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中国网(2014.09.15):我国自主研制AUV“潜龙一号”大洋试验性应用纪实

撰稿: 沈阳自动化研究所 发布时间:2014-09-17

中国网9月15日讯 8月20日下午,“海洋六号”缓缓驶离夏威夷火奴鲁鲁港,全速奔向东太平洋多金属结核合同区——那里将是“潜龙一号”尽情遨游的舞台。去年“潜龙一号”首次登台演出,一年后,它以更优良的状态再战太平洋,渴望着完成一场更完美的演出,所有人也盼望它能够早日帮助我们探明太平洋底埋藏着的宝藏。

在5000多米深的太平洋海底,“潜龙一号”怎样才能不迷路呢?

    启程后,许多人都开始了常规的晕船反应,听说“潜龙一号”项目组有几位晕船反应特别剧烈,几乎起不了床,吐得最厉害的人甚至都开始吐血丝了。但是工作一刻也不等人,在第二天晚上,调查部所有人员都聚集在餐厅,听取来自哈尔滨工程大学的李想和中国科学院沈阳自动化研究所的李阳分别讲解长基线定位系统和“潜龙号”的布放和回收操作要点。

对“潜龙一号”项目组的几位成员来说,工作早在夏威夷补给期间就已经开始了,当时他们一下飞机,来不及调整时差,也来不及欣赏夏威夷优美的风光,就在“潜龙一号”总设计师徐会希的带领下,开始了紧锣密鼓的准备工作。

在2013年大洋29航次科考时,“潜龙一号”就进行过首次应用性试验,经过一年的调整,它的性能得到了大幅度提升,这次将完成更加精确的声学、光学应用性试验。为了保证试验顺利进行,项目组对“潜龙一号”设备的通讯系统、声学设备系统、长基线水下定位系统等各个方面进行综合调试,争取以最完美的状态投入到大洋试验性应用中。

5000多米深的太平洋底下,漆黑一片,“潜龙一号”怎样才能不迷路呢?这就要依靠长基线定位系统来给它指明方向了。

到达工区后,刚吃过晚饭,就开始布放长基线定位系统。据介绍,长基线定位系统由六套设备组成,包括4套应答器锚系、一套安装在母船上用于监控水下AUV的测距仪,以及安装在潜器上的问答器。首先要将四套应答器锚系投放在海底指定的位置,这样,当“潜龙一号”在水下工作时,随身携带的问答器每24秒就会对应答器发出信号,来确定自己的位置和航行路线,而在船舷一侧长夜漫漫的测距仪,则不停地接收潜器问答器和4个应答器发回的信号,通过综合分析,确定潜器的精确位置。

应答器锚系的投放非常顺利,夜色中,红色圆球状的长基线应答器上的指示灯一闪一闪,带着4个浮球缓缓沉向海底,在未来的几十天里,它们将一直呆在5000多米的太平洋底,像4盏不灭的路灯,为“潜龙一号”照亮道路。直到潜器完成工作任务,它们才会收到命令,抛掉压铁,浮出海面,重见天日。

从长基线布放工作开始,李想就一直守在电脑前,几乎两天两夜没有合眼,期间,电脑也出现几次故障死机,让原本就艰难的测距工作雪上加霜

应答器入水后,工作才刚刚开始,因为船舶的航行,会导致应答器锚系的投放地点与规划地点存在着一定的出入,因此就需要通过测距,标定应答器的精确位置,确保未来能给“潜龙一号”提供准确的信息。

应答器锚系投放完成后,再将测距仪通过绳索吊放在水下大约8米处,在每一个应答器周围选择三四个点反复测量,通过数据运算,测算出应答器在海底的精确位置。放下测距仪后,船舶将在几十公里的作业范围内低速往来穿梭,李想就一直坐在电脑前,紧盯着测距仪传回来的实时数据。

渐渐地,李想的眉头皱了起来,因为吊放在母船船舷的测距仪处理得到的应答器标定精度始终不能达到要求,这在之前的测试中是很少出现的情况。第一个应答器测完了如此,第二个应答器测完了也是如此,是应答器锚系的问题还是作业方式的原因?项目组一边研究讨论一边将情况反馈给后方科研团队,大家一起积极查找原因,寻求解决办法。

经过讨论,第二天项目组决定改变作业方式,让船舶拖曳着测距仪,在4公里半径内围绕着应答器低速航行。这对船舶操作是一次考验,驾驶室按照作业要求开始工作,可是获取的数据依旧不太理想,不得不停止测距工作,改为进行其他科考项目,同时将问题反馈给后方,请求技术支持。从长基线布放工作开始,李想就一直守在电脑前,几乎两天两夜没有合眼,期间,电脑也出现几次死机故障,让原本就艰难的测距工作雪上加霜。

直到8月26日,长基线定位的收敛问题和定位精度问题才陆续得到了解决,能够为潜器提供定位,“潜龙一号”决定下水进行功能性测试,李想才长舒一口气,托着头在电脑前打了个盹儿。

每一次入水都是一场考试,也有可能遭遇种种意想不到的困难

8月27日,天气晴朗,风平浪静,海况非常适合作业,从早上6点起,“潜龙一号”项目组的全体成员就齐聚在三层后甲板,开始为下潜做着最后的检查工作。

要在不停晃动的船上,把一个1.5吨重的物体稳稳地投入海里,说起来简单做起来却不那么容易。后甲板组工作人员配合着项目组成员,大家齐心协力拉紧止荡绳,操作着“潜龙一号”缓缓离开后甲板,带着所有人的期待,落入万顷碧波中。

布放完成后,忙碌了一个早晨的项目组成员才匆匆赶去吃早饭,20分钟后徐会希赶回办公室,正准备观察“潜龙一号”的状态,惊讶地发现潜器在到达1300多米时,由于声学舱漏水报警,已经抛载上浮了。他匆匆通知其他人,迅速锁定上浮位置,准备回收。

首次下潜就以失败告终,“潜龙一号”项目组的成员们没有因此而气馁,他们迅速投入工作,着手查找故障原因,进行验证,并对设备问题进行修复,在最短的时间内让“潜龙一号”再次达到下潜条件。

在随后的20天里,“潜龙一号”六次潜入5000多米深的太平洋海底,进行潜器本体检验和声学、光学等应用性试验,可以说每一次入水都是一场考试,也可能遭遇种种意想不到的困难。

让所有人高兴的是,也正是通过这一次次入水,“潜龙一号”的功能得到了验证,表现一次比一次出色,完美展现了它特有的近海底作业优势。随后,“潜龙一号”还会负载着所有心怀“海洋强国梦”的人的期待,再次潜入海底,帮我们看清那片幽暗水域中埋藏千年的宝藏。(通讯员 王诒卿)

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“潜龙一号”的正式名称叫6000米无人无缆潜器(AUV),是《国际海域资源研究开发“十二五”规划》重点项目之一,是中国大洋协会为有效履行与国际海底管理局签署的多金属结核勘探合同,委托中国科学院沈阳自动化研究所牵头,联合中国科学院声学研究所、哈尔滨工程大学等单位共同研制的。它是我国具有自主知识产权的首台6000米AUV深海装备,以海底多金属结核资源调查为主要目的,可进行海底地形地貌、地质结构、海底流场、海洋环境参数等精细调查,为海洋科学研究及资源勘探开发提供必要的科学数据。