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(ri)前(qian),作業能力達(da)到水(shui)下4500米的“深(shen)海勇士(shi)”號載人潛水(shui)器(qi)結束運行階段的首個航次,由“探索一號”母船(chuan)搭載,順利返回位于(yu)三亞的碼頭。目前(qian),潛水(shui)器(qi)狀態良好。
在這個(ge)航次中(zhong),“深海勇(yong)士(shi)”號(hao)完成了哪(na)些(xie)任務,實現(xian)了哪(na)些(xie)突破?它與(yu)國(guo)際、國(guo)內同類型潛水器相(xiang)比,有(you)哪(na)些(xie)獨特優勢?實現(xian)了哪(na)些(xie)創(chuang)新(xin)?接下來,它將承接什(shen)么樣的任務?未來我國(guo)在潛水器研制方面將有(you)什(shen)么“新(xin)”動作?
國產化率超九成,首次實現52小時連續下潛4次的紀錄
去年夏天,“深海勇士”號在南(nan)海進行了為(wei)期46天的海上試驗之后(hou),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(ji)去年海(hai)試(shi)后進入運行階(jie)段完成(cheng)的首個航次,實(shi)現了多項突破(po)。據了解,在為期17天的航程中,潛(qian)水器總(zong)計(ji)完成(cheng)了17次下潛(qian),平均每個潛(qian)次在水中時(shi)間不(bu)低于8小時(shi)。其間,國(guo)產化設備運行穩定,表現出色。
在本航次(ci)中(zhong),“深海(hai)勇士”號(hao)首次(ci)實(shi)現了52小時內連續下(xia)潛(qian)4次(ci)的紀錄。
中科院深海科學與(yu)工程研究所航次領隊唐(tang)古拉(la)山說(shuo):“這4次下潛中包含了1次六級海況(kuang)的布(bu)放和回(hui)(hui)收,還(huan)有3次夜晚(wan)布(bu)放以(yi)及3次夜晚(wan)回(hui)(hui)收。此前,國際上只有俄羅(luo)斯能做到在夜間進(jin)行(xing)布(bu)放和回(hui)(hui)收。這次我們(men)也成功做到了,說(shuo)明我們(men)已經在接(jie)近世界先進(jin)水平(ping)。”
潛(qian)水器在本航(hang)(hang)次中按照科(ke)學(xue)家的要求,實施了包括爬坡、定點作(zuo)業、按照既定航(hang)(hang)線行駛等(deng)操作(zuo)。在運行階段,也同步進行潛(qian)航(hang)(hang)員(yuan)(yuan)訓(xun)練(lian)。本航(hang)(hang)次,兩位(wei)潛(qian)航(hang)(hang)員(yuan)(yuan)學(xue)員(yuan)(yuan)完(wan)成(cheng)了超過15次的海上(shang)下潛(qian),并成(cheng)為潛(qian)水器主駕駛,“深海勇士”號的潛(qian)航(hang)(hang)員(yuan)(yuan)梯隊也日臻成(cheng)熟。
專家表示,本航次還進一步(bu)檢驗了(le)(le)潛水(shui)器對(dui)高海況環境的適應(ying)性,擴展了(le)(le)潛水(shui)器及運(yun)行維護團隊的全時段作(zuo)業能力,形成(cheng)了(le)(le)新的與國際標(biao)準接軌的載人(ren)潛水(shui)器海上(shang)運(yun)行管理規范和(he)標(biao)準。
去(qu)年12月(yue)1日,“深海勇(yong)士(shi)”號(hao)正(zheng)式通過(guo)科(ke)技部組織的(de)專家組驗(yan)收,驗(yan)收結果顯示潛水器總體性能(neng)優(you)秀,國(guo)產化率(lv)達到95%。
唐(tang)古拉山表示(shi),國產化(hua)設備(bei)在(zai)本航段過程得到了充分驗證,在(zai)所(suo)有潛次里沒有出(chu)現(xian)過任(ren)何一(yi)個影響下潛的問題。“我們(men)對潛水器的表現(xian)非常滿意!”
