信随着人工智能技术的进步,无人潜水器也能够从事水下自主取样等精细作业。”

    

对于潜龙三号的外观,许以军揭秘了设计背后的科技人员的良苦用心。“潜龙三号比较呆萌的外观设计,想法源于‘小丑鱼’,由中科院沈阳自动化研究所潜龙三号总设计师刘健研究员最终拍板确定选用。设计者们将卡通形象融入科学工程技术之中,就像科学技术与科普相结合一样,期待引起更多人对无人自主潜水器探测海洋的兴趣,更多人投入海洋探测事业中。

“海上试验主要是对潜水器的一些技术指标和功能进行测试,更偏重于功能性试验。我们潜水器可以下潜深度4500米,在这么深的海水中航行作业的难度可想而知。另外深海是一个完全未知的环境,我们设计完潜水器,需要到海里进一步测试他在一个未知环境下、大深度海域条件下潜水器的适应能力,比如最大深度,一些设备的性能状况。”

    

“习近平总书记强调:大国重器的核心技术要掌握在我们自己手里。深潜器是海洋开发和海洋技术发展的最前沿和制高点之一,拥有自主核心技术的深海装备更是国家综合科技实力的象征。我们做的潜龙三号海试就是要保证深海装备的核心技术始终掌握在中国人自己手里。”

25日下午,收回第三次下潜的潜龙三号后,海上起风了,母船剧烈摇晃,许以军有些晕船,但说到要将深海装备核心技术掌握在国人自己手里时,依旧铿锵有力。

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责任编辑:陈龙
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