細(xì)數(shù)“深海勇士”號的“黑科技

戴上VR眼鏡，在2018年全國科技活動周暨北京科技周活動主場，體驗(yàn)者可以跟隨我國4500米級載人潛水器“深海勇士”號，一同下潛至4500米深海，體驗(yàn)深?？瓶甲鳂I(yè)場景，探索熱液和冷泉的地理奧秘。

在我國南海，真正的“深海勇士”號正在執(zhí)行我國“南海深部計劃”西沙深潛航次任務(wù)。 

我國自主研制的“深海勇士”號，它有哪些看家本領(lǐng)呢？ 　　

海面示位裝置變身移動“燈塔”

靜謐的南海之夜，繁星點(diǎn)點(diǎn)。5月19日晚，“回家”不到5個小時的“深海勇士”號載人深潛器，連續(xù)作戰(zhàn)，在近1400米深的海馬冷泉區(qū)，展開夜?jié)撟鳂I(yè)。 這并不是“深海勇士”號第一次夜?jié)摗?“我們研發(fā)了海面示位裝置，該技術(shù)可以讓潛水器浮出水面時把位置信息通過衛(wèi)星發(fā)送到母船上，母船上的水面監(jiān)控系統(tǒng)會將潛水器實(shí)時水面位置信息顯示在監(jiān)控界面上。即使海面光線很暗，水面支持人員也知道潛水器在哪，從而完成高效回收?！敝袊茖W(xué)院沈陽自動化研究所高級工程師、“深海勇士”號控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)人祝普強(qiáng)說，該裝置被安裝在應(yīng)急浮標(biāo)上，當(dāng)潛水器出現(xiàn)緊急狀態(tài)時，母船可以根據(jù)漂浮到水面的應(yīng)急浮標(biāo)位置，采取進(jìn)一步的應(yīng)急措施。 “回家”不到5個小時緣何能連續(xù)作戰(zhàn)？祝普強(qiáng)解釋，這是因?yàn)闈撍鞑捎昧硕鄠鞲衅?、雙網(wǎng)冗余設(shè)計，進(jìn)一步提高了潛水器的安全性、可靠性，讓大頻率使用環(huán)境下的控制系統(tǒng)全程無故障。此外這與整個團(tuán)隊對潛水器技術(shù)掌握更加深入、國產(chǎn)設(shè)備技術(shù)成熟度大大提高直接相關(guān)。 　　

高精度組合導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)重復(fù)定點(diǎn)作業(yè)

在陸地上開車需要衛(wèi)星定位系統(tǒng)導(dǎo)航，在衛(wèi)星定位系統(tǒng)并未覆蓋的深海，如何判斷潛水器的運(yùn)動速度與環(huán)境情況？多普勒測速儀類似于陸地上的定位導(dǎo)航系統(tǒng)，借助它，潛航員可以判斷潛水器開到哪了、通過現(xiàn)有行駛路線是否到達(dá)目的地。 中船重工702所研究員、“深海勇士”號載人潛水器總設(shè)計師胡震說，很多應(yīng)用場景要求潛水器在不同潛次，可以到某一個固定的點(diǎn)作業(yè)。要讓潛水器具備重復(fù)到達(dá)指定地點(diǎn)的能力，需要提高導(dǎo)航定位系統(tǒng)的高精度。 “深海勇士”號裝備了可以實(shí)現(xiàn)超短基線和長基線兩種定位模式的綜合水聲系統(tǒng)，其中長基線可以讓潛水器知道自己在哪兒，超短基線可以讓母船知道潛水器在哪兒。 胡震告訴科技日報記者，基于國產(chǎn)化的多普勒測速儀、慣導(dǎo)傳感器、綜合水聲系統(tǒng)，“深海勇士”號的高精度組合導(dǎo)航系統(tǒng)，將定位能力提高到亞米級，可實(shí)現(xiàn)多次“踩”在某個固定點(diǎn)。 　　

深海電池壽命實(shí)現(xiàn)數(shù)量級式增長

依據(jù)經(jīng)費(fèi)額度計算，4500米載人潛水器國產(chǎn)化率達(dá)到95%。國產(chǎn)化率的提高也大大降低了運(yùn)行成本，提高了科考性價比。 胡震告訴記者，“深海勇士”號下潛成本降低，與改用鋰電池直接相關(guān)。以前其他潛水器使用的銀鋅電池可用次數(shù)為50次，鋰電池將這一數(shù)字提升到500次，使用壽命長達(dá)5年。 

無動力下潛、無動力上浮，在國際深潛界以前的概念里，這兩個過程不用電，但耗時較長。 深海鋰電池的使用顛覆了這個理念，潛水器可借助電力快速上浮和下潛，增加在深海作業(yè)時間。 “深海勇士”號還突破了鈦合金載人艙、超高壓海水泵、低噪聲推進(jìn)器、浮力材料等關(guān)鍵技術(shù)。

胡震表示，通過研制“深海勇士”號，我國大深度載人深潛技術(shù)和裝備制造取得突破性進(jìn)展，全面具備了自主研發(fā)和制造深海載人潛水器的能力。