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北京日报(2013.10.12): 无人无缆潜水器“潜龙一号”成功下潜5080米

撰稿: 沈阳自动化研究所 发布时间:2013-10-17

  当地时间1061830分,在东太平洋5000多米深的水下工作近10个小时后,我国自主研制的首个6000米水下无人无缆潜水器“潜龙一号”浮出水面。至此,“潜龙一号”连续完成三次下潜,成功迈出了试验性应用的第一步,也创下了我国自主研制水下无人无缆潜水器深海作业的新纪录。“海洋六号”正在东太平洋作业区作业,和夏威夷群岛几乎处在同一个时区,比北京时间晚18个小时左右。 

  第三次下潜水下作业8小时 

  当地时间930日,“海洋六号”抵达东太平洋作业区,102日到3日两次实施潜水器下水,对潜水器的各项功能进行了综合性验证。 

  106日,“潜龙一号”第三次下水,首次执行应用任务。早晨6时,工作人员开始进行潜水器下水前的技术检查和使命程序下载,730分开始布放,755分布放成功。1个多小时后,潜水器无动力下潜至5080米的深度,开始在距海底50米的高度沿规划路线作业。 

  1719分,“潜龙一号”在水下作业8小时5分钟后,向水面监控系统发出了上浮信息,并于1930分成功被回收至甲板。在作业期间,工作人员通过潜水器传回的数据信息,实时监测潜水器工作状态。数据显示,潜水器水下航行姿态稳定,准确按规划线路航行作业。 

  首潜顺利实现船上布放回收潜水器 

  1026时,“潜龙一号”迎来大洋深潜“处女秀”。725分,“潜龙一号”入水,钢缆和止荡绳迅速脱开。 

  “潜龙一号”总设计师徐会希告诉记者,潜水器依靠艏部的下沉压铁正旋转着无动力下沉。下沉几千米后,潜水器自动抛载压铁,艉部的螺旋桨开始工作,潜水器按照指令悬停一段时间,继而航行。 

  810分,还没有达到抛载深度,水面监控设备突然收到潜水器抛载后发出的无线电信号。“海洋六号”迅速结束漂航状态,赶往潜水器所在海面。 

  减速、靠近,在船和潜水器相距几十米时,水面监控系统向潜水器抛绳器发出无线电指令。砰的一声,海面上腾起一团烟雾,一条细细的牵引绳猛然从潜水器艏部抛出,落在水上。与此同时,前端装有捞绳器的绳索从船上抛向海面,稳稳地勾住牵引绳。 

  绞车启动,潜水器破水而出,很快被移到甲板上方。故障分析随即启动。经检查,项目组怀疑是深度计的电缆出现问题,决定在之后下潜时用温盐仪的压力数据代替深度计数据,深度计数据将只记录而不参与控制,同时更换深度计的电缆。 

  徐会希告诉记者,回收技术是技术难点。“以往,潜水器要靠工作艇下水回收。而今天,我们在四级海况的不利条件下,在船上顺利实现了潜水器的布放与回收,操作流程非常顺畅。” 

  “大洋课堂”将与广东学生互动 

  本航段另一项令人期待的内容是与岸上的学生开展“大洋课堂”。学生们将与科研工作者一起分享航行中的精彩收获,成为“潜龙一号”海底作业的第一批观众,聆听科考人员讲解大洋海底的秘密。据了解,此次“海洋六号”航段的科学考察任务较多,预计将在本月中旬结束所在区域的作业,随后择机开讲“大洋课堂”,互动学校将在广东省的学校中进行选择。 

  据悉,在大洋29航次科考第三航段,6000米水下无人无缆潜水器试验性应用的工作时间为10天。接下来,“潜龙一号”还将继续潜入大洋深处,在预定的中国大洋协会多金属结核合同区内进行调查。同时,研制人员也将通过这次试验性应用,为“潜龙一号”的进一步完善提供技术依据。 

  本报连线 

  复杂海底自主避障 

  “‘潜龙一号’进行了首次海底光学探测。”中国大洋协会装备处负责人宋成冰昨天在接受记者采访时说,“‘潜龙一号’下潜到距离海底5米时,携带的光学照相机就开始照相,因为距离海底非常近,所以作业难度会比较大。”在多金属结核区拍摄的影像资料,将能反映结核区的分布情况,用于海底的地质调查、分析工作。潜水器回收、下载数据之后,就会开始分析工作。 

  据了解,“潜龙一号”分别进行声学探测和光学探测作业,与光学探测不同的是,声学探测只需要在距离海底50米的地方就可以进行,目前这项作业任务已经完成。 

  本次科考首席科学家刘方兰表示,“潜龙一号”连续三次在多金属结核区海底成功进行了长时间自主潜行作业,说明“潜龙一号”整体性能较为稳定,基本达到了试验性应用的目的,随着对其性能不断改进,它在海洋科学考察中的应用前景广阔。 

  既无人操作,又无缆牵引,“潜龙一号”是如何实现水下自由穿行的? 

  专家告诉记者,通过路径规划等程序设定,潜水器在水下可以根据不同的任务,自主选取不同的运动模式;在较复杂的海底地形下,它还能够自主避障;它可实现三维坐标下5个自由度的连续运动控制,具有自动定向、定深、定高、垂向移动、横向运动、位置和路径闭环控制功能,也具有水面遥控航行功能。