身怀绝技的“海龙III”

作者:本报记者 于燕妮  来源:中国海洋报   发布时间:2018-05-07 09:22:54   [打印本页] [关闭窗口]

  北京时间4月4日,6000米级“海龙III”遥控水下机器人在西太平洋完成4500米级下潜试验。这是“海龙III”业务化应用前的“终极大考”。至此,“海龙III”完成全部海试。

  神秘而遥远的深海蕴藏着丰富的资源,是人类未来发展的蓝色空间,水下机器人由此应运而生。

  水下机器人目前大致可分为三类:载人潜水器(HOV)、遥控水下机器人(ROV)和自主水下机器人(AUV)。“海龙III”ROV,这个来自上海交通大学水下工程研究所的“深海大V”,是我国“蛟龙探海”工程中的重器,它的精彩亮相,标志着我国深潜设备和技术跃升到一个新水平。

  后来居上 “龙家族”再添新丁

  浩瀚的海洋蕴藏着丰富的资源,根据国际海底管理局的相关规章,最先探测到海底资源,并提供相应数据和资料的国家,能获得优先开采权。也就是说,技术能力是一个国家在深海矿产资源开发中获益的核心条件。

  深海水下无人遥控潜水器具有局部作业、定点精细探测等优势,广泛应用于矿区调查、矿区成图、勘查取样等领域。

  2009年,我国自行设计、自主集成、具有自主知识产权的无人遥控潜水器“海龙二号”入水。在当年的中国第21航次大洋科考任务中发现并精细观测深海黑烟囱,标志着我国深水潜水器的总体性能达到世界领先水平。

  不过,“海龙二号”也有自己的“短板”。其搭载高速调查设备和勘查取样工具的能力有限,不能搭载如钻机类的重型取样工具。而大洋矿产资源勘探作业过程中密集的精细测量和勘查取样,则要求潜水器具有更强的作业能力和搭载能力。

  面对硫化物矿区勘查不断提出的新需求,上海交通大学研发团队奋力攻关,不断突破技术瓶颈以提升系统的标准化、模块化水平,最终为“海龙”家族再添新丁——“海龙二号”的小兄弟“海龙III”问世。

  精准作业 深海中游刃有余

  据悉,“海龙III”预计最大作业水深达6000米,作业功率达170马力,具备海底自主巡线能力,与“海龙二号”相比具有更强的推力、高速和重型设备搭载能力,以支持搭载多种调查设备和重型取样工具。

  深海中的水下世界神秘又复杂,要求潜水器要有精准的调查和避障的能力,能够高效、及时地将它的“所见、所闻、所感”全部转化为信息,穿透万米水深,传回母船。“海龙III”在控制功能上具备自动定向、自动定深、自动定高功能,在悬停定位与巡线控制方面,具备强干扰力环境下精确定位的能力,同时能对动态干扰力快速响应和补偿,进一步发展了潜水器海底自主精细巡线技术,支持海底精细探测,保证其即使在陌生的深海,也能“笃定”前行。

  在取样作业方面,“海龙III”拥有一只七功能主从式机械手和一只五功能开关式机械手,满足海底多种形式的作业需求。在“海龙二号”工具包的基础上,新添了岩石切割取样器、沉积物保压取样器、沉积物取样器等工具,预留的各路液压电气接口能够支持搭载多种类型的调查取样设备。

  同时,光电复合脐带缆连接潜水器与水面监控动力站的缆控方式,使得“海龙III”在水下可以获得源源不断的能源供应,续航能力持久,可在深海环境下长时间作业,并具备为其他类型潜水器实时传递信息和实现精细控制的平台功能。

  海试成功 6000米指日可待

  2018年3月,完成近岸试验的“海龙III”踌躇满志,在我国大洋科考功勋船“大洋一号”的带领下,奔赴西太平洋,迎接业务化应用前的“终极大考”。在400米级首潜与2000米深潜连续告捷之后,北京时间4月4日,“海龙III”潜水器在西太平洋完成2018“大洋一号”综合海试4500米级下潜试验,圆满完成其在本航次的全部海试任务,达到验收标准。

  “本次下潜对潜水器的航行控制、水声通信与定位、取样作业等功能进行了系统的全面测试,潜器状态良好,各项测试参数达到设计指标。同时,布放、回收等甲板作业流畅,各岗位工作人员操作娴熟,满足此次海试的整体验收条件。”“大洋一号”综合海试现场验收专家组组长杨磊介绍,此次海试的顺利完成,为“海龙”系列ROV的发展与海上应用奠定了坚实基础。

  “6000米水深基本上覆盖了中国主要海域和国际海域资源可开发的深度,科研人员打破技术瓶颈研发出“海龙III”,对我国参与全球海洋治理与大洋矿产资源开发有着重要意义。”综合海试首席科学家初凤友告诉记者,“海龙III”无人缆控的技术特性还将有效支撑我国蛟龙号7000米级载人潜水器的海上应用。

  中国大洋协会办公室副主任李波表示:“近几年,我国的自主科技创新不断涌现,随着‘蛟龙’‘潜龙’‘海龙’系统的日益成熟,一个致力于深海探索的‘龙家族’业已形成。” 未来,“三龙兄弟”将有望协同作业,在地形地貌等基础调查与精细调查取样中相互配合,取长补短,必将创造更多奇迹。