細(xì)數(shù)“深海勇士”號(hào)的“黑科技

戴上VR眼鏡，在2018年全國(guó)科技活動(dòng)周暨北京科技周活動(dòng)主場(chǎng)，體驗(yàn)者可以跟隨我國(guó)4500米級(jí)載人潛水器“深海勇士”號(hào)，一同下潛至4500米深海，體驗(yàn)深海科考作業(yè)場(chǎng)景，探索熱液和冷泉的地理奧秘。

在我國(guó)南海，真正的“深海勇士”號(hào)正在執(zhí)行我國(guó)“南海深部計(jì)劃”西沙深潛航次任務(wù)。 

我國(guó)自主研制的“深海勇士”號(hào)，它有哪些看家本領(lǐng)呢？ 　　

海面示位裝置變身移動(dòng)“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(gè)小時(shí)的“深海勇士”號(hào)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(hào)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(shí)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(huì)將潛水器實(shí)時(shí)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?guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所高級(jí)工程師、“深海勇士”號(hào)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(shí)，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(gè)小時(shí)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(jì)，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(wú)故障。此外這與整個(gè)團(tuán)隊(duì)對(duì)潛水器技術(shù)掌握更加深入、國(guó)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(dòng)速度與環(huán)境情況？多普勒測(cè)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(hào)載人潛水器總設(shè)計(jì)師胡震說，很多應(yīng)用場(chǎng)景要求潛水器在不同潛次，可以到某一個(gè)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(hào)裝備了可以實(shí)現(xiàn)超短基線和長(zhǎng)基線兩種定位模式的綜合水聲系統(tǒng)，其中長(zhǎng)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?qǐng)?bào)記者，基于國(guó)產(chǎn)化的多普勒測(cè)速儀、慣導(dǎo)傳感器、綜合水聲系統(tǒng)，“深海勇士”號(hào)的高精度組合導(dǎo)航系統(tǒng)，將定位能力提高到亞米級(jí)，可實(shí)現(xiàn)多次“踩”在某個(gè)固定點(diǎn)。 　　

深海電池壽命實(shí)現(xiàn)數(shù)量級(jí)式增長(zhǎng)

依據(jù)經(jīng)費(fèi)額度計(jì)算，4500米載人潛水器國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到95%。國(guó)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(jià)比。 胡震告訴記者，“深海勇士”號(hào)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(zhǎng)達(dá)5年。 

無(wú)動(dòng)力下潛、無(wú)動(dòng)力上浮，在國(guó)際深潛界以前的概念里，這兩個(gè)過程不用電，但耗時(shí)較長(zhǎng)。 深海鋰電池的使用顛覆了這個(gè)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(shí)間。 “深海勇士”號(hào)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(hào)，我國(guó)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。