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随着深度不断增加,透过观察窗看出去,各类奇特的海洋生物逐渐变得多了起来,星星点点的浮游生物,水母,游动迅速的红色小虾陆续出现在视野中.一台全新的潜水器在预定位置平稳坐底后,正用机械臂轻轻“抱起”海参放入海洋生物收集舱.四个多小时的试潜,它最深到达水下1057.5米,获得海洋生物样品两只,海底沉积物样品两管,圆满完成了它一天的科考任务.
继“蛟龙”号之后,11月30日,我国第二台深海载人潜水器“深海勇士”号顺利完成结构探伤检测,正式验收交付,“深海勇士”号载人潜水器成功实现了潜水器核心关键部件的全部国产化,降低了运维成本,有力推动深海装备功能化、谱系化建设,为中国正在建造的万米级潜水器打下基础.
拥有聪明大脑
“深海勇士”号拥有目前世界先进的控制系统,这套控制系统于日前发布了正式版.这意味着,它今后可以应用在各类潜水器中,也为中国正在建造的万米级潜水器打下基础.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.究竟它有多聪明呢?
“深海勇士”号控制系统研制课题负责人祝普强说：“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.另外,现在汽车也在往无人驾驶或者自动驾驶方面发展,而我们潜水器已经具备自动驾驶的能力.”
除了自动驾驶、紧急制动、防止漏水以外,新一代潜水器控制系统最牛的设计就是自带导航,可以实现大海捞针.
祝普强介绍,比如去热液区、去冷泉区作业,或者是做深渊的海底培养,只要把设备放在那儿,都需要第二次或者多次重复到达那个位置,所以这个相当于就是个大海捞针.
专家介绍,“深海勇士”号用锂电池取代了原先的银锌电池,从而使电池可用次数从50次增加到500次,使用寿命长达5年左右,有效降低了成本.深海锂电池还颠覆了世界深潜界的一个概念——无动力下潜、无动力上浮.这两个过程原来不用电,但耗时较长；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.
此外,“深海勇士”号可从海底实时传输图像,“深海勇士”具备的对海底微地貌的探测能力,不仅能够准确绘制海底地形图,而且能够进一步运用到对微小目标的搜寻当中.祝普强说,美国的“新阿尔文”号只能传输数据,俄罗斯的“和平号”、日本的“深海6500”则是模拟信号,“深海勇士”号实现了数字通信,是一个很大的进步.
“海试结果表明,‘深海勇士’号载人潜水器性能优良,可列入国际最先进载人潜水器序列.”中科院院长白春礼在发来的贺信中说.
“深海勇士”号载人潜水器总设计师胡震说,海试结果表明,“深海勇士”号的载人舱、推进器、海水泵等十大关键部件性能可靠,未来将带动这十个方面海洋装备科技的国产化水平,为我国未来全海深科考奠定坚实基础.
“‘深海勇士’号是继‘蛟龙号’后我国深海装备的又一里程碑,实现了我国深海装备由集成创新向自主创新的历史性跨越.”中船重工集团公司副总经理杜刚说.
完全自主研发建造
“深海勇士”号载人潜水器全部由中国人自主研发建造,控制系统作为最复杂的设计系统,国产化之路并不是一帆风顺,用科学家的话来说,就是摸着石头过河.从初代的只能完成简单的操作,到拥有最强大脑,经历了16年.
第一代主要符合的是工程需求的要求,也就是完成最简单的潜水器的控制,要求潜水器能动,能干活,能下潜就可以了.因为我们第一代也是首创,国内之前是没有的.
为了满足了科学需要,第二代潜水器控制系统将深海地形图加入其中,让潜水器在深海摸清方向,到了最新一代,实现了诸多高级指令和功能,打造出目前国际一流的潜水器大脑和神经.
“深海勇士”号载人潜水器主任设计师赵洋介绍,实际调试的时候,很多数据甚至都采不到.所以,当时我们在现场也费了很大的精力去改进接口模块,解决上面出现的一些数据线路问题,最终把我们所有的国产化设备都连接到了一起,实现了目前载人潜水器控制系统的稳定、安全、可靠的运行.
“深海勇士”的观察窗设计,同类型潜水器中也是史无前例.
载人舱对于载人潜水器来说是至关重要的,自主设计、自主建造能够承载超高水压的载人舱对于载人深潜来说,是必须要突破的一道难关.“深海勇士”号载人潜水器副总设计师李艳青打了一个形象的比喻：这相当于一个大象的重量站在两个手指甲盖上.
为了设计、建造出耐高压、耐腐蚀的载人舱,研制团队针对国内的不同材料、不同工艺,充分地进行了研究,反复进行试验,在制作了多个不同的载人舱的基础上,最终确定了“深海勇士”号载人舱的最佳方案,并且在保证安全的同时,观察窗的数目在同类型潜水器中也史无前例地达到了5个.
各工种完成“大考”
实际上,“深海勇士”的下潜挑战并不是一路坦途.
第一次下潜,潜器只需要潜到50米深度,这对4500米潜器来说并不困难,甚至可说是“牛刀小试”.
潜器要安全平稳的放置在海面上,首先需要起吊.将潜器与A架勾住要靠粗重的缆绳和巨大的挂钩,由于跟吊车需要磨合,挂钩就耗费了大量时间.经过了一番磨练,潜器终于下水并很快潜到50米,一切顺利.但是在回收的时候,却出现了惊险的一幕：潜器回收的第一步,是由蛙人将缆绳挂在潜器上面.然而,蛙人第一次挂缆以失败告终,一个浪拍过来,还差点将他打入水中.好在第二次挂缆时,蛙人一脚踩稳,爬上了潜器.这次下潜,各工种都经历了一次“大考”.
不仅在第一次试验过程中一波三折,潜器回到母船进行檢查之后,科学家们也发现有很多问题需要解决.
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