作者:陈瑜 来源:科技日报 发布时间:2018/5/23 10:27:00
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细数“深海勇士”号的“黑科技”

 

戴上VR眼镜,在2018年全国科技活动周暨北京科技周活动主场,体验者可以跟随我国4500米级载人潜水器“深海勇士”号,一同下潜至4500米深海,体验深海科考作业场景,探索热液和冷泉的地理奥秘。

在我国南海,真正的“深海勇士”号正在执行我国“南海深部计划”西沙深潜航次任务。

我国自主研制的“深海勇士”号,它有哪些看家本领呢?

海面示位装置变身移动“灯塔”

静谧的南海之夜,繁星点点。5月19日晚,“回家”不到5个小时的“深海勇士”号载人深潜器,连续作战,在近1400米深的海马冷泉区,展开夜潜作业。

这并不是“深海勇士”号第一次夜潜。

“我们研发了海面示位装置,该技术可以让潜水器浮出水面时把位置信息通过卫星发送到母船上,母船上的水面监控系统会将潜水器实时水面位置信息显示在监控界面上。即使海面光线很暗,水面支持人员也知道潜水器在哪,从而完成高效回收。”中国科学院沈阳自动化研究所高级工程师、“深海勇士”号控制系统负责人祝普强说,该装置被安装在应急浮标上,当潜水器出现紧急状态时,母船可以根据漂浮到水面的应急浮标位置,采取进一步的应急措施。

“回家”不到5个小时缘何能连续作战?祝普强解释,这是因为潜水器采用了多传感器、双网冗余设计,进一步提高了潜水器的安全性、可靠性,让大频率使用环境下的控制系统全程无故障。此外这与整个团队对潜水器技术掌握更加深入、国产设备技术成熟度大大提高直接相关。

高精度组合导航实现重复定点作业

在陆地上开车需要卫星定位系统导航,在卫星定位系统并未覆盖的深海,如何判断潜水器的运动速度与环境情况?多普勒测速仪类似于陆地上的定位导航系统,借助它,潜航员可以判断潜水器开到哪了、通过现有行驶路线是否到达目的地。

中船重工702所研究员、“深海勇士”号载人潜水器总设计师胡震说,很多应用场景要求潜水器在不同潜次,可以到某一个固定的点作业。要让潜水器具备重复到达指定地点的能力,需要提高导航定位系统的高精度。

“深海勇士”号装备了可以实现超短基线和长基线两种定位模式的综合水声系统,其中长基线可以让潜水器知道自己在哪儿,超短基线可以让母船知道潜水器在哪儿。

胡震告诉科技日报记者,基于国产化的多普勒测速仪、惯导传感器、综合水声系统,“深海勇士”号的高精度组合导航系统,将定位能力提高到亚米级,可实现多次“踩”在某个固定点。

深海电池寿命实现数量级式增长

依据经费额度计算,4500米载人潜水器国产化率达到95%。国产化率的提高也大大降低了运行成本,提高了科考性价比。

胡震告诉记者,“深海勇士”号下潜成本降低,与改用锂电池直接相关。以前其他潜水器使用的银锌电池可用次数为50次,锂电池将这一数字提升到500次,使用寿命长达5年。

无动力下潜、无动力上浮,在国际深潜界以前的概念里,这两个过程不用电,但耗时较长。

深海锂电池的使用颠覆了这个理念,潜水器可借助电力快速上浮和下潜,增加在深海作业时间。

“深海勇士”号还突破了钛合金载人舱、超高压海水泵、低噪声推进器、浮力材料等关键技术。胡震表示,通过研制“深海勇士”号,我国大深度载人深潜技术和装备制造取得突破性进展,全面具备了自主研发和制造深海载人潜水器的能力。

(科技日报北京5月22日电)

 
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