“潛龍”家族為何再添新成員？與家族其他成員相比，“潛龍三號(hào)”有何過人之處？此次海試對(duì)未來“三龍聚首”有何意義？記者就此采訪了專家。

　　僅靠“潛龍二號(hào)”難以滿足需要

　　長(zhǎng)3.5米，高1.5米，體重1.5噸，立扁形身體，還有4只“鰭”——從外形看，“潛龍三號(hào)”延續(xù)了“潛龍二號(hào)”的“黃胖魚”“基因”。

　　這并不奇怪，因?yàn)檫@對(duì)“孿生兄弟”的總設(shè)計(jì)師是同一個(gè)人——中科院沈陽自動(dòng)化所研究員劉健。劉健說，這種非回轉(zhuǎn)體立扁魚形設(shè)計(jì)，有利于減少垂直面的阻力，便于潛水器在復(fù)雜海底地形中垂直爬升，也可以增強(qiáng)水面航行能力。

　　浩瀚的海洋中蘊(yùn)藏著豐富的資源，但僅靠人類的潛水技術(shù)難以到達(dá)深海的絕大部分區(qū)域，水下機(jī)器人因此有了用武之地。水下機(jī)器人通常被分為三類：載人潛水器（HOV）、遙控水下機(jī)器人（ROV）和自主水下機(jī)器人（AUV）。

　　“潛龍”系列屬于自主水下機(jī)器人，可以自由行動(dòng)，在較大的區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行精細(xì)探測(cè)，自主導(dǎo)航、自主作業(yè)以及自我保護(hù)。

　　“十二五”期間，在中國(guó)大洋協(xié)會(huì)支持下，中科院沈陽自動(dòng)化所聯(lián)合中科院聲學(xué)所、哈爾濱工程大學(xué)等單位，研制了我國(guó)首臺(tái)6000米AUV——“潛龍一號(hào)”，主要作業(yè)海域瞄準(zhǔn)了海底較平坦的多金屬結(jié)核區(qū)。

　　與此同時(shí)，在國(guó)家863計(jì)劃支持下，歷時(shí)5年艱苦攻關(guān)，中科院沈陽自動(dòng)化所研制出4500米級(jí)深海資源自主勘查系統(tǒng)——“潛龍二號(hào)”，瞄準(zhǔn)的是多金屬硫化物等深海礦產(chǎn)資源的勘探作業(yè)。

　　多金屬硫化物區(qū)的海底地形異常復(fù)雜，上下起伏達(dá)1000多米。相比“潛龍一號(hào)”，“潛龍二號(hào)”更像一輛越野車，能更好地在復(fù)雜地形中作業(yè)。

　　“由于我國(guó)在西南印度洋的多金屬硫化物合同區(qū)有約一萬平方公里，探測(cè)任務(wù)繁重，僅靠一臺(tái)‘潛龍二號(hào)’，難以滿足大洋深海資源探測(cè)的需要”劉健說。

　　在技術(shù)成熟的“潛龍二號(hào)”基礎(chǔ)上，2016年9 月，中國(guó)大洋協(xié)會(huì)與中科院沈陽自動(dòng)化所簽訂建造合同，目標(biāo)是再研制一套具備微地貌成圖、溫鹽深剖面探測(cè)、甲烷探測(cè)、濁度探測(cè)、氧化還原電位探測(cè)、海底照相以及磁力探測(cè)等熱液異常探測(cè)功能的4500米級(jí)自主潛水器（簡(jiǎn)稱“潛龍三號(hào)”），以提高對(duì)多金屬硫化物資源探測(cè)的效率，為大洋海底多金屬硫化物資源的調(diào)查評(píng)估提供服務(wù)。其中中科院沈陽自動(dòng)化所為“潛龍三號(hào)”的技術(shù)總體責(zé)任單位，國(guó)家海洋局第二海洋研究所負(fù)責(zé)探測(cè)載荷分系統(tǒng)研制，中科院聲學(xué)所負(fù)責(zé)微地貌測(cè)量系統(tǒng)設(shè)備研制。

　　在“潛龍二號(hào)”基礎(chǔ)上優(yōu)化升級(jí)

　劉健介紹，下潛前，科研人員會(huì)在“潛龍三號(hào)”的“大腦”中植入?yún)?shù)和使命配置，然后用吊車將其放到水中，之后解除吊車和潛水器之間的聯(lián)系。

　　“潛龍三號(hào)”身上安裝了下沉壓載鐵和上浮壓載鐵。下潛到預(yù)定深度后，它自動(dòng)拋掉下沉壓載鐵開始作業(yè)。完成作業(yè)后，它會(huì)自動(dòng)拋掉上浮壓載鐵，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上浮，工作人員再通過遙控掛鉤或拋繩等方式將它回收到母船。

