作者:沈春蕾 闫玮丽 来源:中国科学报 发布时间:2015/3/30 13:29:53
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中科院声学所:倾听深海的音讯

 声学所海试团队

十多年来,在“蛟龙”号研制和下潜试验中,中科院声学所作为副总师单位,负责声学系统的研制,先后有20余位同志参与了此项目。

■本报记者 沈春蕾 通讯员 闫玮丽

神秘的海洋是人类探索自然奥秘的前沿领域,浩瀚的大海不断激发着人们的好奇心。随着开发和利用海洋步伐的加快,利用海洋信道进行信息传输的需求大大增加。

十多年来,在“蛟龙”号(7000米载人潜水器)研制和下潜试验中,中科院声学所作为副总师单位,负责声学系统的研制,先后有20余位同志参与了此项目。

今天,我们将走近“蛟龙”号声学系统负责人、副总师、声学所研究员朱敏所带领的“70后”、“80后”科研团队。

潜心

在陆地上,通信依靠电磁波,其速度可达光速。在几千米的深海,电磁波根本无法传送信号,也就丧失了用武之地。而声波在海水中可以传播很远,因此水声通信技术应运而生。

进入21世纪以来,水声通信技术是海洋高技术领域最前沿的技术之一,但由于水声通信技术的敏感性以及巨大应用价值,国外长期将之列为禁止出口中国的高技术产品。

2003年,“十五”“863”重大专项“7000米载人潜水器”项目立项。为了在研制完成时仍具备技术先进性,朱敏带领团队选择了当时具有较好技术基础但还不成熟的高速数字水声通信技术方案。从此,朱敏团队开始了艰苦卓绝的潜心研究之路。

在声学所领导的鼎力支持和老一辈科学家的悉心指导下,朱敏带领团队成员开展了水声通信机自适应均衡技术、Turbo码级联技术、抗误码图像压缩技术等关键技术的攻关。

朱敏告诉《中国科学报》记者:“我们先后在湖上和海上开展了多次试验,自主研发了具有世界先进水平的高速水声通信系统,实现在海洋复杂环境中的高速通信。”

这套高速水声通信系统重点解决了声学系统总体设计、高效可靠的水声通信技术、针对母船特点的工程实现等问题,具有通信、定位、障碍物探测、目标搜索、地形地貌测量、海流剖面测量和潜水器速度测量等全面功能。

“与国外同类载人潜水器相比,我们研发的高速水声通信系统在功能和性能上均居前列。”朱敏说。先进的水声通信和海底微地形地貌探测能力,也成为“蛟龙”号载人潜水器的标志性成果之一。

专注

朱敏认为,世界上任何事情不可能一帆风顺,科研工作更是如此。“唯有专注的精神,我们才能在挫折与困境面前愈挫愈勇,不断前行。”

2009年,“蛟龙”号载人潜水器首次海试,朱敏负责的声学系统团队多是“70后”、“80后”的“娃娃兵”。

据朱敏回忆,试验在一艘30多年船龄的老船上进行,船体噪声大,在50米深度海区母船与潜水器的通信就成了大难题。而水声通信系统就像是潜水器的嘴巴和耳朵,没了这条纽带,试验也会被搁置。

当时,朱敏团队面临巨大压力,但他们没有被吓倒。作为团队负责人,朱敏临危不乱,带领队员从自身设计的不足到外部因素多角度认真分析了原因,最终确认母船的噪声干扰是主要的原因。

对此,朱敏团队基于水声通信系统良好的模块化设计和扎实的技术功底,在短短3天时间内改造完成一套模拟制式的水声通信系统,保障了海试工作的顺利完成。

海试后,朱敏还带领团队对水声通信系统进行改进,克服了母船噪声干扰的影响,并设计实现了自适应多制式通信模式和更友好的用户接口,在后续的3000米级、5000米级和7000米级海试中通信效果良好。

每次海试前,朱敏团队都对设备进行认真的检查,并亲自到千岛湖试验场对设备进行全面的测试;出海期间,团队每隔2~3天就对声学设备进行一次检查维护,防止振动、盐雾等损坏设备。

每次下潜试验时,朱敏所率的声学团队总是早早到甲板准备。潜器下潜后其他团队可以休息,而声学团队还必须值守在水声通信的显控台前。下潜试验结束后,声学团队的人还要把大量的试验数据下载进行分析处理。

在海试中曾多次出现水声通信吊放电缆被意外损坏的情况,声学团队连夜抢修,把对后续下潜计划的影响降到最低。正是朱敏团队成员的努力,保证了声学系统的良好表现。

硕果

2012年,“蛟龙”号完成7000米级海试,最大下潜深度达到7062米,创造了世界上同级别载人潜水器的最大下潜深度纪录。2013年,“蛟龙”号在南海和太平洋完成了3个航段21个潜次的试验性应用下潜,取得了丰硕的成果。

在“蛟龙”号下潜试验中,声学系统工作稳定、效果良好,为海试的成功作出了重要的贡献,尤其是水声通信系统的出色表现,让朱敏带领的声学团队被评选为“蛟龙”号载人潜水器7000米级海试先进集体。

“我们不能沾沾自喜,要把目光瞄向未来。”获得一系列荣誉的朱敏没有沾沾自喜,而是更加冷静沉着,已经开始谋划下一步的发展。他说:“高速数字水声通信系统在‘蛟龙’号上的技术应用范围还相对较窄,而面对我国深海研究和开发事业的蓬勃发展,声学团队将会在高速数字水声通信技术研究的基础上,开展更为前沿的技术研发和海洋工程应用。”

《中国科学报》 (2015-03-30 第7版 学人)
 
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