突破100米級深水大壩安全保障技術(shù)壁壘,研制一款小型化載人潛水作業(yè)平臺為大壩做水下“體檢”,是國家重點研發(fā)計劃“重大水利工程大壩深水檢測及突發(fā)事件監(jiān)測預(yù)警與應(yīng)急處置”項目的目標之一。
“我們先后完成了‘禹龍’號大壩深水檢測載人潛水器的方案設(shè)計、總裝建造、聯(lián)合調(diào)試和水池試驗,并在3個不同壩型的水庫進行了示范性應(yīng)用試驗。其中,在錦屏一級水電站進行的試驗中,最大下潛作業(yè)深度超過200米?!薄坝睚垺碧栱椖控撠熑恕⒛暇┧茖W研究院原副院長蔡躍波介紹。
12月初,在雅礱江錦屏一級水電站召開的專家咨詢會上,以中國工程院院士張建云為組長的專家組一致認為,“禹龍”號的研制,首次實現(xiàn)了水利水電行業(yè)深水復(fù)雜環(huán)境載人潛水檢測裝備從0到1的突破,攻克了大壩深水檢測載人潛水器多項關(guān)鍵技術(shù),為高壩大庫安全維護與處治決策提供了裝備技術(shù)保障。
大壩水下檢測經(jīng)常會碰到的一個難題是,無人潛水器或者潛水員下潛拍回的照片,不一定是大壩工程師真正需要的,而懂大壩的工程師往往又不會潛水。
“如果能有載人潛水設(shè)備搭載大壩工程師去大壩水下進行現(xiàn)場診斷,將有助于相關(guān)問題的解決。”國家能源局大壩監(jiān)察中心總工張秀麗說。
而由南京水利科學研究院牽頭聯(lián)合中國船舶集團第七O二研究所等共同研發(fā)的“禹龍”號潛水器就解決了這個難題。它長4.7米,寬度和高度都在2.4米左右,總重6.6噸,可搭載兩位成員,設(shè)計最大潛水深度為300米。
“‘禹龍’號具有90度開角的大直徑球冠型觀察窗,極大提高了觀察視野及檢測效率,搭載有專用的清洗及示蹤工具,同時可模塊化搭載三維成像、三維激光測距等作業(yè)工具,非常適合進行高壩大庫的檢測等工作?!薄坝睚垺碧柨傇O(shè)計師、中國船舶集團第七O二研究所研究員王磊介紹。
然而,搭載工程師近距離“問診”大壩并沒有那么簡單。蔡躍波指出,大壩深水環(huán)境下能見度極低,潛水器作業(yè)時還面臨著高速水流沖擊的挑戰(zhàn),要在確保不碰撞壩體的前提下實現(xiàn)精準水下定位,是“禹龍”號研制過程中首先要解決的技術(shù)難題。
蔡躍波介紹說,由于水庫大壩建筑物會對聲音產(chǎn)生強烈反射,僅靠傳統(tǒng)的聲學定位方式難以滿足大壩深水檢測載人潛水器的定位需求。為破解大壩深水環(huán)境下的定位難題,“禹龍”號潛水器項目團隊采用慣導(dǎo)、聲學定位、浮標定位與物理標定相結(jié)合的多信息融合技術(shù),形成一套組合式定位裝置,實現(xiàn)精確定位。
在真實水庫環(huán)境條件下檢驗潛水器全系統(tǒng)及設(shè)備功能和人員操作適應(yīng)性,是“禹龍”號潛水器研制過程中的重要一環(huán)。
位于浙江紹興的湯浦水庫是“禹龍”號進行水庫試驗的第一站。湯浦水庫大壩是一座面板壩,即用面板作防滲體設(shè)在上游壩面的土石壩。蔡躍波介紹,項目團隊在湯浦水庫進行了動力、姿態(tài)、導(dǎo)航、聲吶探測、水下清理及缺陷探測示蹤等多功能、多性能試驗,試驗結(jié)果達到預(yù)期目標。
順利完成水庫試驗“首秀”后,“禹龍”號在浙江新安江水電站開展了基于重力壩的潛水器水下作業(yè)試驗。2020年11月,“禹龍”號迎來了更大的挑戰(zhàn),在雅礱江錦屏一級水電站開展大深度示范性應(yīng)用試驗。錦屏一級水電站大壩最大壩高305米,是目前世界上最高的雙曲薄拱壩,蓄水深度超過200米。
“11月12日,我和主駕駛員、高級工程師沈丹一起,搭乘‘禹龍’號下潛至200.7米深度,基本達到所在壩段的最底部,在該深度處完成了水下定位、附著物清理、噴墨示蹤、激光測距等作業(yè)任務(wù)。繼面板壩、重力壩試驗之后,又完成特高拱壩示范應(yīng)用,充分表明‘禹龍’號適應(yīng)能力廣、作業(yè)能力強?!辈誊S波介紹。
轉(zhuǎn)自:科技日報
【版權(quán)及免責聲明】凡本網(wǎng)所屬版權(quán)作品,轉(zhuǎn)載時須獲得授權(quán)并注明來源“中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟信息網(wǎng)”,違者本網(wǎng)將保留追究其相關(guān)法律責任的權(quán)力。凡轉(zhuǎn)載文章及企業(yè)宣傳資訊,僅代表作者個人觀點,不代表本網(wǎng)觀點和立場。版權(quán)事宜請聯(lián)系:010-65363056。
延伸閱讀
版權(quán)所有:中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟信息網(wǎng)京ICP備11041399號-2京公網(wǎng)安備11010502035964