　　為應(yīng)對(duì)水下復(fù)雜的地形地貌，“潛龍三號(hào)”同樣采用前視聲吶作為避碰傳感器。這種成像聲吶，也被認(rèn)為是潛水器的“眼睛”，控制計(jì)算機(jī)把數(shù)據(jù)采集進(jìn)來后，通過圖像處理方式來識(shí)別障礙和周圍環(huán)境，結(jié)合避碰策略，下達(dá)緊急轉(zhuǎn)向、緊急變深或變高以及跟蹤指令。在解除危機(jī)后，會(huì)通過在線路徑規(guī)劃引導(dǎo)潛器回到正確的軌跡上，使其繼續(xù)正常地執(zhí)行任務(wù)。

　　4個(gè)可旋轉(zhuǎn)舵推進(jìn)器相當(dāng)于潛水器的“鰭”。依靠操控推進(jìn)器和舵的運(yùn)動(dòng)，潛水器可以靈活地前進(jìn)、后退、旋轉(zhuǎn)，在海底“翻山越嶺”。

　　在我國(guó)大洋40航次、43航次、49航次中，“潛龍二號(hào)”完成了近500平方公里的熱液區(qū)海底精細(xì)地形地貌探測(cè)、發(fā)現(xiàn)多處熱液異常點(diǎn)，獲得大量高清晰近底照片，為我國(guó)海底多金屬硫化物礦區(qū)資源評(píng)估奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。

　　雖然是“孿生兄弟”，但劉健說，“潛龍三號(hào)”在“潛龍二號(hào)”技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化升級(jí)。其中最主要的變化是最大續(xù)航能力的增加，噪聲有所降低。

　　“‘潛龍三號(hào)’的技術(shù)指標(biāo)仍然是30小時(shí)，我們通過降低電子設(shè)備功耗，提高推進(jìn)效率等措施，使最大續(xù)航能力有了明顯的提高?！眲⒔≌f。

　　為“三龍”聚首打下基礎(chǔ)

2017年年底，“潛龍三號(hào)”完成千島湖湖上試驗(yàn)。此次湖上試驗(yàn)歷時(shí)29天，共進(jìn)行了43個(gè)潛次，主要驗(yàn)證了“潛龍三號(hào)”主要技術(shù)指標(biāo)和功能滿足合同要求，在最大速度、推進(jìn)效率、全系統(tǒng)聲噪聲、最大續(xù)航能力上均有較大突破。

　　“由于海試存在風(fēng)險(xiǎn)，在此之前需要進(jìn)行湖試。通常湖上試驗(yàn)主要驗(yàn)證各種技術(shù)指標(biāo)和功能，而海試則驗(yàn)證湖試無法驗(yàn)證的指標(biāo)，如最大深度指標(biāo)等，偏重于功能性試驗(yàn)?！眲⒔≌f，此次是“潛龍三號(hào)”首次海試，其技術(shù)狀態(tài)有待驗(yàn)證，此外也存在出現(xiàn)技術(shù)故障、遭遇惡劣海況等風(fēng)險(xiǎn)。此次海試中除了對(duì)“潛龍三號(hào)”的主要技術(shù)指標(biāo)和功能進(jìn)行驗(yàn)證，此外還將根據(jù)需求，在天然氣水合物試采區(qū)和多金屬結(jié)核試采區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)性應(yīng)用。按照計(jì)劃，海試通過后，“潛龍三號(hào)”將在我國(guó)大洋多金屬硫化物資源調(diào)查航次中被實(shí)際應(yīng)用，不斷提升技術(shù)水平和性能。

　　值得一提的是，此次海試的依托母船，是我國(guó)海洋調(diào)查功勛船“大洋一號(hào)”。這是其2016年大修改裝后首次執(zhí)行綜合海試任務(wù)。

　　在綜合海試A航段中，我國(guó)自主研發(fā)的“海龍Ⅲ”潛水器完成了400米級(jí)、2000米級(jí)、4500米級(jí)三個(gè)深度級(jí)別的海試，“海龍11000”潛水器完成400米級(jí)和2000米級(jí)海試。綜合海試A航段首席科學(xué)家初鳳友表示：“海龍Ⅲ”與“海龍11000”潛水器在我國(guó)潛水器“龍家族”中初出茅廬，為今后各種潛水器密切配合乃至“三龍”聚首打下了更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　記者同時(shí)了解到，服務(wù)于深海探測(cè)的新科考母船有望于2019年下水。屆時(shí)，它將可以同時(shí)搭載“蛟龍”“海龍”和“潛龍”，“三龍”聯(lián)手組成我國(guó)探秘深海大洋的國(guó)之重器。