中國2月25日訊(記者 孫潔葛蕾 舒珺)“4500米級深海資源自主勘查系統(以下簡稱‘潛龍二號’)”是我國首型針對深海多金屬硫化物資源調查為目標的自主水下機器人,是“十二五”國家863計劃“深海潛水器技術與裝備”重大項目的課題之一。該課題由中國大洋協會辦公室總體負責,中科院沈陽自動化研究所為技術抓總單位,聯合國家海洋局第二海洋研究所等單位共同研制。近日,中國網記者專訪“潛龍二號”副總設計師趙宏宇,通過他深入了解了我國深海AUV的發展歷程以及“潛龍二號”背后的故事。
趙宏宇在大洋40航次“向陽紅10”船上專注工作(攝影 舒珺)
梳理“潛龍二號”研制與湖試歷程多項功能指標達到國際先進水平
中國科學院沈陽自動化研究所水下機器人研究室主要從事海洋技術基礎與應用技術研究、海洋裝備研發與推廣、海洋工程服務等工作,是國內最早開展水下機器人技術研發,并以此為核心研究方向的專業海洋技術裝備研發團隊。
目前在職科研人員80余人,在讀研究生50余人。研究室擁有先進的仿真實驗室,大型作業車間和試驗水池,具備總裝聯調和水池試驗的條件。多年來已經形成深海和長航程兩大系列產品技術及相關裝備的研發能力。典型產品有我國首型批量生產并投入使用的長航程自主水下機器人產品和具有自主知識產權的我國首臺實用化6000米自主水下機器人“潛龍一號”。
為自主研制出一套4500米級的AUV系統,這位戴著眼鏡、性格沉穩的科學家告訴記者,從研制歷程來說,“潛龍二號”研制工作從2011年開始,2012年通過初步設計評審,2013年通過詳細設計評審。2014年10月份,“潛龍二號”完成了總裝聯調和出所檢測工作,并于10月31日順利通過由中國大洋協會組織的湖試大綱評審。
同年11月,“潛龍二號”開始湖上試驗,先后開展了兩次湖上試驗,累計下水147潛次,取得了多項歷史性的突破?!昂嚱Y果表明,“潛龍二號”設計科學合理、電子設備工作穩定可靠、操作規程可行有效”。趙宏宇告訴記者,“潛龍二號”的成功研制,為我國開展深海資源大范圍精細探測提供了重要技術裝備,標志著我國深海資源勘查裝備已達到實用化水平,使我國自主水下機器人技術及產品跨入了國際領先行列。
就在今年的7月13日,“潛龍二號”搭乘“向陽紅10”船駛離廣州,赴南海執行海試及海試驗收任務,這也是“潛龍二號”第一次到大海上“拉練”。在此次任務中,“潛龍二號”共進行了15個潛次試驗,最大下潛深度4446米,連續兩次成功完成大深度近海底31小時最大續航力試驗。趙宏宇自信的告訴記者:“在項目監理和現場專家組的見證下,圓滿完成了南海海上試驗現場驗收方案規定的全部測試內容。試驗結果表明,“潛龍二號”工作狀態穩定可靠,試驗隊員操作有序規范,其多項功能和性能指標達到了國際先進水平?!?/span>
最后,在正在進行的大洋40航次中,“潛龍二號”在前兩個航段表現優秀,在第一航段就順利通過了專家組評審,并在正在進行的第二航段前四個潛次表現十分優異,順利完成了長時間連續近底航行探測。
身兼六大技術亮點,“潛龍二號”水下拍照自帶閃光燈
據了解,“潛龍二號”從外觀上來看像一只“萌萌的胖魚”,在技術上采用了非回轉體立扁形設計理念,從而提高了AUV穩心高,實現了水面遙控回收AUV方案。這樣螺旋槳可以在水下轉動,比較方便回收;采用回轉式推進器布局,首尾各有兩個推進器,大幅度提高了AUV的操縱性能力;采用先進的控制方法,實現了潛水器高精度動態和穩態航行控制。
采用基于前視聲納的避碰控制方法,有效提高了AUV避碰控制性能,實際上以往傳統AUV在航行中前往復雜的地區時采用測距儀,趙宏宇告訴記者,“潛龍二號”這次采用前視聲吶,掃描呈現出來的障礙物是聲學圖像,從而減少誤判,大大提高“潛龍二號”的避碰控制性能,此前湖、海試過程中已多次成功進行了復雜地形近底航行和拍照。
“拍攝出來的照片清晰度如何?”就這一問題,趙宏宇告訴記者:“照片很清晰,自帶閃光燈可以拍攝海底的生物?!?/span>