此外,潛水器要(yao)承擔的(de)是科學(xue)考(kao)察的(de)任務(wu),去探索海洋的(de)奧秘(mi)。在本(ben)航次中,“深海勇(yong)士”號一共(gong)取得了(le)(le)100多個大生(sheng)物樣品(pin)和大量調查數據。同時,也(ye)遇到了(le)(le)不(bu)同類型的(de)海底地(di)形,而對不(bu)同地(di)形海洋生(sheng)物的(de)研究(jiu)將有助于加深我們對地(di)球的(de)認識(shi)。
控制系統擁有高精度組合導航功能,能夠實現“大海撈針”
“深(shen)海(hai)勇士”號載人潛(qian)水器課題立項于2014年(nian),但其(qi)關鍵技術的研發(fa)工作早(zao)已啟動(dong)(dong),目標是推動(dong)(dong)我(wo)國大深(shen)度潛(qian)水器關鍵技術和(he)核心部件國產化、功能化、譜系(xi)化,并帶動(dong)(dong)深(shen)海(hai)技術相關產業的發(fa)展。
“深海(hai)勇士(shi)”號(hao)在研制過程(cheng)中(zhong)突破了包括鈦合金載人艙(cang)、超高壓(ya)(ya)海(hai)水泵、低噪聲(sheng)推進器(qi)、液壓(ya)(ya)源、充油鋰(li)電池、浮(fu)力(li)材料、控制與聲(sheng)學(xue)等關鍵技術。專(zhuan)家(jia)表示,與國際同類潛水器(qi)相比,4500米載人潛水器(qi)在電能、潛浮(fu)速度、聲(sheng)學(xue)通信和(he)自動控制方面擁有獨特的優勢(shi)。
“深海勇士”號用鋰(li)電池(chi)取代了原先的銀(yin)鋅(xin)電池(chi),使(shi)電池(chi)可用次數從50次增加到500次,使(shi)用壽(shou)命長達5年左右(you)。使(shi)用鋰(li)電池(chi)后,潛水(shui)器(qi)可借(jie)助電力(li)快速上(shang)浮和下潛,增加在深海作(zuo)業(ye)的時(shi)間。
“深(shen)海(hai)勇士”號還擁有目前世界(jie)先進(jin)的控制系(xi)統(tong)(tong),這(zhe)套控制系(xi)統(tong)(tong)可以擴(kuo)展到其它(ta)載人潛(qian)水器中去(qu)并(bing)可被其它(ta)類(lei)潛(qian)水器所借鑒。
中(zhong)國(guo)科學院沈(shen)陽自動(dong)化研(yan)究所“深海(hai)勇(yong)士”號控制(zhi)(zhi)系統(tong)研(yan)制(zhi)(zhi)課題負責人(ren)祝普強說:“如果把載人(ren)潛水器想象成智能(neng)生物的話,控制(zhi)(zhi)系統(tong)就像生物的大腦(nao)和神經(jing)系統(tong)。比如潛水器在水下是什么(me)姿(zi)態(tai),它怎(zen)么(me)往前(qian)跑、怎(zen)么(me)作業(ye)、怎(zen)么(me)懸停,都有一個很好的控制(zhi)(zhi)。現如今,汽車領域還在往無人(ren)駕(jia)駛或者自動(dong)駕(jia)駛方面發展,而潛水器已經(jing)具(ju)備了自動(dong)駕(jia)駛的能(neng)力。”
除了自動駕駛(shi)以外,新一代潛水器(qi)控制(zhi)系統最牛(niu)的設計就(jiu)是其高(gao)精度(du)的組(zu)合導航功能,可以實現“大海撈針(zhen)”。
祝普強說:“比如去熱液區(qu)、去冷泉區(qu)作業,或者是做深淵的(de)海底培養,要把(ba)設備放在(zai)那兒,潛水器(qi)都需要精(jing)確到達該位置,并(bing)能夠第二次或者多次重(zhong)復到達那個位置,而在(zai)一片漆(qi)黑(hei)的(de)大(da)洋深處,這無異于‘大(da)海撈針’。”
此外,“深(shen)海(hai)(hai)勇士”號還可(ke)從海(hai)(hai)底向(xiang)支持母(mu)船高效(xiao)傳輸圖(tu)像(xiang)。祝普強介紹,國外的載人潛水(shui)器一般(ban)都(dou)是實現了模(mo)擬(ni)信(xin)(xin)息的傳輸,或者能實現低帶寬的數據傳輸,而“深(shen)海(hai)(hai)勇士”號實現了高速數字通信(xin)(xin),可(ke)以實現高效(xiao)的圖(tu)像(xiang)傳輸,這是一個很大的進步。
帶動一批深海技術和產業發展,大大提高裝備國產化率
此前我們國家已(yi)經有了7000米級深度(du)的 “蛟龍(long)”號載人(ren)潛水(shui)器,為什么還要研制4500米載人(ren)潛水(shui)器?
