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揭秘中國“潛龍三號”:呆萌外觀設(shè)計源于小丑魚

2018年05月03日 08:08 | 來源:科技日報
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“蛟龍”“海龍”“潛龍”三龍潛水器協(xié)同作業(yè)模式圖

4月30日,,在完成深海最后一潛后,,“潛龍三號”跟隨“大洋一號”船開始返航,。4月20日開始,,這個中國最先進自主無人潛水器,先后進行了包括兩次海試和兩次試驗性應(yīng)用在內(nèi)的四次潛水作業(yè),,在全新挑戰(zhàn)中不斷刷新著紀(jì)錄,。

最近一段時間,大洋深處熱鬧非凡,,各路探海英雄頻頻刷新著中國自主研發(fā)的深海裝備挺進藍(lán)海的紀(jì)錄,。4月20日至30日,備受矚目的當(dāng)前中國最先進自主無人潛水器——“潛龍三號”先后下潛四次,,包括兩次功能性驗證下潛和兩次實驗性應(yīng)用下潛,。結(jié)果表明,“潛龍三號”不但創(chuàng)造了深海AUV(無人無纜自治潛水器)單潛次航程最遠(yuǎn)的深海航行紀(jì)錄,,并首次實現(xiàn)無人無纜潛水器與船載地質(zhì)取樣同時作業(yè)新模式,。

5月2日,科技日報記者連線正在返航途中的中科院沈陽自動化所“潛龍三號”副總設(shè)計師,、本項目執(zhí)行負(fù)責(zé)人許以軍,。他介紹說:“實驗性應(yīng)用下潛是對‘潛龍三號’可靠性非常嚴(yán)格的考驗。在‘潛龍二號’技術(shù)基礎(chǔ)上,,‘潛龍三號’通過減少電子設(shè)備功耗,,提高推進效率,在最大續(xù)航能力測試上取得了非常好的試驗效果,?!?/p>

4月20日—22日,“潛龍三號”先后進行了兩個海試潛次,。海試現(xiàn)場驗收專家組全程參與,,在對“潛龍三號”最大工作深度、航速,、無動力下潛和上浮,、續(xù)航力,、衛(wèi)星通信,、導(dǎo)航等50項試驗考評項目進行評判后,通過了現(xiàn)場驗收,。

4月24日,,海試首考成功的“潛龍三號”開始試驗性應(yīng)用第一潛,也是它的第三潛。4月26日被收回的“潛龍三號”經(jīng)過調(diào)試后進行了第四潛,?!懊恳淮蜗聺摱歼x擇不同的任務(wù)海域,每一次都是對深海復(fù)雜環(huán)境的新挑戰(zhàn),?!痹S以軍說。

最先進自主無人潛水器先進在哪

許以軍介紹,,“潛龍三號”是中國自主研發(fā)的潛龍系列潛水器新成員,,以深海復(fù)雜地形條件下資源環(huán)境勘查為主要應(yīng)用方向,是在“潛龍二號”基礎(chǔ)上進行的優(yōu)化升級,。國產(chǎn)化程度更高,,慣性導(dǎo)航傳感器及組合導(dǎo)航系統(tǒng)、高清照相機等核心部件由進口改為國產(chǎn),;降低了電子設(shè)備的功耗,,“潛龍二號”最長可工作30多個小時,“潛龍三號”則高達40多個小時,;推進了系統(tǒng)噪聲降低,、效率更高、抗流能力得到加強,;聲學(xué)成像質(zhì)量得到相應(yīng)提高,。

“國產(chǎn)化程度高、續(xù)航能力更長,,綜合性能更強,,是‘潛龍三號’廣受關(guān)注的主要原因?!痹S以軍補充說,,“‘潛龍三號’這種非回轉(zhuǎn)體大型扁魚形設(shè)計,有利于減少垂直面的阻力,,便于潛水器在復(fù)雜海底地形中垂直爬升,、穩(wěn)定航行、高效避障,、水面自航等,。”

為應(yīng)對水下復(fù)雜地形地貌,,“潛龍三號”和它的哥哥“潛龍二號”一樣,,采用前視聲吶作為避碰傳感器,俗稱潛水器的“眼睛”,??刂啤皾擙埲枴弊詣玉{駛計算機在采集數(shù)據(jù)后,,通過圖像處理方式來識別障礙和周圍環(huán)境,結(jié)合避碰策略,,下達緊急轉(zhuǎn)向,、緊急變深或變高以及跟蹤指令,在復(fù)雜海底環(huán)境下靈活自如地避碰,。

“潛龍三號”在深海復(fù)雜地形進行資源環(huán)境勘查時,,具備微地貌成圖、溫鹽深探測,、甲烷探測,、濁度探測、氧化還原電位探測,、海底照相和磁力探測等熱液異常探測功能,。其上還集成安裝了國內(nèi)先進的高精度測深側(cè)掃聲吶設(shè)備,可以實現(xiàn)海底精細(xì)地形地貌圖的米級以下探測,。

