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我國(guó)自主研制AUV“潛龍一號(hào)”大洋試驗(yàn)性應(yīng)用紀(jì)實(shí)

發(fā)布日期:2014-09-15 11:27:28

8月20日下午,“海洋六號(hào)”緩緩駛離夏威夷火奴魯魯港,全速奔向東太平洋多金屬結(jié)核合同區(qū)——那里將是“潛龍一號(hào)”盡情遨游的舞臺(tái)。去年“潛龍一號(hào)”首次登臺(tái)演出,一年后,它以更優(yōu)良的狀態(tài)再戰(zhàn)太平洋,渴望著完成一場(chǎng)更完美的演出,所有人也盼望它能夠早日幫助我們探明太平洋底埋藏著的寶藏。

將“潛龍一號(hào)”回收至后甲板

在5000多米深的太平洋海底,“潛龍一號(hào)”怎樣才能不迷路呢?

啟程后,許多人都開(kāi)始了常規(guī)的暈船反應(yīng),聽(tīng)說(shuō)“潛龍一號(hào)”項(xiàng)目組有幾位暈船反應(yīng)特別劇烈,幾乎起不了床,吐得最厲害的人甚至都開(kāi)始吐血絲了。但是工作一刻也不等人,在第二天晚上,調(diào)查部所有人員都聚集在餐廳,聽(tīng)取來(lái)自哈爾濱工程大學(xué)的李想和中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所的李陽(yáng)分別講解長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)和“潛龍一號(hào)”的布放和回收操作要點(diǎn)。

對(duì)“潛龍一號(hào)”項(xiàng)目組的幾位成員來(lái)說(shuō),工作早在夏威夷補(bǔ)給期間就已經(jīng)開(kāi)始了,當(dāng)時(shí)他們一下飛機(jī),來(lái)不及調(diào)整時(shí)差,也來(lái)不及欣賞夏威夷優(yōu)美的風(fēng)光,就在“潛龍一號(hào)”總設(shè)計(jì)師徐會(huì)希的帶領(lǐng)下,開(kāi)始了緊鑼密鼓的準(zhǔn)備工作。

在2013年大洋29航次科考時(shí),“潛龍一號(hào)”就進(jìn)行過(guò)首次應(yīng)用性試驗(yàn),經(jīng)過(guò)一年的調(diào)整,它的性能得到了大幅度提升,這次將完成更加精確的聲學(xué)、光學(xué)應(yīng)用性試驗(yàn)。為了保證試驗(yàn)順利進(jìn)行,項(xiàng)目組對(duì)“潛龍一號(hào)”設(shè)備的通訊系統(tǒng)、聲學(xué)設(shè)備系統(tǒng)、長(zhǎng)基線水下定位系統(tǒng)等各個(gè)方面進(jìn)行綜合調(diào)試,爭(zhēng)取以最完美的狀態(tài)投入到大洋試驗(yàn)性應(yīng)用中。

拉緊止蕩繩,準(zhǔn)備布放“潛龍一號(hào)”

5000多米深的太平洋底下,漆黑一片,“潛龍一號(hào)”怎樣才能不迷路呢?這就要依靠長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)來(lái)給它指明方向了。

到達(dá)工區(qū)后,剛吃過(guò)晚飯,就開(kāi)始布放長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)。據(jù)介紹,長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)由六套設(shè)備組成,包括4套應(yīng)答器錨系、一套安裝在母船上用于監(jiān)控水下AUV的測(cè)距儀,以及安裝在潛器上的問(wèn)答器。首先要將四套應(yīng)答器錨系投放在海底指定的位置,這樣,當(dāng)“潛龍一號(hào)”在水下工作時(shí),隨身攜帶的問(wèn)答器每24秒就會(huì)對(duì)應(yīng)答器發(fā)出信號(hào),來(lái)確定自己的位置和航行路線,而在船舷一側(cè)長(zhǎng)夜漫漫的測(cè)距儀,則不停地接收潛器問(wèn)答器和4個(gè)應(yīng)答器發(fā)回的信號(hào),通過(guò)綜合分析,確定潛器的精確位置。

李想在電腦前監(jiān)控長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)處理情況

應(yīng)答器錨系的投放非常順利,夜色中,紅色圓球狀的長(zhǎng)基線應(yīng)答器上的指示燈一閃一閃,帶著4個(gè)浮球緩緩沉向海底,在未來(lái)的幾十天里,它們將一直呆在5000多米的太平洋底,像4盞不滅的路燈,為“潛龍一號(hào)”照亮道路。直到潛器完成工作任務(wù),它們才會(huì)收到命令,拋掉壓鐵,浮出海面,重見(jiàn)天日。

從長(zhǎng)基線布放工作開(kāi)始,李想就一直守在電腦前,幾乎兩天兩夜沒(méi)有合眼,期間,電腦也出現(xiàn)幾次故障死機(jī),讓原本就艱難的測(cè)距工作雪上加霜

應(yīng)答器入水后,工作才剛剛開(kāi)始,因?yàn)榇暗暮叫?,?huì)導(dǎo)致應(yīng)答器錨系的投放地點(diǎn)與規(guī)劃地點(diǎn)存在著一定的出入,因此就需要通過(guò)測(cè)距,標(biāo)定應(yīng)答器的精確位置,確保未來(lái)能給“潛龍一號(hào)”提供準(zhǔn)確的信息。

應(yīng)答器錨系投放完成后,再將測(cè)距儀通過(guò)繩索吊放在水下大約8米處,在每一個(gè)應(yīng)答器周?chē)x擇三四個(gè)點(diǎn)反復(fù)測(cè)量,通過(guò)數(shù)據(jù)運(yùn)算,測(cè)算出應(yīng)答器在海底的精確位置。放下測(cè)距儀后,船舶將在幾十公里的作業(yè)范圍內(nèi)低速往來(lái)穿梭,李想就一直坐在電腦前,緊盯著測(cè)距儀傳回來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