專(zhuan)家(jia)表示,下潛深(shen)度是深(shen)海探索能力的一(yi)種象(xiang)征,我(wo)國不僅需要下潛深(shen)度大的潛水器,還需要適應不同科考需求、到(dao)達各種不同海域深(shen)度的潛水器。
中國(guo)(guo)科學(xue)院深海科學(xue)與工程研(yan)究所深海工程技術部(bu)主任陽寧說(shuo):“4500米(mi)載人潛水(shui)器的(de)(de)優勢體(ti)現在可(ke)(ke)靠(kao)性、可(ke)(ke)維性、實用(yong)性、經濟性,可(ke)(ke)抵達我國(guo)(guo)領(ling)海水(shui)深不(bu)大于(yu)4500米(mi)的(de)(de)所有區域和國(guo)(guo)際(ji)上(shang)的(de)(de)科考(kao)(kao)熱點區域進行(xing)科學(xue)考(kao)(kao)察。比如說(shuo),考(kao)(kao)察熱液(ye)還(huan)有地質構(gou)造的(de)(de)活動,進行(xing)水(shui)下(xia)的(de)(de)考(kao)(kao)古,以(yi)及一些救援、搜尋的(de)(de)工作,應用(yong)的(de)(de)范(fan)圍非常寬廣。”
陽(yang)寧(ning)表示,從國(guo)際上看,載(zai)人深(shen)潛(qian)器另一個主(zhu)要業(ye)務是考古。下(xia)一步,“深(shen)海(hai)勇士(shi)”號也希望在南海(hai)嘗試海(hai)上絲綢之路的(de)研究,發現文物(wu)、還原歷史。
更(geng)重(zhong)要的是,“深海勇士”號的研制能帶動一批深海通(tong)用(yong)技術和(he)產(chan)業的發展,大大提高裝備國產(chan)化率。
陽寧介紹(shao),通過“深海勇士”號載人潛水器(qi)的(de)研(yan)制,帶動了國內相關的(de)材料制造(zao)、裝(zhuang)(zhuang)備制造(zao)業上了一(yi)個臺階。“比如,鈦(tai)合金和浮力材料,我們(men)現在就(jiu)可以完全(quan)自制。此外,‘深海勇士’號還帶動了裝(zhuang)(zhuang)備技(ji)術(shu)進步,比如攝像(xiang)頭和水下用的(de)燈(deng)。有些水聲通訊(xun)技(ji)術(shu)方面,已經大(da)大(da)地(di)領先其他國家,比如我們(men)能做到4500米的(de)水聲通訊(xun)。”
據悉,中國萬米級載人潛水器(qi)的研(yan)(yan)制(zhi)(zhi)正(zheng)有條(tiao)不紊地進行(xing)著,預計(ji)將在2020年完成研(yan)(yan)制(zhi)(zhi)。萬米級載人潛水器(qi)建成投入使用(yong)后,將會創(chuang)造新(xin)的“中國深度”。(記(ji)者 吳月輝)
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