原標題:高頻率下潛28次,最大深度4534米,接近世界先進水平
深海勇士 精彩首秀
“深海勇士”號在進行載人深潛試驗。張素 攝(人民視覺)
日前,作業(yè)能力達到水下4500米的“深海勇士”號載人潛水器結束運行階段的首個航次,由“探索一號”母船搭載,順利返回位于三亞的碼頭。目前,潛水器狀態(tài)良好。
在這個航次中,“深海勇士”號完成了哪些任務,實現(xiàn)了哪些突破?它與國際、國內同類型潛水器相比,有哪些獨特優(yōu)勢?實現(xiàn)了哪些創(chuàng)新?接下來,它將承接什么樣的任務?未來我國在潛水器研制方面將有什么“新”動作?
國產化率超九成,首次實現(xiàn)52小時連續(xù)下潛4次的紀錄
去年夏天,“深海勇士”號在南海進行了為期46天的海上試驗之后,高頻率下潛28次,最大下潛深度達到4534米,共完成388項測試。
此次航行是繼去年海試后進入運行階段完成的首個航次,實現(xiàn)了多項突破。據(jù)了解,在為期17天的航程中,潛水器總計完成了17次下潛,平均每個潛次在水中時間不低于8小時。其間,國產化設備運行穩(wěn)定,表現(xiàn)出色。
在本航次中,“深海勇士”號首次實現(xiàn)了52小時內連續(xù)下潛4次的紀錄。
中科院深??茖W與工程研究所航次領隊唐古拉山說:“這4次下潛中包含了1次六級海況的布放和回收,還有3次夜晚布放以及3次夜晚回收。此前,國際上只有俄羅斯能做到在夜間進行布放和回收。這次我們也成功做到了,說明我們已經在接近世界先進水平?!?/p>
潛水器在本航次中按照科學家的要求,實施了包括爬坡、定點作業(yè)、按照既定航線行駛等操作。在運行階段,也同步進行潛航員訓練。本航次,兩位潛航員學員完成了超過15次的海上下潛,并成為潛水器主駕駛,“深海勇士”號的潛航員梯隊也日臻成熟。
專家表示,本航次還進一步檢驗了潛水器對高海況環(huán)境的適應性,擴展了潛水器及運行維護團隊的全時段作業(yè)能力,形成了新的與國際標準接軌的載人潛水器海上運行管理規(guī)范和標準。
去年12月1日,“深海勇士”號正式通過科技部組織的專家組驗收,驗收結果顯示潛水器總體性能優(yōu)秀,國產化率達到95%。
唐古拉山表示,國產化設備在本航段過程得到了充分驗證,在所有潛次里沒有出現(xiàn)過任何一個影響下潛的問題?!拔覀儗撍鞯谋憩F(xiàn)非常滿意!”
此外,潛水器要承擔的是科學考察的任務,去探索海洋的奧秘。在本航次中,“深海勇士”號一共取得了100多個大生物樣品和大量調查數(shù)據(jù)。同時,也遇到了不同類型的海底地形,而對不同地形海洋生物的研究將有助于加深我們對地球的認識。
控制系統(tǒng)擁有高精度組合導航功能,能夠實現(xiàn)“大海撈針”
“深海勇士”號載人潛水器課題立項于2014年,但其關鍵技術的研發(fā)工作早已啟動,目標是推動我國大深度潛水器關鍵技術和核心部件國產化、功能化、譜系化,并帶動深海技術相關產業(yè)的發(fā)展。
“深海勇士”號在研制過程中突破了包括鈦合金載人艙、超高壓海水泵、低噪聲推進器、液壓源、充油鋰電池、浮力材料、控制與聲學等關鍵技術。專家表示,與國際同類潛水器相比,4500米載人潛水器在電能、潛浮速度、聲學通信和自動控制方面擁有獨特的優(yōu)勢。
“深海勇士”號用鋰電池取代了原先的銀鋅電池,使電池可用次數(shù)從50次增加到500次,使用壽命長達5年左右。使用鋰電池后,潛水器可借助電力快速上浮和下潛,增加在深海作業(yè)的時間。
“深海勇士”號還擁有目前世界先進的控制系統(tǒng),這套控制系統(tǒng)可以擴展到其它載人潛水器中去并可被其它類潛水器所借鑒。
中國科學院沈陽自動化研究所“深海勇士”號控制系統(tǒng)研制課題負責人祝普強說:“如果把載人潛水器想象成智能生物的話,控制系統(tǒng)就像生物的大腦和神經系統(tǒng)。比如潛水器在水下是什么姿態(tài),它怎么往前跑、怎么作業(yè)、怎么懸停,都有一個很好的控制?,F(xiàn)如今,汽車領域還在往無人駕駛或者自動駕駛方面發(fā)展,而潛水器已經具備了自動駕駛的能力?!?/p>
除了自動駕駛以外,新一代潛水器控制系統(tǒng)最牛的設計就是其高精度的組合導航功能,可以實現(xiàn)“大海撈針”。
祝普強說:“比如去熱液區(qū)、去冷泉區(qū)作業(yè),或者是做深淵的海底培養(yǎng),要把設備放在那兒,潛水器都需要精確到達該位置,并能夠第二次或者多次重復到達那個位置,而在一片漆黑的大洋深處,這無異于‘大海撈針’?!?/p>
此外,“深海勇士”號還可從海底向支持母船高效傳輸圖像。祝普強介紹,國外的載人潛水器一般都是實現(xiàn)了模擬信息的傳輸,或者能實現(xiàn)低帶寬的數(shù)據(jù)傳輸,而“深海勇士”號實現(xiàn)了高速數(shù)字通信,可以實現(xiàn)高效的圖像傳輸,這是一個很大的進步。
帶動一批深海技術和產業(yè)發(fā)展,大大提高裝備國產化率
此前我們國家已經有了7000米級深度的 “蛟龍”號載人潛水器,為什么還要研制4500米載人潛水器?
專家表示,下潛深度是深海探索能力的一種象征,我國不僅需要下潛深度大的潛水器,還需要適應不同科考需求、到達各種不同海域深度的潛水器。
中國科學院深海科學與工程研究所深海工程技術部主任陽寧說:“4500米載人潛水器的優(yōu)勢體現(xiàn)在可靠性、可維性、實用性、經濟性,可抵達我國領海水深不大于4500米的所有區(qū)域和國際上的科考熱點區(qū)域進行科學考察。比如說,考察熱液還有地質構造的活動,進行水下的考古,以及一些救援、搜尋的工作,應用的范圍非常寬廣。”
陽寧表示,從國際上看,載人深潛器另一個主要業(yè)務是考古。下一步,“深海勇士”號也希望在南海嘗試海上絲綢之路的研究,發(fā)現(xiàn)文物、還原歷史。
更重要的是,“深海勇士”號的研制能帶動一批深海通用技術和產業(yè)的發(fā)展,大大提高裝備國產化率。
陽寧介紹,通過“深海勇士”號載人潛水器的研制,帶動了國內相關的材料制造、裝備制造業(yè)上了一個臺階?!氨热?,鈦合金和浮力材料,我們現(xiàn)在就可以完全自制。此外,‘深海勇士’號還帶動了裝備技術進步,比如攝像頭和水下用的燈。有些水聲通訊技術方面,已經大大地領先其他國家,比如我們能做到4500米的水聲通訊?!?/p>
據(jù)悉,中國萬米級載人潛水器的研制正有條不紊地進行著,預計將在2020年完成研制。萬米級載人潛水器建成投入使用后,將會創(chuàng)造新的“中國深度”。(記者 吳月輝)
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