投放應(yīng)答器錨系

漸漸地,李想的眉頭皺了起來(lái),因?yàn)榈醴旁谀复系臏y(cè)距儀處理得到的應(yīng)答器標(biāo)定精度始終不能達(dá)到要求,這在之前的測(cè)試中是很少出現(xiàn)的情況。第一個(gè)應(yīng)答器測(cè)完了如此,第二個(gè)應(yīng)答器測(cè)完了也是如此,是應(yīng)答器錨系的問(wèn)題還是作業(yè)方式的原因?項(xiàng)目組一邊研究討論一邊將情況反饋給后方科研團(tuán)隊(duì),大家一起積極查找原因,尋求解決辦法。

經(jīng)過(guò)討論,第二天項(xiàng)目組決定改變作業(yè)方式,讓船舶拖曳著測(cè)距儀,在4公里半徑內(nèi)圍繞著應(yīng)答器低速航行。這對(duì)船舶操作是一次考驗(yàn),駕駛室按照作業(yè)要求開(kāi)始工作,可是獲取的數(shù)據(jù)依舊不太理想,不得不停止測(cè)距工作,改為進(jìn)行其他科考項(xiàng)目,同時(shí)將問(wèn)題反饋給后方,請(qǐng)求技術(shù)支持。從長(zhǎng)基線布放工作開(kāi)始,李想就一直守在電腦前,幾乎兩天兩夜沒(méi)有合眼,期間,電腦也出現(xiàn)幾次死機(jī)故障,讓原本就艱難的測(cè)距工作雪上加霜。

直到8月26日,長(zhǎng)基線定位的收斂問(wèn)題和定位精度問(wèn)題才陸續(xù)得到了解決,能夠?yàn)闈撈魈峁┒ㄎ唬皾擙堃惶?hào)”決定下水進(jìn)行功能性測(cè)試,李想才長(zhǎng)舒一口氣,托著頭在電腦前打了個(gè)盹兒。

雨中布放長(zhǎng)基線測(cè)距儀

每一次入水都是一場(chǎng)考試,也有可能遭遇種種意想不到的困難

8月27日,天氣晴朗,風(fēng)平浪靜,海況非常適合作業(yè),從早上6點(diǎn)起,“潛龍一號(hào)”項(xiàng)目組的全體成員就齊聚在三層后甲板,開(kāi)始為下潛做著最后的檢查工作。

要在不?;蝿?dòng)的船上,把一個(gè)1.5噸重的物體穩(wěn)穩(wěn)地投入海里,說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單做起來(lái)卻不那么容易。后甲板組工作人員配合著項(xiàng)目組成員,大家齊心協(xié)力拉緊止蕩繩,操作著“潛龍一號(hào)”緩緩離開(kāi)后甲板,帶著所有人的期待,落入萬(wàn)頃碧波中。

布放完成后,忙碌了一個(gè)早晨的項(xiàng)目組成員才匆匆趕去吃早飯,20分鐘后徐會(huì)希趕回辦公室,正準(zhǔn)備觀察“潛龍一號(hào)”的狀態(tài),驚訝地發(fā)現(xiàn)潛器在到達(dá)1300多米時(shí),由于聲學(xué)艙漏水報(bào)警,已經(jīng)拋載上浮了。他匆匆通知其他人,迅速鎖定上浮位置,準(zhǔn)備回收。

首次下潛就以失敗告終,“潛龍一號(hào)”項(xiàng)目組的成員們沒(méi)有因此而氣餒,他們迅速投入工作,著手查找故障原因,進(jìn)行驗(yàn)證,并對(duì)設(shè)備問(wèn)題進(jìn)行修復(fù),在最短的時(shí)間內(nèi)讓“潛龍一號(hào)”再次達(dá)到下潛條件。

在隨后的20天里,“潛龍一號(hào)”六次潛入5000多米深的太平洋海底,進(jìn)行潛器本體檢驗(yàn)和聲學(xué)、光學(xué)等應(yīng)用性試驗(yàn),可以說(shuō)每一次入水都是一場(chǎng)考試,也可能遭遇種種意想不到的困難。

讓所有人高興的是,也正是通過(guò)這一次次入水,“潛龍一號(hào)”的功能得到了驗(yàn)證,表現(xiàn)一次比一次出色,完美展現(xiàn)了它特有的近海底作業(yè)優(yōu)勢(shì)。隨后,“潛龍一號(hào)”還會(huì)負(fù)載著所有心懷“海洋強(qiáng)國(guó)夢(mèng)”的人的期待,再次潛入海底,幫我們看清那片幽暗水域中埋藏千年的寶藏。(記者 王詒卿)

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“潛龍一號(hào)”的正式名稱(chēng)叫6000米無(wú)人無(wú)纜潛器(AUV),是《國(guó)際海域資源研究開(kāi)發(fā)“十二五”規(guī)劃》重點(diǎn)項(xiàng)目之一,是中國(guó)大洋協(xié)會(huì)為有效履行與國(guó)際海底管理局簽署的多金屬結(jié)核勘探合同,委托中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所牽頭,聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所、哈爾濱工程大學(xué)等單位共同研制的。它是我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的首臺(tái)6000米AUV深海裝備,以海底多金屬結(jié)核資源調(diào)查為主要目的,可進(jìn)行海底地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、海底流場(chǎng)、海洋環(huán)境參數(shù)等精細(xì)調(diào)查,為海洋科學(xué)研究及資源勘探開(kāi)發(fā)提供必要的科學(xué)數(shù)據(jù)。

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