2015年及以前

中国网(2016.02.25):专访潜龙二号载体结构负责人王晓飞:超强垂直面机动能力国内领先

撰稿: 沈阳自动化研究所 发布时间:2016-02-26

  中国网225日讯(记者 孙洁 葛蕾 舒珺)近年来,随着海洋勘探事业的发展,水下机器人得到了快速的发展,并向智能化、精细化迈进,作为海洋开发的重要工具,从90年代初期开始,中科院沈阳自动化研究所作为国内在水下机器人领域的一支重要科研力量,不断进行技术创新,先后开发出包括“CR01”、长航程水下机器人、埋缆机器人、多款ROV产等,在各自领域中发挥重要作用,不断适应我国海洋事业发展的需求。近日,中国网记者走进中科院沈阳自动化研究所,独家专访了“潜龙二号”载体结构负责人王晓飞,介绍了“潜龙二号”载体系统的组成,包括潜器外形设计、布放与回收等方面的内容。 

  王晓飞在大洋40航次“向阳红10”船上专注工作(摄影 舒珺) 

  四个舵板实现垂直升降载体系统由四大部分组成 

  通常AUV的外观近似于鱼雷艇,流线型的设计可以大大降低航行时的阻力,但是潜龙二号则创新采用立扁形设计,王晓飞告诉记者:“这样设计的目的在于应用的海域是起伏的地形,潜水器的垂直面机动性能好,可操作性高。此外,潜水器的推进器是安装在舵板上的,舵板可以±90°之间转动,潜水器可实现垂直升降,特殊情况下还可以进行倒车,载体的这种立扁形设计和推进器布局在国内尚属首创,也是潜龙二号的一大创新和亮点。” 

  框架龙骨——耐压舱体——浮力材和探测设备组成了“潜龙二号”的载体系统,王晓飞进行了形象化比拟:框架龙骨相当于海里鱼类的骨架,而浮力材就是鱼身的血肉,耐压舱体相当于鱼的内脏器官,探测设备发挥出类似鱼类感官的功能。 

  此外,错综复杂的电缆、油管相当于鱼类的神经网络和血液循环,周身的四个翅膀相当于鱼鳍,承担起整个潜器的动力系统。 

  “潜龙二号”属无人设备,布放、回收潜器面临考验 

  “潜龙二号”重约1.5吨,因此布放时候会相对容易,回收时“潜龙二号”在水面具备一定的航行能力,因此在风浪小于3级时,可以遥控潜器靠近航行的母船,待靠近后就可以对它进行回收了。王晓飞告诉记者:“风浪大的时候,我们可以使用潜水器上被称作抛绳器的设备,它能够弹射出一段带有浮标的绳索绳索的一端与潜水器相连,将绳索打捞起来做为潜水器的牵引绳,这样就可以实现潜水器的回收了。 

  潜水器的工作流程可以概括成:布放——执行探测使命——回收。布放和回收都是在使用母船上的吊车来完成的,布放是通过吊车将潜水器吊到水中,解除吊车和潜水器之间的绳索(联系),“潜龙二号”就能自由地航行,去执行任务。 

  回收时,母船和“潜龙二号”相当于两个独立的个体,在海面上做着不同的运动,我们的目的就是通过母船上的吊车将将潜水器从海水中吊到母船的甲板上,两者之间回收较难。 

  王晓飞接受中国网记者采访(摄影 姜一平) 

  王晓飞告诉记者,“作为无人无缆潜器,应用的最大难点就是回收问题,一旦遇到恶劣海况,就难免存在很多风险。首先是人员与船体的稳定,再就是回收时潜器与船体之间控制问题,过近两者发生碰撞设备受损,过远不方便回收。对目前国内外AUV来说,潜水器的回收是考验队伍熟练程度的重要指标,回收潜器时你没有可以掌控它的工具,它是随着海浪而晃动的。” 

  作为“潜龙二号”的“体力来源”,电池体积共有150升,被放置于潜器的“身体中部”,王晓飞告诉记者:“潜龙二号搭载的勘测设备要接近新鲜的海水,因此绝大部分靠近外侧,还有一些通过电缆连接起来的主控零件也分布在内部的各个舱体。因此基于浮心和重心的考虑,将电池一类的庞大器官放在中部,这样潜器起吊时重量就比较集中。” 

  潜器在母船附近回收时间可在20分钟之内期待“潜龙二号”圆满完成“考核科目”  

  11月份“潜龙二号”将跟随大洋40航次科考前往西南印度洋进行试验应用,王晓飞告诉记者:“这是潜龙二号第一次远洋接受考验,相比较南海试验,潜器遇到的风浪会更大一些,因此布放回收将面临更大的考验。在南海试验期间回收时间从潜器浮出水面开始差不多需要40分钟,如果潜器已经在母船附近,回收顺利的话可在20分钟之内完成。” 

  作为第一次“出远门”的“潜龙二号”,王晓飞表示,作为科研人员最欣喜的就是希望它能够取得一定成果,圆满完成应用的任务和考核科目,并顺利通过验收,探测到所需的数据、海底生物和矿产资源等。 

  在谈到南海海试期间的酸甜苦辣时,王晓飞说,在海上常常面临的问题就是孤独,与茫茫大海相比,像一支孤独的扁舟徜徉其间,其实跟同事在一起并肩奋战可以排解寂寞,但真正感到沮丧的时候,是潜器刚布放后,还没等回收就发生故障,只能回收上来重新布放。而最欣喜的是,在南海海试期间,“潜龙二号”成功下潜到4400多米,在海底航行了30多个小时,那时候回收上来虽然很累很辛苦,但内心是无比愉悦的。 

  是否AUV下潜越深性能越强呢?王晓飞告诉记者:“下潜深度对我们来说挑战不大,重点是能否拿到数据和采样的结果。” 

  在谈到家人时,这个长着一副“娃娃脸”的大男孩动情地告诉记者:“家人对我的事业付出了太多太多,像我们一出海就是一两个月,没有通讯联络,很多事情都压在妻子一个人身上,我在海上想念家人的时候,只能把这份思念深深的埋藏在心里,到岸上后才能诉说。”