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深海特“潜”队

2019-11-29

小哥白尼·趣味科学画报 2019年7期
关键词:潜龙母船海龙

想挑战吗

全球去过太空的宇航员:超过540人

登陆过月球的宇航员:12人

深潜至海面7000米以下的潜航员:11人

不完全统计,前往马里亚纳海沟探险者:3人

想去神秘莫测的海底一探究竟吗?深海特潜队等待你的加入!

探路先锋“蛟龙号”

“蛟龙号”是世界上同类型载人潜水器中下潜深度最大的一款,设计下潜深度7000米,可以触及全球99.8%的海底。

水声通信技术

利用声波实现和水面母船的通信。水中声速大约是1500米/秒,“蛟龙号”在大海深处传送的声音、文字和图像,只要不到5秒钟就能被水面上的母船接收到。

钛合金外壳:厚度超过70毫米,抵抗超高压。

照明摄像:16个灯、高清摄像机、500万像素照相机等。

观察窗:1个直径20厘米和2个直径12厘米的有机玻璃观察窗,保证潜航员观测时不留死角。

机械手:两只机械手用于采集海底样品,可以伸缩,有多个关节。一个主攻精细化操作,但力量较小,另一个力气很大,但动作相对“粗狂”。

悬停定位:针对作业目标,提高精准度。

X形稳定翼:4个推进器,保障“蛟龙号”在行进过程中有较高的垂直稳定性和水平稳定性。

充油银锌蓄电池:完全由我国自主研制,能保证“蛟龙号”正常水下工作12小时。

生命保障系统:内含氧气供给系统、水、食品、药品等,保证3人84小时安全。

压载铁:“蛟龙号”搭载的4块压载铁可使潜水器按照每分钟37米的速度下潜,当潜水器到达一定深度时,可抛置其中两块压载铁,使潜水器处于悬停状态,作业完成后,抛置另外两块压载铁,使潜水器浮出水面。

载人耐压舱:载人球舱内部直径有2.1米,球舱里并没有为潜航员设置座椅,3名驾驶员都是席地而坐。主驾驶位置面前的屏幕和按键是主控面板。

由于人在潜水器中,首先要考虑的就是安全问题,因此载人潜水器系统较无人潜水器更为复杂。正是有人在现场,可以开展更为精细的水下取样,并按照实际海底情况进行计划变更。但是无人潜水器更适合从事大面积的探测作业。

海龙三号”甩不掉

与“潜龙三号”的自由自在相比,“海龙三号”是无人缆控潜水器,它的主要特点是具有和母船连接的脐带缆。能潜入水下6000米的“海龙三号”,其整个系统的电源和控制信号均由水面母船提供,另装有11个高清摄像头满足深海观测、拍摄像功能,将采集到的视频图像等信息通过脐带缆实时传至母船。

“海龙号”的独白:我能为“蛟龙号”提供救助支持。如果“蛟龙号”在海底被绳子缠住,或者遭遇突发情况失去动力,我能够将一根缆挂到“蛟龙号”身上,把它“提溜”出海面,保障人员安全。

小丑鱼“潜龙三号”

“潜龙三号”是无人无缆全自治水下机器人,即无人参与的智能型水下航行机器人,可以下潜4500米,工作时长超过40多个小时。潜水器下水航行作业不再需要潜航员操控,通俗地讲它就像水下的无人驾驶汽车,通过声呐来识别障碍和周围环境,下达紧急转向、紧急变深或变高以及跟踪指令,在复杂海底环境下灵活自如地避免碰撞。

“深海一号”—— 三条龙服务

前面提到了好几次“母船”,简单来说,它是支持潜水器正常运行的海上平台。比如“蛟龙号”共有两任母船,接替“向阳红09”号船的是“深海一号”,它能为“蛟龙号”深潜作业提供运载、就位、布放、回收、通信等水下、水面支持,还具备数据、樣品的现场处理和分析能力,极大地提升了有效下潜次数,提高作业效率。此外,“深海一号”还能进行潜水器作业环境调查等。

“深海一号”在设计之初就考虑了“蛟龙”“海龙”“潜龙”三龙协同作业的需要,在左舷设计有“海龙号”专用机库及作业支持系统,右舷设计有“潜龙号”作业支持系统,同时配备有“潜龙号”集装箱机位及机电接口,在船舶稳定性和适航性设计上也为三龙作业做了专门考虑。

“深海一号”的斧形球鼻艏能够极大地减小母船的兴波阻力,改善风浪中失速性能,提高经济航速。同时,能够降低气泡生成概率,从而降低了船底噪声,减少对载人潜水器通信的干扰,极大地提高了载人潜水器水下声学定位和通信性能。

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