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我國自主研制AUV“潛龍一號”大洋試驗性應(yīng)用紀(jì)實

發(fā)布日期:2014-09-15 11:27:28

8月20日下午,“海洋六號”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”盡情遨游的舞臺。去年“潛龍一號”首次登臺演出,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”回收至后甲板

在5000多米深的太平洋海底,“潛龍一號”怎樣才能不迷路呢?

啟程后,許多人都開始了常規(guī)的暈船反應(yīng),聽說“潛龍一號”項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,聽取來自哈爾濱工程大學(xué)的李想和中國科學(xué)院沈陽自動化研究所的李陽分別講解長基線定位系統(tǒng)和“潛龍一號”的布放和回收操作要點。

對“潛龍一號”項目組的幾位成員來說,工作早在夏威夷補給期間就已經(jīng)開始了,當(dāng)時他們一下飛機,來不及調(diào)整時差,也來不及欣賞夏威夷優(yōu)美的風(fēng)光,就在“潛龍一號”總設(shè)計師徐會希的帶領(lǐng)下,開始了緊鑼密鼓的準(zhǔn)備工作。

在2013年大洋29航次科考時,“潛龍一號”就進行過首次應(yīng)用性試驗,經(jīng)過一年的調(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。為了保證試驗順利進行,項目組對“潛龍一號”設(shè)備的通訊系統(tǒng)、聲學(xué)設(shè)備系統(tǒng)、長基線水下定位系統(tǒng)等各個方面進行綜合調(diào)試,爭取以最完美的狀態(tài)投入到大洋試驗性應(yīng)用中。

拉緊止蕩繩,準(zhǔn)備布放“潛龍一號”

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

到達工區(qū)后,剛吃過晚飯,就開始布放長基線定位系統(tǒng)。據(jù)介紹,長基線定位系統(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的測距儀,以及安裝在潛器上的問答器。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”在水下工作時,隨身攜帶的問答器每24秒就會對應(yīng)答器發(fā)出信號,來確定自己的位置和航行路線,而在船舷一側(cè)長夜漫漫的測距儀,則不停地接收潛器問答器和4個應(yīng)答器發(fā)回的信號,通過綜合分析,確定潛器的精確位置。

李想在電腦前監(jiān)控長基線定位系統(tǒng)處理情況

應(yīng)答器錨系的投放非常順利,夜色中,紅色圓球狀的長基線應(yīng)答器上的指示燈一閃一閃,帶著4個浮球緩緩沉向海底,在未來的幾十天里,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”照亮道路。直到潛器完成工作任務(wù),它們才會收到命令,拋掉壓鐵,浮出海面,重見天日。

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

應(yīng)答器入水后,工作才剛剛開始,因為船舶的航行,會導(dǎo)致應(yīng)答器錨系的投放地點與規(guī)劃地點存在著一定的出入,因此就需要通過測距,標(biāo)定應(yīng)答器的精確位置,確保未來能給“潛龍一號”提供準(zhǔn)確的信息。

應(yīng)答器錨系投放完成后,再將測距儀通過繩索吊放在水下大約8米處,在每一個應(yīng)答器周圍選擇三四個點反復(fù)測量,通過數(shù)據(jù)運算,測算出應(yīng)答器在海底的精確位置。放下測距儀后,船舶將在幾十公里的作業(yè)范圍內(nèi)低速往來穿梭,李想就一直坐在電腦前,緊盯著測距儀傳回來的實時數(shù)據(jù)。

投放應(yīng)答器錨系

漸漸地,李想的眉頭皺了起來,因為吊放在母船船舷的測距儀處理得到的應(yīng)答器標(biāo)定精度始終不能達到要求,這在之前的測試中是很少出現(xiàn)的情況。第一個應(yīng)答器測完了如此,第二個應(yīng)答器測完了也是如此,是應(yīng)答器錨系的問題還是作業(yè)方式的原因?項目組一邊研究討論一邊將情況反饋給后方科研團隊,大家一起積極查找原因,尋求解決辦法。

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

直到8月26日,長基線定位的收斂問題和定位精度問題才陸續(xù)得到了解決,能夠為潛器提供定位,“潛龍一號”決定下水進行功能性測試,李想才長舒一口氣,托著頭在電腦前打了個盹兒。

雨中布放長基線測距儀

每一次入水都是一場考試,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點起,“潛龍一號”項目組的全體成員就齊聚在三層后甲板,開始為下潛做著最后的檢查工作。

要在不?;蝿拥拇?,把一個1.5噸重的物體穩(wěn)穩(wěn)地投入海里,說起來簡單做起來卻不那么容易。后甲板組工作人員配合著項目組成員,大家齊心協(xié)力拉緊止蕩繩,操作著“潛龍一號”緩緩離開后甲板,帶著所有人的期待,落入萬頃碧波中。

布放完成后,忙碌了一個早晨的項目組成員才匆匆趕去吃早飯,20分鐘后徐會希趕回辦公室,正準(zhǔn)備觀察“潛龍一號”的狀態(tài),驚訝地發(fā)現(xiàn)潛器在到達1300多米時,由于聲學(xué)艙漏水報警,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”項目組的成員們沒有因此而氣餒,他們迅速投入工作,著手查找故障原因,進行驗證,并對設(shè)備問題進行修復(fù),在最短的時間內(nèi)讓“潛龍一號”再次達到下潛條件。

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

讓所有人高興的是,也正是通過這一次次入水,“潛龍一號”的功能得到了驗證,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。隨后,“潛龍一號”還會負載著所有心懷“海洋強國夢”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”的正式名稱叫6000米無人無纜潛器(AUV),是《國際海域資源研究開發(fā)“十二五”規(guī)劃》重點項目之一,是中國大洋協(xié)會為有效履行與國際海底管理局簽署的多金屬結(jié)核勘探合同,委托中國科學(xué)院沈陽自動化研究所牽頭,聯(lián)合中國科學(xué)院聲學(xué)研究所、哈爾濱工程大學(xué)等單位共同研制的。它是我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的首臺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,可進行海底地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、海底流場、海洋環(huán)境參數(shù)等精細調(diào)查,為海洋科學(xué)研究及資源勘探開發(fā)提供必要的科學(xué)數(shù)據(jù)。

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