隨著深度不斷增加,透過觀察窗看出去,各類奇特的海洋生物逐漸變得多了起來,星星點點的浮游生物,水母,游動迅速的紅色小蝦陸續(xù)出現在視野中。一臺全新的潛水器在預定位置平穩(wěn)坐底后,正用機械臂輕輕“抱起”海參放入海洋生物收集艙。四個多小時的試潛,它最深到達水下1057.5米,獲得海洋生物樣品兩只,海底沉積物樣品兩管,圓滿完成了它一天的科考任務。
(圖片來源:互聯網)
繼“蛟龍”號之后,11月30日,我國第二臺深海載人潛水器“深海勇士”號順利完成結構探傷檢測,正式驗收交付,“深海勇士”號載人潛水器成功實現了潛水器核心關鍵部件的全部國產化,降低了運維成本,有力推動深海裝備功能化、譜系化建設,為中國正在建造的萬米級潛水器打下基礎。
【擁有聰明大腦】
“深海勇士”號擁有目前世界先進的控制系統,這套控制系統于日前發(fā)布了正式版。這意味著,它今后可以應用在各類潛水器中,也為中國正在建造的萬米級潛水器打下基礎。如果把載人潛水器想象成智能生物的話,控制系統就像生物的大腦和神經系統。究竟它有多聰明呢?
“深海勇士”號控制系統研制課題負責人祝普強說:“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。另外,現在汽車也在往無人駕駛或者自動駕駛方面發(fā)展,而我們潛水器已經具備自動駕駛的能力。”
除了自動駕駛、緊急制動、防止漏水以外,新一代潛水器控制系統最牛的設計就是自帶導航,可以實現大海撈針。
祝普強介紹,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),只要把設備放在那兒,都需要第二次或者多次重復到達那個位置,所以這個相當于就是個大海撈針。
專家介紹,“深海勇士”號用鋰電池取代了原先的銀鋅電池,從而使電池可用次數從50次增加到500次,使用壽命長達5年左右,有效降低了成本。深海鋰電池還顛覆了世界深潛界的一個概念——無動力下潛、無動力上浮。這兩個過程原來不用電,但耗時較長;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。
此外,“深海勇士”號可從海底實時傳輸圖像,“深海勇士”具備的對海底微地貌的探測能力,不僅能夠準確繪制海底地形圖,而且能夠進一步運用到對微小目標的搜尋當中。祝普強說,美國的“新阿爾文”號只能傳輸數據,俄羅斯的“和平號”、日本的“深海6500”則是模擬信號,“深海勇士”號實現了數字通信,是一個很大的進步。
“海試結果表明,‘深海勇士’號載人潛水器性能優(yōu)良,可列入國際最先進載人潛水器序列。”中科院院長白春禮在發(fā)來的賀信中說。
“深海勇士”號載人潛水器總設計師胡震說,海試結果表明,“深海勇士”號的載人艙、推進器、海水泵等十大關鍵部件性能可靠,未來將帶動這十個方面海洋裝備科技的國產化水平,為我國未來全海深科考奠定堅實基礎。
“‘深海勇士’號是繼‘蛟龍?zhí)?rsquo;后我國深海裝備的又一里程碑,實現了我國深海裝備由集成創(chuàng)新向自主創(chuàng)新的歷史性跨越。”中船重工集團公司副總經理杜剛說。
【完全自主研發(fā)建造】
“深海勇士”號載人潛水器全部由中國人自主研發(fā)建造,控制系統作為最復雜的設計系統,國產化之路并不是一帆風順,用科學家的話來說,就是摸著石頭過河。從初代的只能完成簡單的操作,到擁有最強大腦,經歷了16年。
第一代主要符合的是工程需求的要求,也就是完成最簡單的潛水器的控制,要求潛水器能動,能干活,能下潛就可以了。因為我們第一代也是首創(chuàng),國內之前是沒有的。
為了滿足了科學需要,第二代潛水器控制系統將深海地形圖加入其中,讓潛水器在深海摸清方向,到了最新一代,實現了諸多高級指令和功能,打造出目前國際一流的潛水器大腦和神經。
“深海勇士”號載人潛水器主任設計師趙洋介紹,實際調試的時候,很多數據甚至都采不到。所以,當時我們在現場也費了很大的精力去改進接口模塊,解決上面出現的一些數據線路問題,最終把我們所有的國產化設備都連接到了一起,實現了目前載人潛水器控制系統的穩(wěn)定、安全、可靠的運行。
“深海勇士”的觀察窗設計,同類型潛水器中也是史無前例。
載人艙對于載人潛水器來說是至關重要的,自主設計、自主建造能夠承載超高水壓的載人艙對于載人深潛來說,是必須要突破的一道難關。“深海勇士”號載人潛水器副總設計師李艷青打了一個形象的比喻:這相當于一個大象的重量站在兩個手指甲蓋上。
