“深海勇士”号载人潜水器今年夏天在南海进行了海上试验,在近两个月的时间当中进行了高密度下潜,这对潜水器的设备性能提出了极高要求,验收过程中一系列对软硬件的各类检测,也是要确保潜水器在海试之后的状态情况。
【声学系统】经海试测试性能优异
“深海勇士”号载人潜水器上的声学系统,采用了大量我国自主创新的技术,声学系统承担着包括实时通信、定位、探测等一系列任务。经过海试检测显示,众多自主创新的声学设备,性能都非常优异。
中科院声学所海洋技术中心主任朱敏表示,“深海勇士”号的声学系统,包括水声通信系统、定位系统、高分辨率测深侧扫声呐、声学多普勒测速仪、避碰声呐和前视成像声呐总共六种设备,分别负责通信、定位、障碍物规避、导航还有探测等等工作。
中船重工702所“深海勇士”号载人潜水器总设计师胡震说:“我们原来按照‘探索一号’的振动和噪声的特性,从计算上,至少能够达到3500米通信距离,它是应该有保障的。但是通过海试,不断优化算法,4500米这个船载系统,也是能够正确地实现跟潜水机的通信,包括语音数据图像,都能够稳定传输。”
【多普勒测速仪】从跟随并跑到超越
“深海勇士”号潜水器控制系统最牛的设计就是自带导航,可以实现大海捞针。我们在陆地上开车需要卫星定位系统进行导航,但是卫星定位系统并未覆盖深海,潜水器在水下同样需要实时清楚自身的速度与环境情况,在这之中,多普勒测速仪发挥了重要的作用,它也是此次声学系统的自主创新突破的亮点。科研团队用了七年时间,将自主创新的多普勒测速仪,从浅海走向深海。
中科院声学所研究员邓锴表示,(多普勒测速仪和惯性导航)就类似于GPS。另外它也可以帮助潜水器的主驾,驾驶员知道应该怎么开,开到哪,开出了什么样的线,是否能达到想去的作业位置。
潜水器水下作业要基于这些数据做出判断,首先就要求数据是准确的,但是在大概七年前,国产多普勒测速仪的精度还远不及国外产品。为了提升设备性能,研制人员在试验中一次次推翻之前的设计。除此之外,为潜水器提供高精度的航向和姿态信息的惯性导航,在以前深海潜水上采用的都是国外产品;而在“深海勇士”号上,北京自动化控制设备研究所首次实现了深海潜水器惯导的国产化,其航向精度为正负0.01度,达到国际先进水平。国产多普勒测速仪这种严酷条件下的运用在国际上都属首次。
【水声定位】从同场竞技到“唯一选择”
如果说多普勒测速仪是起到导航的作用,那么水声定位就是在告诉潜水器和母船,他们的位置具体在哪里。此次海试针对“深海勇士”号运用的水声定位设备进行了专项性能测试,结果显示潜水器的定位能力达到了亚米级。
胡震说:“一个潜次下去后,我们布置好标志物在某一个地方,那么第二次下潜时,我们根据这个水深定位去找这个(标志物)。我们做了三次这样的试验,第一次我们花了二十几分钟的时间。第二次我们就花大概十分钟。到第三次,利用它那一套综合的,就是长基线超短基线结合的系统,寻找标志物,直接开过去,就在跟前。”胡震所说的这种试验,测试的是潜水器重复到达指定地点的能力。
■据央视新闻、 凤凰网、新浪新闻
花絮
第一次下潜就一波三折
实际上,“深海勇士”的下潜挑战并不是一路坦途。第一次下潜,潜器只需要潜到50米深度,这对4500米潜器来说并不困难,甚至可说是“牛刀小试”。
潜器要安全平稳地放置在海面上,首先需要起吊。将潜器与A架勾住要靠粗重的缆绳和巨大的挂钩,由于跟吊车需要磨合,挂钩就耗费了大量时间。经过了一番磨练,潜器终于下水并很快潜到50米,一切顺利。但是在回收的时候,却出现了惊险的一幕:潜器回收的第一步,是由蛙人将缆绳挂在潜器上面。然而,蛙人第一次挂缆以失败告终,一个浪拍过来,还差点将他打入水中。好在第二次挂缆时,蛙人一脚踩稳,爬上了潜器。这次下潜,各工种都经历了一次“大考”。