此外,“潛龍二號”采用了測深側掃水下實時信號處理技術,實現了深海近海底高精細地形地貌快速成圖,并在國內AUV上率先安裝了磁力探測傳感器,并對磁異常探測進行了有效驗證,為我國探測多金屬硫化物礦產資源奠定了堅實的基礎。
就“潛龍二號”所突破的六大技術亮點未來市場化應用這一問題,趙宏宇告訴記者,從技術角度,“潛龍二號”能夠達到國際先進水平,今后也將會在石油、遠洋勘探等領域進行更多的應用,充分發揮效力,從而為國家海洋事業發展貢獻力量?!爸档靡惶岬氖?,潛器的浮力材是完全自主國產化的,通過南海海試的考驗后我們有很大的信心,希望也能借此推動我國自主產品的研發進程”,趙宏宇說。
趙宏宇正在接受中國網記者專訪(攝影 姜一平)
“潛龍二號”團隊平均年齡33周歲 最小21周歲
作為一支比較年輕的隊伍,“潛龍二號”科研人員平均年齡33周歲,最大53周歲,最小的才21周歲,也是一支技術實力強勁的隊伍,大家懷著對水下機器人無限的熱愛去工作,得到了家人默默的支持,他們為事業而奮斗,為夢想而拼搏。他們攻堅克難,日夜加班,解決了一個又一個技術難題,他們秉承著水下機器人一貫的優良作風,愛崗敬業,無私奉獻。
為加強“潛龍二號”應用隊伍人才建設,提高應用人員專業技能,在2014年8月13日至15日舉辦了“4500米級深海資源自主勘查系統”應用技術培訓班,2014年12月9日至12月13日,在千島湖湖試現場舉辦了為期5天湖上試驗應用技術培訓。經過總裝聯調階段和湖上試驗的理論實操培訓,應用隊員對“潛龍二號”操作基本掌握。趙宏宇告訴記者:“在南海海試他們承擔了更多的操作任務。隨著海試的深入學習和操作,應用隊伍已經發揮了越來越重要的作用。南海試驗應用隊伍很多工作已經可以獨立操作,為下一步大洋40航次應用任務順利完成奠定了堅實的操作技術基礎?!?/span>
2015年5月30日,“潛龍二號”試驗團隊冒著傾盆大雨,奮戰在杭州淳安縣千島湖碼頭。經過半天時間的鏖戰,隊員們終于將全部試驗設備安全運抵實驗母船。
試驗船的自然環境比較惡劣,酷熱、蟲咬、梅雨、降溫、風暴、斷錨,一個個困境接踵而來,另外水下機器人試驗周期比較長,與家人聚少離多,整個團隊都面臨巨大考驗。時間緊任務重,試驗隊員不抱怨,不氣餒,爭分奪秒,與時間賽跑。凌晨時分,母船四周靜悄悄的,一群熱血青年還在調試現場緊張的忙碌著。為了趕上項目的工程進度,保質保量完成湖試任務,忘記了勞累、忘記了蟲咬,共同協作確保了最大續航力試驗的順利進行。
“百年修得同船渡”這句詩詞多次被趙宏宇提及,通過交流可以深切感受到這位戴著眼鏡,沉穩內斂、平易近人的副總設計師身上對海洋的情懷,對團隊的熱愛?!皥F隊里大家像朋友一樣同吃同住同工作,有好的建議會積極的采納,面對困難共同努力去克服,整個團隊的氛圍非常的溫暖和諧?!?/span>
作為出海十余次以上,一年三分之一時間“泡”在海上的趙宏宇,自2005年畢業后就來到中科院沈陽自動化研究所從事海洋科研工作,畢業之后剛結完婚就坐火車趕往青島碼頭,當時懷著出海的興奮與緊張,趙宏宇開始了十余年的“征帆遠洋?!?/span>
“與家人是否有過爭吵?”回答這個問題時,這位經過海風洗禮憨厚樸實的漢子流露出難掩的愧疚:“家人一開始不理解,經常因為長時間不顧家而爭吵、鬧矛盾,與此同時盡量與家人溝通,利用業余時間為家人分擔,也不會把矛盾帶到工作中去?,F在家人看到研制出來的水下機器人能夠真正為國家服務,發揮作用時,也就理解了,孩子也對我從事的工作也感到驕傲?!?/span>
最后,趙宏宇告訴記者:“實際上作為從事海洋科研人來說,能夠為國家海洋事業貢獻一份力量感到自豪,尤其是看到自己研制設計出來的潛龍二號,將參加大洋40航次科考感到欣慰,希望潛龍二號能圓滿的完成任務,為國爭光?!?/span>
據悉,“潛龍二號”將于今年11月搭乘“向陽紅10”號船赴我國西南印度洋多金屬硫化物礦區執行大洋第40航次任務,同時開展第二、三階段海上試驗,以驗證其深海多金屬硫化物勘查能力,為今后開展深海資源自主勘查奠定技術基礎。