為了設計、建造出耐高壓、耐腐蝕的載人艙,研制團隊針對國內的不同材料、不同工藝,充分地進行了研究,反復進行試驗,在制作了多個不同的載人艙的基礎上,最終確定了“深海勇士”號載人艙的最佳方案,并且在保證安全的同時,觀察窗的數目在同類型潛水器中也史無前例地達到了5個。
【各工種完成“大考”】
實際上,“深海勇士”的下潛挑戰(zhàn)并不是一路坦途。
第一次下潛,潛器只需要潛到50米深度,這對4500米潛器來說并不困難,甚至可說是“牛刀小試”。
潛器要安全平穩(wěn)的放置在海面上,首先需要起吊。將潛器與A架勾住要靠粗重的纜繩和巨大的掛鉤,由于跟吊車需要磨合,掛鉤就耗費了大量時間。經過了一番磨練,潛器終于下水并很快潛到50米,一切順利。但是在回收的時候,卻出現了驚險的一幕:潛器回收的第一步,是由蛙人將纜繩掛在潛器上面。然而,蛙人第一次掛纜以失敗告終,一個浪拍過來,還差點將他打入水中。好在第二次掛纜時,蛙人一腳踩穩(wěn),爬上了潛器。這次下潛,各工種都經歷了一次“大考”。
不僅在第一次試驗過程中一波三折,潛器回到母船進行檢查之后,科學家們也發(fā)現有很多問題需要解決。
潛器作為一個極其精密的高科技儀器,和人一樣有著高能運算的大腦和千絲萬縷的神經。祝普強的團隊就負責打造潛器的“大腦”和“神經系統”的。他們經常為了一個小部件忙到凌晨4點,第二天6點又要起床參加新一輪海試。除了檢查大腦和神經,潛器的皮膚、手臂甚至輔助下潛的設備都出現過問題。“深海勇士”號載人潛水器總指揮劉心成說,海試的目的就是在于發(fā)現問題。50米階段時,就暴露出7項問題,但這些問題都在海試團隊自己的努力下解決了。
值得一提的是,此次勇士號4500米海試成功,并不是我國自主研制潛器的最終目標。世界上海底最深的地方深度超過10000米,“深海勇士”在我國南海進行了不同深度的28次下潛試驗,完成了388項測試,獲取了不同海深的近40只各類樣品。“深海勇士”號明年將赴西南印度洋開展科考.而目前,我國已經部署了11000米大深度項目,預計2020年下水。
【向深海空間站沖刺】
中國深海探測取得的巨大成就有目共睹,是繼美、法、俄、日之后世界上第五個掌握大深度載人深潛技術的國家,在全球載人潛水器中,“蛟龍?zhí)?rdquo;屬于第一梯隊。可是大家比較熟悉的后發(fā)優(yōu)勢也是屬于中國的。跟隨之后很快就創(chuàng)新追趕,趕上之后就快速超越已經成為中國裝備科技領域的典型符號。
深海潛水作為近年來最前沿、最受關注的科技領域之所以受到國際社會的巨大關注,不僅僅是因為其具有極大的經濟價值,而且還因為其具有極大的戰(zhàn)略價值。深海潛水不僅對于海底資源勘探具有重大價值,而且對于未來深海裝備建設,深海體系構建都有著異乎尋常的意義。
據相關媒體報道,中方開始正在加大力度研制升級計術,制定研制計劃,力爭促進深海研究的快速升級。中國具有后發(fā)優(yōu)勢,并且具備集中力量干大事的特有優(yōu)勢,這些都是西方國家所不具備的。下一步隨著技術的不斷成熟,我們完全可以實現彎道超車,領先西方率先在該領域取得革命性突破。
業(yè)內人士表示,計劃在未來幾年內先做出一個樣機,在成功完成海試后,設置無人潛水器和著陸器,盡快設計出深度超過萬米的全海深載人潛水器,成功完成實驗,挑戰(zhàn)世界海溝的極大深度,打破外方記錄。這個記錄打破后,我們可以利用自己獨具優(yōu)勢的量子組網技術,打造全新的深海裝備體系,也就是深??臻g站。
中國是世界上第三個掌握全海深無人探測器技術的國家,建立自己的具有革命性意義的深海裝備體系,從而讓中國深海探測體系化。中方將成為世界上第一個研制出超過萬米的全海深作業(yè)型載人探測潛水器的國家。有了這個世界最深的全海深作業(yè)型載人探測潛水器作為支撐,我們就具備了打造深海裝備體系的能力,也就是打造深??臻g站的能力。
日本《讀賣新聞》報道說,中國已經成為深海探測強國,將來必然在深海探測方面發(fā)揮重要作用。日媒認為,日本是一個島國對海洋有著天然的依賴,雖然日本在深海探測方面進行了大量深入研究,但是以目前的趨勢來看,中國很可能將來實現反超。如果中國深??臻g站裝備體系建設完成,那么中國將在該領域占據世界頂端,這些技術和裝備體系對于日本建設具有重要意義。日媒認為,日本需要加入中國的研發(fā)團隊,從而最大限度分享中國創(chuàng)新技術成果,為日本解決陸地滑入海溝,資源短缺、災害多發(fā)等問題都具有重要意義。(記者 胡逢)
轉自:中國水運報
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