6月8日,由中国科学院沈阳自动化研究所主持研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器(以下简称“海斗一号”),搭乘“探索一号”科考船载誉归来。“海斗一号”此次在马里亚纳海沟成功完成其首次万米海试与试验性应用任务,取得多项重大突破,填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。
创造多项第一
“海斗一号”在马里亚纳海沟实现4次万米下潜,最大下潜深度10907米,刷新了我国潜水器最大下潜深度纪录。在高精度深度探测、机械手作业、近海底工作时间、声学探测与定位、声学通信作用距离及高清视频传输等方面,创造了我国潜水器领域多项第一。
“海斗一号”在国内首次利用全海深高精度声学定位技术和机载多传感器信息融合方法,完成了对挑战者深渊全球最深区域的巡航探测与高精度深度测量,获取了完整的全海深剖面与深渊海底的温盐深、深度剖面洋流变化等数据,为研究深渊水团特性的空间变化规律、深渊底层洋流结构等,提供了宝贵的数据资料。
“海斗一号”利用其搭载的具有完全自主知识产权的全海深机械手,完成了多次万米深渊坐底作业,在国际上首次利用七功能电动机械手完成了深渊海底样品抓取、沉积物取样、标志物布放、水样采集等科考作业,获得了深渊专属性物理、化学、地质及生物相关的数据。同时利用搭载的高清摄像系统,还获取了不同作业点的深渊海底地质环境、深渊底栖生物运动、海沟典型地质环境变化等影像资料,为我国深入研究和探索深渊地质环境特点和生物演化机制提供了宝贵的研究素材。
“海斗一号”是由科技部“十三五”国家重点研发计划“深海关键技术与装备”重点专项支持,沈阳自动化所联合国内十余家优势单位共同研制的我国首台作业型全海深自主遥控潜水器。
历经两年半的关键技术攻关与测试验证,2019年3月,“海斗一号”完成实验室总装联调和水池试验,5月完成千岛湖试验,8月完成南海4500米阶段性海试。
“海斗一号”的研制成功,是我国海洋技术装备领域的一个里程碑,为我国深渊科学研究提供一种全新的技术手段,也标志着我国无人潜水器技术跨入了一个可覆盖全海深探测与作业的新时代!
“海斗一号”科考任务历程
2020年4月23日:
“海斗一号”搭乘“探索一号”科考船赴马里亚纳海沟执行TS-17深渊科考航次任务。
5月9日:
在超4级海况下,“海斗一号”迎来了万米“首秀”,在深度为10884米海底完美软着陆,完成了高清视频探测深渊海底及底栖生物,实现了机械手触发采集万米海底水样、机械手抓取插管进行海底沉积物取样等全部作业内容,遥控抛载上浮,安全回收。
5月14日:
海况依然恶劣的情况下,“海斗一号”再次向万米深渊发起挑战。在深度10907米近海底进行航行,完成了声学测线后,坐底开展了机械手触发采水、机械手布放标志物、机械手沉积物取样、高清视频拍摄等全部操作。完成规划的全部探测与作业内容后,主动抛载上浮,夜间安全回收。之后,“海斗一号”又完成了1次10802米探测下潜。
5月26日:
“海斗一号”第四次奔向万米海底,在挑战者深渊10863米的北坡区域着底,高清摄像观测到周边类似岩石状的海底凸起。利用机械手,完成了采水样、布放标志物、沉积物取样和岩石状物体的抓取,完成作业任务后安全上浮回收。
什么是潜水器?
潜水器是指具有水下观察和作业能力的活动深潜水装置。主要用来执行水下考察、海底勘探、海底开发和打捞、救生等任务,并可以作为潜水员活动的水下作业基地。又称深潜器、可潜器。
潜水器的动力装置一般用蓄电池为能源,系缆潜水器则通过电缆由母船提供电能。潜水器一般装有多个推进器,可朝不同方向运动。利用主压载舱、重量调整装置或纵倾调整装置来控制潜水器的稳定。还有氧气供给与二氧化碳吸收的环境控制装置。
潜水器还根据需要装有罗经、深度计、障碍物探测声呐、高度深度声呐、方位探测听音机和各种水声通讯设备,以及供水下作业用的机械手、水下电视和照明设备。
潜水器有坚固的耐压壳,耐压壳外装有可减少航行阻力的外壳。艇上的蓄电池、高压气瓶等设备装在非耐压结构的外壳中,以提供一部分浮力。
潜水器发展史
1554年,意大利人塔尔奇利亚发明制造了木质球形潜水器,对后来潜器的研制产生了巨大影响。第一个有实用价值的潜水器是英国哈雷于1717年设计的。过去人们利用潜水器大多是探寻沉船宝物,这些潜水器都是没有动力的,它们须由管子和绳索与水面上的母船保持联系。
20世纪50年代以后,出现了各种以科学考察为目的的自航深潜器。
1948年瑞士的皮卡德制造出“弗恩斯三号”深潜器并下潜到1370米。虽然载人舱严重进水,但开创了人类深潜的新纪元。
1951年,皮卡德和他儿子造出了著名的“的里雅斯特”号深潜器。深潜器长15.1米,宽3.5米,可载三人。1953年9月在地中海成功下潜到3150米。
1953年,第一艘无人遥控潜水器问世,1955年“的里雅斯特”号卖给美国,同时皮卡德和他儿子为美国建造新型的深潜器。新的“的里雅斯特”号于
1958年建成,首次试潜就达到5600米,第二年达到7315米。
1960年,美国利用新研制的深潜器首次潜入世界大洋最深处——马里亚纳海沟,下潜深度10916米。
1980年法国“逆戟鲸”号无人深潜器下潜6000米。日本“海沟”号无人潜水探测器(最大潜水深度1.1万米)。
1997年3月24日在太平洋关岛附近海区,从4439吨级的“横须”号母船上放入水中,成功地 潜到10911米深的马里亚纳海沟底部,这是无人探测器的潜水世界最高记录。潜水器可以完成多种科学研究及救生、修理、寻找、探查、摄影等工作。如“阿尔文”号曾找到过落入地中海的氢弹和“泰坦尼克”号沉船。
中国是继美、法、俄、日之后世界上第五个掌握大深度载人深潜技术的国家。在全球载人潜水器中,“蛟龙号”属于第一梯队。 蛟龙号潜水艇是一艘由中国自行设计、自主集成研制的载人潜水器,也是863计划中的一个重大研究专项,设计深度为7000米。2010年5月至7月,蛟龙号在南中国海中进行了多次下潜任务,最大下潜深度达到了3759米。2011年7月26日,蛟龙号载人潜水器到达深度5057米。2012年6月27日,到达7062.68米。