来源:新京报 发布时间:2016/2/18 9:39:34
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“潜龙二号”试验性应用首潜成功

 

当地时间2月14日,“潜龙二号”下潜前,作业组工作人员正在拉绳维持潜器平衡。新京报特派记者 金煜 摄
 
当地时间2月15日晚,西南印度洋,科考船“向阳红10号”携带的吊架挂钩成功钩住了鲜黄、鱼形的“潜龙二号”,并将之缓缓送上后甲板。这意味着我国首台自主研发的面向大洋热液区探测的4500米级自主水下机器人的首次试验性应用任务成功完成。
 
对于正在西南印度洋执行第40航次第二航段任务的科考船“向阳红10号”来说,其负载的“潜龙二号”是这次科考任务中最大的亮点。“潜龙二号”此前已分别在我国南海和西南印度洋进行海上试验。
 
第40航次的科考任务主要是在我国位于西南印度洋多金属硫化物勘探合同区进行勘探。目前,“潜龙二号”进入了试验性应用阶段,意味着其开始参与到勘探西南印度洋海底资源的实际工作中。 新京报特派记者 金煜
 
下水
 
“小黄鱼”长大了 跳进印度洋采集信息
 
当地时间2月14日情人节当天,1.5吨重的“潜龙二号”摆在后甲板,进行最后的调试,准备下水进行一天多的勘测。母船进入作业区后遭遇多日恶劣天气,而14日当天海况才有所起色,船长判断,第二天的海况会更好,有利于回收。
 
20多个作业人员从各个方向拉着牵绳,在四面平衡中,A形架缓缓地将“潜龙二号”从船尾放入水中,眨眼间,这条黄色的“鱼”就消失在了水里,只剩扑打出白沫的海浪。
 
“接下来就看它的了,‘孩子’要有出息,晚点回来我们还高兴。”潜水器入水后,来自中科院沈阳自动化研究所的刘健望着海浪说。作为潜水器的总设计师,刘健喜欢把“潜龙二号”叫做“孩子”。
 
“潜器研发五年,孩子带五年也该长大了。”刘健觉得对潜器的研制如同培育孩子成长,而每次潜器下海,他的心中既紧张又充满期待,“就像期待自己的孩子一样,希望它能长大,能独立。”
 
在刘健看来,“潜龙二号”下水作业的这段时间,母船上的科研人员除值班外,反而可以休息一下,因为对于这台进入工作状态的智能水下机器人来说,人其实也做不了什么。因为带宽有限,工作状态中的潜器只向母船发来如高度、深度、位置等简单信息,大量的声学影像等探测信息都被储存起来,等到其回到母船后,科研人员才会有海量的数据分析工作要做。
 
作业中
 
无需母船实时指令 自己决定何时浮出
 
当地时间2月15日下午14点,科考船“向阳红10号”紧邻后甲板的监控室内,几名值班的科研人员一边盯着数据实时滚动的屏幕,一边开起了打赌的玩笑:在深海潜水器“潜龙二号”何时浮出水面这个问题上,有人猜是2点,有人猜是4点,作为潜水器的总设计师,刘健也参与了打赌,他猜了3点。
 
刘健说:“都瞎猜的,我们谁也不知道它什么时候会上来。”正是因为这是一台全自治的水下机器人,“潜龙二号”十分智能,母船并不需要给它实时指令,它自己就可以决定什么时候结束任务,浮出水面。
 
据刘健介绍,设计这台全自治机器人,初衷就是要让人的指令干预越少越好。科研人员事先对机器人编写使命任务。例如,此次的勘探目标是西南印度洋一块30多平方公里的热液区的海底,其被“切割”成数条横线线路,机器人将沿着线路在海底来回横扫,其携带的各种传感器采集各类信息。同时,根据事先输入的指令,有三种情况会使得机器人终止任务,浮上水面。一是电力耗尽,二是任务完成,三是出现重大故障。此外,编程者也设计了一条30个小时的最大工作时限以确保机器人的安全。
 
对于14日的这次下潜任务,这个最大安全时限意味着其必须在15日下午5时之前开始上浮。
 
回收
 
首次坚持走完全航程 成功“上岸”
 
2月15日下午4点45分,监控屏幕上,潜水器发来的高度数据开始变小。在连续30个小时正常工作后,它发来了“97”的代码,这意味着已达到最大工作时限,“潜龙二号”自动终止任务,开始上浮。
 
在此前的西南印度洋验收试验中,出于考察各种性能的目的,“潜龙二号”每次下水只进行不到10个小时左右的任务,而坚持了整整30个小时的全航程探测,这是它在热液区的第一次。
 
然而,只有被安全回收,任务才能算是成功的,回收也是整个过程中关键环节。一个小时后,潜水器在距离母船上千米处浮出水面,母船调向朝之径直开去。
 
作业组20余人早已等在甲板一侧,尝试用抛绳、撑杆等钩上潜水器。这是一个需要技巧的工作,不仅要拦截住潜水器,还得防止它过于靠近母船造成撞击。此时,风力却突然加大,潜水器被海浪推得忽远忽近,很难用普通的甩绳钩钩住。经过多次努力,作业组终于用绳子套住了潜水器吊钩。
 
当这个满载着各种数据的湿漉漉的“机器鱼”被小心翼翼地拖上来时,夜幕已经降临,科学家和工程师们立刻对“潜龙二号”进行全身检查。“鱼肚子”被打开,连上一根长长的网线,开始下载数据,“鱼背”也会被打开,以便更换电池。
 
“目前看,这个潜次是成功的。”航段首席科学家倪建宇说。刘健也表示,潜水器下到了数千米以下地形极为复杂的海底,第一次持续工作到30个小时的最大时限,回收也基本顺利,潜水器在执行探测任务时能够按规划路径航行,而初步数据分析情况看(至截稿前),探测数据都被导出且基本有效,这意味着“潜龙二号”的首次试验性应用任务成功了。
 
■ 释疑
 
“潜龙二号”为何长得这么萌?
 
科考船上满是重型设备、实验器材,任何人进入作业区后甲板须穿工作服,戴安全帽,而这台深海机器人“潜龙二号”强大的“设计感”则为这种沉重的作业环境带来一丝可人的气息。没有人会否认,“潜龙二号”看起来像是一条嫩黄色的热带鱼。此前,还有人把它形容成动画片角色“尼莫”。
 
对此,该潜水器的总设计师刘健也不否认。但对于是否有从鱼身上得到设计启发,刘健解释说,自己设计初衷并非为仿生,而是为了满足热液区探测的需求而设计,最终“大自然、生物界进化的结果,跟我们科技研究逐渐优化的结果,两者最后殊途同归。”
 
据刘健介绍,通常的潜器设计为回转体,横向和纵向的阻力比较平衡,但对于热液区这样具有非常复杂地形的地方,潜器需要不断垂直进行调整,“可以说是翻山越岭,爬山下山”。为此,他们将“潜龙二号”设计成现在的“立扁形”,大大增强了潜器垂直面的灵活性和机动能力。而且,立扁形的设计使之具有很高的抗风浪能力,即使在浪大的海面上,也可以如不倒翁一样保持不被翻身。
 
此外,“潜龙二号”在海面上还具有一定的航行能力,可以通过母船的遥控器进行简单的操控。这个还处于“幼年期”的水下机器人还随身携带可以测量盐度、温度、深度、浊度、甲烷、侧扫声呐、磁力仪、照相机等多个传感器,可以采集各类信息。(原标题:“潜龙二号”试验性应用首潜成功)
 
 
 

 

 
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