可在水下自主作業(yè)自主決策

許以軍向科技日報記者介紹,,“潛龍三號”的設(shè)計特點是無人無纜全自治水下機器人,即無人參與的智能型水下航行機器人,。當(dāng)預(yù)定使命任務(wù)下達后,,潛器下水航行作業(yè)不再需要潛航員操控,能夠自主獨立完成,,通俗地講它就像水下的無人駕駛汽車,,實現(xiàn)了水下狀態(tài)的實時檢測、故障處理和智能決策,?!皾擙埲枴备m合大范圍自主探測,適用于復(fù)雜海底環(huán)境下多金屬硫化物資源勘查,。

國家深?;毓芾碇行摹膀札垺碧枬摵絾T陳云賽也參與了本次“潛龍三號”的海試,作為“蛟龍”號潛航員,,他對有人和無人潛器的區(qū)別深有體會,。“載人潛水器(HOV)和無人無纜自治潛水器最主要區(qū)別在于,,人是否在控制回路,。載人潛水器執(zhí)行下潛任務(wù)時,人在艙內(nèi)執(zhí)行全部操控作業(yè),,可定點進行精細(xì)取樣操作,。如果把載人潛水器比喻為戰(zhàn)斗機,那么無人無纜自治潛水器就可以理解為無人機,,它按照下潛前輸入的任務(wù)使命,,在水下自主進行航行探測作業(yè),,如遇緊急情況時可自主決策是否拋棄壓載上浮,?!?/p>

陳云賽認(rèn)為,由于人在潛水器中,,需要考慮的安全冗余和生命支持設(shè)計增多,,載人潛水器系統(tǒng)較無人潛水器更為復(fù)雜。但由于有人在現(xiàn)場,,可以開展更為精細(xì)的水下取樣,,并按照實際海底情況進行計劃變更。相對于載人潛水器來說,,受傳感器和智能技術(shù)限制,,目前無人潛水器更適合從事大面積的探測作業(yè)?!拔蚁嘈烹S著人工智能技術(shù)的進步,,無人潛水器也能夠從事水下自主取樣等精細(xì)作業(yè)?!?/p>

多潛水器協(xié)同作業(yè)迎來新時代

海洋科考特別是深??瓶家劳写笮涂瓶即脚_,船時費用高,,如何提高船時利用效率,,降低運行費用,是未來深??瓶急仨毥鉀Q的問題,。

“國際上海洋強國在提高深海科考效率上做出了有意義的探索,,可為我國未來發(fā)展多類型潛水器協(xié)同作業(yè)模式以及多潛水器集群作業(yè)提供參考,。”陳云賽告訴科技日報記者,,在“亞特蘭蒂斯”號科考船上,,美國科學(xué)家很早就實現(xiàn)了全天候深潛作業(yè),利用夜晚進行無人潛水器作業(yè),,白天開展載人潛水器下潛作業(yè),;利用自主潛水器探測的異常數(shù)據(jù),作為載人潛水器下潛目標(biāo)點,,全面提高了深潛作業(yè)的船時效率,。

許以軍表示,“潛龍三號”第四次下潛到南海多金屬結(jié)核試采區(qū),,首次與船載地質(zhì)取樣設(shè)備同時作業(yè),,為深海綜合調(diào)查開創(chuàng)了全新的復(fù)合型作業(yè)模式,。未來隨著“蛟龍”號新母船等新型深海科考平臺的使用,,我們也將積極探索多平臺協(xié)同作業(yè)模式,,實現(xiàn)三龍協(xié)同全天候作業(yè),提高航次綜合效益,,構(gòu)建以任務(wù)為導(dǎo)向的協(xié)同作業(yè)與互助機制,。(本文圖片由受訪者提供)

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“潛龍三號”呆萌設(shè)計源于“小丑魚”

“‘潛龍三號’外觀像個胖胖的黃魚,你們?nèi)绾侮欠Q它,?胖魚,、丑魚、黃魚,?”記者好奇地問道,。

“潛龍三號比較呆萌的外觀設(shè)計,想法源于‘小丑魚’,,由中科院沈陽自動化研究所‘潛龍三號’總設(shè)計師劉健研究員最終拍板確定選用,。設(shè)計者們將卡通形象融入科學(xué)工程技術(shù),希望科學(xué)技術(shù)與科普相結(jié)合,,期待引起更多人有興趣探測海洋,,投入海洋探測事業(yè)中?!痹S以軍揭秘了“潛龍三號”外觀設(shè)計背后科技人員的良苦用心,。

“海上試驗主要是對潛水器一些技術(shù)指標(biāo)和功能進行測試,更偏重于功能性試驗,?!疂擙埲枴梢韵聺撋疃?500米,深海是一個完全未知的環(huán)境,,這次就是要測試‘潛龍三號’在大海深處的未知環(huán)境下的適應(yīng)能力,。”

“深潛器是海洋開發(fā)和海洋技術(shù)發(fā)展的最前沿和制高點之一,,擁有自主核心技術(shù)的深海裝備更是國家綜合科技實力的象征,。我們做的‘潛龍三號’海試就是要保證深海裝備的核心技術(shù)始終掌握在中國人自己手里?!痹S以軍雖有些暈船,,說這話時語氣依舊鏗鏘有力。

編輯:曾珂

關(guān)鍵詞:潛龍三號

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