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2018-04-27 07:24 人民日报

  高频率下潜28次,最大深度4534米,接近世界先进水平

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“深海勇士”号在进行载人深潜试验。 张 素摄(人民视觉)

  日前,作业能力达到水下4500米的“深海勇士”号载人潜水器结束运行阶段的首个航次,由“探索一号”母船搭载,顺利返回位于三亚的码头。目前,潜水器状态良好。

  在这个航次中,“深海勇士”号完成了哪些任务,实现了哪些突破?它与国际、国内同类型潜水器相比,有哪些独特优势?实现了哪些创新?接下来,它将承接什么样的任务?未来我国在潜水器研制方面将有什么“新”动作?

  国产化率超九成,首次实现52小时连续下潜4次的纪录

  去年夏天,“深海勇士”号在南海进行了为期46天的海上试验之后,高频率下潜28次,最大下潜深度达到4534米,共完成388项测试。

  此次航行是继去年海试后进入运行阶段完成的首个航次,实现了多项突破。据了解,在为期17天的航程中,潜水器总计完成了17次下潜,平均每个潜次在水中时间不低于8小时。其间,国产化设备运行稳定,表现出色。

  在本航次中,“深海勇士”号首次实现了52小时内连续下潜4次的纪录。

  中科院深海科学与工程研究所航次领队唐古拉山说:“这4次下潜中包含了1次六级海况的布放和回收,还有3次夜晚布放以及3次夜晚回收。此前,国际上只有俄罗斯能做到在夜间进行布放和回收。这次我们也成功做到了,说明我们已经在接近世界先进水平。”

  潜水器在本航次中按照科学家的要求,实施了包括爬坡、定点作业、按照既定航线行驶等操作。在运行阶段,也同步进行潜航员训练。本航次,两位潜航员学员完成了超过15次的海上下潜,并成为潜水器主驾驶,“深海勇士”号的潜航员梯队也日臻成熟。

  专家表示,本航次还进一步检验了潜水器对高海况环境的适应性,扩展了潜水器及运行维护团队的全时段作业能力,形成了新的与国际标准接轨的载人潜水器海上运行管理规范和标准。

  去年12月1日,“深海勇士”号正式通过科技部组织的专家组验收,验收结果显示潜水器总体性能优秀,国产化率达到95%。

  唐古拉山表示,国产化设备在本航段过程得到了充分验证,在所有潜次里没有出现过任何一个影响下潜的问题。“我们对潜水器的表现非常满意!”

  此外,潜水器要承担的是科学考察的任务,去探索海洋的奥秘。在本航次中,“深海勇士”号一共取得了100多个大生物样品和大量调查数据。同时,也遇到了不同类型的海底地形,而对不同地形海洋生物的研究将有助于加深我们对地球的认识。

  控制系统拥有高精度组合导航功能,能够实现“大海捞针”

  “深海勇士”号载人潜水器课题立项于2014年,但其关键技术的研发工作早已启动,目标是推动我国大深度潜水器关键技术和核心部件国产化、功能化、谱系化,并带动深海技术相关产业的发展。

  “深海勇士”号在研制过程中突破了包括钛合金载人舱、超高压海水泵、低噪声推进器、液压源、充油锂电池、浮力材料、控制与声学等关键技术。专家表示,与国际同类潜水器相比,4500米载人潜水器在电能、潜浮速度、声学通信和自动控制方面拥有独特的优势。

  “深海勇士”号用锂电池取代了原先的银锌电池,使电池可用次数从50次增加到500次,使用寿命长达5年左右。使用锂电池后,潜水器可借助电力快速上浮和下潜,增加在深海作业的时间。

  “深海勇士”号还拥有目前世界先进的控制系统,这套控制系统可以扩展到其它载人潜水器中去并可被其它类潜水器所借鉴。

  中国科学院沈阳自动化研究所“深海勇士”号控制系统研制课题负责人祝普强说:“如果把载人潜水器想象成智能生物的话,控制系统就像生物的大脑和神经系统。比如潜水器在水下是什么姿态,它怎么往前跑、怎么作业、怎么悬停,都有一个很好的控制。现如今,汽车领域还在往无人驾驶或者自动驾驶方面发展,而潜水器已经具备了自动驾驶的能力。”

  除了自动驾驶以外,新一代潜水器控制系统最牛的设计就是其高精度的组合导航功能,可以实现“大海捞针”。

  祝普强说:“比如去热液区、去冷泉区作业,或者是做深渊的海底培养,要把设备放在那儿,潜水器都需要精确到达该位置,并能够第二次或者多次重复到达那个位置,而在一片漆黑的大洋深处,这无异于‘大海捞针’。”

  此外,“深海勇士”号还可从海底向支持母船高效传输图像。祝普强介绍,国外的载人潜水器一般都是实现了模拟信息的传输,或者能实现低带宽的数据传输,而“深海勇士”号实现了高速数字通信,可以实现高效的图像传输,这是一个很大的进步。

  带动一批深海技术和产业发展,大大提高装备国产化率

  此前我们国家已经有了7000米级深度的 “蛟龙”号载人潜水器,为什么还要研制4500米载人潜水器?

  专家表示,下潜深度是深海探索能力的一种象征,我国不仅需要下潜深度大的潜水器,还需要适应不同科考需求、到达各种不同海域深度的潜水器。

  中国科学院深海科学与工程研究所深海工程技术部主任阳宁说:“4500米载人潜水器的优势体现在可靠性、可维性、实用性、经济性,可抵达我国领海水深不大于4500米的所有区域和国际上的科考热点区域进行科学考察。比如说,考察热液还有地质构造的活动,进行水下的考古,以及一些救援、搜寻的工作,应用的范围非常宽广。”

  阳宁表示,从国际上看,载人深潜器另一个主要业务是考古。下一步,“深海勇士”号也希望在南海尝试海上丝绸之路的研究,发现文物、还原历史。

  更重要的是,“深海勇士”号的研制能带动一批深海通用技术和产业的发展,大大提高装备国产化率。

  阳宁介绍,通过“深海勇士”号载人潜水器的研制,带动了国内相关的材料制造、装备制造业上了一个台阶。“比如,钛合金和浮力材料,我们现在就可以完全自制。此外,‘深海勇士’号还带动了装备技术进步,比如摄像头和水下用的灯。有些水声通讯技术方面,已经大大地领先其他国家,比如我们能做到4500米的水声通讯。”

  据悉,中国万米级载人潜水器的研制正有条不紊地进行着,预计将在2020年完成研制。万米级载人潜水器建成投入使用后,将会创造新的“中国深度”。

责编:韩雯雯
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