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“龙”家族相约2019年抱团探海

2018-05-10 10:14:09|来源:科技日报|编辑:于苏燕 |责编:韩东林

  “三龙”有机配合,可实现从大面积到小范围的逐渐搜索、定位、精细作业,形成从点到线到面的完整深海装备体系。业内人士预计——

  日前,船龄高达30多年的我国大洋科考功勋船——“大洋一号”船,停靠国家海洋局北海分局科考基地码头。本航次历经45天、航行6208海里,圆满完成A、B两个航段海试后满载调查成果而归。

  这次综合海试任务中,我国自主研发的“海龙”和“潜龙”潜水器惊艳亮相。“海龙”系列潜水器在A航段中共完成8次下潜,各项参数达到设计标准;“潜龙三号”在B航段共下潜4次,下潜成功率百分之百。

  可能有人会迷惑,蛟龙、海龙、潜龙到底什么关系?这些潜水器暗藏的黑科技有哪些?未来科考中,它们又有哪些“小目标”?

  遥控“海龙” 定点精细探测是长项

  通常,水下机器人可以分为3类:载人潜水器(HOV)、遥控水下机器人(ROV)和自主水下机器人(AUV)。大家熟知的“蛟龙”号是载人潜水器,“海龙”号则是无人有缆潜水器,这两类潜水器都擅长局部作业、定点精细探测;作为我国最先进的自主潜水器“潜龙”号,是无人无缆潜水器,擅长大范围精细探测。

  “三龙”系列潜水器优势互补,成为我国目前深海探测装备的主力军。每一个“龙”家族中,家庭成员“性格分明”“‘海龙Ⅲ’为液压驱动,国产化率达到90%,它的力气更大一些,在搭载能力和取样方面更强”。“海龙Ⅲ”副总设计师、上海交大高级工程师吴超解释说,“海龙11000”则为电动驱动,属于深潜观测型“选手”,通过铠装缆和光纤微细缆可实现6000米到11000米级作业,它还能和目前科考船上通用的脐带缆进行连接,适用性更强。

  吴超全程参与了“海龙Ⅱ”的研制和应用。他告诉科技日报记者,相比于其他海龙系列,“海龙Ⅲ”增加了组合导航系统,可实现短时精确定位,能按照设计的曲线和路由进行海底巡查,不仅降低操作手负担,而且提高作业效率。此次作业,“海龙Ⅲ”获取了非常好的海底视频和照片,并且高效率地完成了近底高清观测、近底巡线和机械手取样等工作。

  “以往科考中获取大量岩石、标本后,采样篮装满后必须取上来,否则无法再次作业。此次较大的突破是,本航次特意为海龙号配备了一个海底升降机,采取的样品可装进升降机带上船,而‘海龙’号继续作业。”中国大洋协会办公室主任刘峰接受科技日报记者采访时说,这种作业模式为首次尝试,极大提升海上的作业效率,且节约船时。

  自主“潜龙” 高智能擅长大范围探测

  作为我国目前最先进的自主潜水器,“潜龙三号”在B航段中的表现格外耀眼:创下我国自主潜水器深海航程最远纪录;开创自主潜水器和船载地质取样装备同时作业的新模式……“B航段中,‘潜龙三号’南海海试和试验性应用4个潜次全部成功,最大工作水深达3955米。”B航段首席科学家、国家海洋局第二海洋研究所助理研究员蔡巍说。

  “‘潜龙三号’是自主潜水器,智能水平更高、适合大范围探测,如矿产资源调查、深海科学研究、应急事件处理等,像MH370失事搜寻,可用潜龙系列潜水器进行大范围搜索,一旦定位即可实施打捞。”“潜龙三号”总设计师、中科院沈阳自动化所研究员刘健指着萌萌的“小黄鱼”说,4个“鳍”是4个可旋转舵推进器,“掌管”前进后退、上浮下沉;“尾巴”安装了磁力探测仪;“嘴巴”则是前视声呐,可将潜水器采集的声学数据转化为图像,用以识别障碍物和周边环境,随后在主控计算机的控制下通过自主转动和躲避,保障自身安全和正常作业。

  “‘潜龙三号’在‘潜龙二号’基础上做了改进,较大突破是最大航程从30多小时提至40来个小时,稳定性也得到验证,验收专家给它打了99.4分。”刘健告诉记者,“潜龙三号”还能实时监测自身健康状态,并能根据不同程度作出“判断”。对于小问题,它只进行记录,便于回去排查;碰到中等程度的问题,比如哪个设备坏了,它会自主重新规划暂不执行这一任务,而执行余下的任务;一旦牵涉到安全性问题,它会直接结束使命自己回来。

  “三龙”聚首 协同作业有望成“标配”

  业内人士预计,一船同时带“海龙”“潜龙”出海的航次安排会在2019年出现。“蛟龙”号新母船等新型深海科考平台一旦建成使用,我国将可实现“三龙”协同全天候作业,提高航次综合效益,构建起以任务为导向的协同作业与互助机制。

  “未来‘三龙’的协同作战可表现为,用‘潜龙’号进行大范围搜寻,发现疑似目标后,派‘蛟龙’号或‘海龙’号定点精细作业,确认后进行打捞。”在刘健看来,“三龙”互补结合使用,将更好地为大洋科考服务。

  刘健认为,“三龙”配合协同作业,是未来科考的模式之一。另一个则是自主潜水器集群作业,比如一个科考船可以带好几台潜龙,随着“潜龙”系列新成员的加入,今后应用时将有更多集群作业机会。

  “‘三龙’的有机配合,可实现从大面积到小范围的逐渐搜索、定位、精细作业,形成了我国从点到线到面的完整的深海装备体系。”刘峰称。(刘 垠)

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