中國科學院沈陽自動化研究所的科研人員正在檢查“潛龍一號”■中國科學院沈陽自動化研究所供圖
  本報訊(華商晨報 華商響網記者 戰婉青)昨日,參與“潛龍一號”作業的六位中國科學院沈陽自動化研究所的參試人員返沈。
  今日10月,我國自主研製的首個應用型6000米水下無人無纜潛器(AUV)“潛龍一號”在太平洋下潛7次,在5000多米我國多金屬結核詳細勘探區近海底潛行作業將近30小時,順利完成應用性試驗工作。
  此次作業期間,“潛龍一號”在東太平洋的多金屬結核礦區5000多米海域進行試驗,覆蓋面積達33平方公里,獲得了一批測深側掃、淺地層剖面、水文等資料,為研究該片海域提供了全面、準確的信息。
  “潛龍一號”總設計師、中科院沈陽自動化研究所自主水下機器人技術研究室副研究員徐會希說,“潛龍一號”是我國自主研製的服務於深海礦產資源勘察的實用化深海裝備,中科院沈陽自動化所承擔了潛水器主要的本體結構、控制系統、導航系統和水面支持系統的研製工作。
  該項目於2011年11月正式啟動,2013年3月完成湖上試驗及湖試驗收,5月搭乘“海洋六號”船在南海進行首次海試。
  “潛龍一號”下水前就能自動導航水下“路線圖”
  長4.6米、直徑0.8米、重1.5噸,這個外形像“魚雷”的水下機器人就是我國首個自主研製的水下無人無纜潛器“潛龍一號”,水下無人無纜潛器的英文縮寫是AUV。它最大工作水深可達6000米,以鋰電池為動力,最大續航能力24小時,配有測深側掃聲吶、淺地層剖面儀等探測設備,可完成海底微地形地貌精細探測、底質判斷、海底水文參數測量和海底多金屬結核豐度測定等任務。
  “潛龍一號”在水下有三個運行階段,分別是無動力下潛、動力航行和無動力上浮,當需要上浮時,“潛龍一號”會根據指令拋下重塊即可上浮。
  徐會希表示,AUV能完全進行自主控制、航行、定位等作業。而舊模式的航行,則需由操作員在水上按照水下情況繪製路線圖,再發送到機器人上,但水下存在很多不確定因素,所以對操作員和水下機器人來講都存在風險。
  “潛龍一號”在下水前,將自動生成水下路線圖,並按照導航圖運動,當它遇到地形不平整或者危險時,“潛龍一號”還會向海面上發出警告信息,同時自主做出修正路線和預警措施,進而避免發生碰撞等。
  聲、光探測設備協同作業 從聽覺和視覺上展示“海底世界”
  “‘潛龍一號’突破了若干無人無纜深潛技術,可以在水下自主航行和作業,目前已經達到了國際上的領先水平。”徐會希介紹,“潛龍一號”有能力完成對全球97%海域的探測。
  此次應用性試驗,“潛龍一號”上配備的聲學探測系統收集到了200G以上的聲學探測資料,已經能精確探測海底多金屬結核礦區的海底微地形地貌、底質、海底水文參數等數據資料。
  目前,“潛龍一號”有三種工作模式,分別是聲學探測模式、光學探測模式、聲學和光學綜合探測模式,其中光學探測模式將在2014年進入試驗階段。
  “潛龍一號”收集上來的所有數據屬於精細探測,都將為未來海洋資源的開采提供精準的基礎依據。
  “人工回收”升級“機械收回”更安全又提速
  徐會希表示,不需要人員下艇(水)即可在母船甲板回收“潛龍一號”是此次應用性試驗的主要成功之一,而且具有很好的實際效用。由於試驗的海域普遍處於四級海況(五級風力,浪高在2~2.5米間)狀態,而海上的環境變幻莫測,安全回收“潛龍一號”需要精準的技術。
  舊模式的回收主要依靠蛙人潛到機器人附近,在機器上裝好掛鉤後再由船體牽引機器並回收,當海面情況良好時回收一次至少需3個小時,如果遇到海浪大或者海況不好的時候,回收人員和設備都非常危險。
  徐會希說:“新設計的回收技術可完全由機械完成,不再需要人員下到水下,提高了安全性。”
  徐會希介紹,當“潛龍一號”返回水面時會根據指令彈出一個有浮力的牽引繩,甲板上科研人員就會鉤住牽引繩並固定在船尾,利用海水的逆流、船體的弔機和回收鎖將“潛龍一號”成功回收。
  “這要比人工回收節省一半以上時間,而且更安全和穩定了。”徐會希說。
  每天只睡三五個小時
  身邊放“水桶”準備吐
  ■背後
  回憶起12天的科考行程,徐會希笑著表示,回到陸地的感覺真好。
  由於科研任務多,在船上的時間又比較短,中科院沈陽自動化研究所的六名科研人員每天都得工作十多個小時,通常每天就休息三五個小時,甚至在試驗的中後期階段,每人每天只能睡一兩個小時。
  “剛上船的時候,正好趕上大風天,船上晃動得特別厲害,連許多船員都爬不起來了,我們就更慘了。”徐會希稱,最開始兩天他和伙伴們都吃不下去飯,暈船得厲害,連站起來的力氣都沒有了。
  隨著母船到達試驗區域,儘管有些科研人員還沒有恢復,但科研任務不能落下,大伙只能時常一邊工作,身邊還要放一個水桶,隨時做好嘔吐的準備。“出大洋試驗是最好的減肥方法。”徐會希笑著說。  (原標題:水下無人駕駛自主探測海底微小地形)
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