深海勇士号将正式验收交付!
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深海勇士号载人潜水器简称深海勇士,是中国第二台深海载人潜水器,它的作业能力达到水下4500米。潜水器取名深海勇士,寓意是希望凭借它的出色发挥,像勇士一样探索深海的奥秘。
2023年10月3日,深海勇士号载人深潜试验队在中国南海完成全部海上试验任务,胜利返航三亚港。
本月30日,中国4500米载人潜水器深海勇士号将正式验收交付,它拥有目前世界先进的控制系统,预计在今后30年里将为海洋科考服务。
新一代潜水器控制系统发布正式版
深海勇士号拥有目前世界先进的控制系统,这套控制系统于日前发布了正式版。这意味着,它今后可以应用在各类潜水器中,也为中国正在建造的万米级潜水器打下基础。如果把载人潜水器想象成智能生物的话,控制系统就像生物的大脑和神经系统。究竟它有多聪明呢?
深海勇士号控制系统研制课题负责人祝普强:
比如潜水器在水下是什么姿态,它怎么往前跑,怎么作业,怎么悬停,都有一个很好的控制。另外,现在汽车也在往无人驾驶或者自动驾驶方面发展,而我们潜水器已经具备自动驾驶的能力。
中国自主研发的万米级全海深潜水器,预计在2023年前往世界海洋最深处的马里亚纳海沟进行下潜。深海一万米,漆黑一片,温度骤降,潜水器每平方厘米都要承受1.1吨的压强。怎么保证三位潜航员的安全,是潜水器控制系统最关键的课题。
首先,先进的避碰系统可以确保潜水器在深海航行过程中,遇到障碍物时能紧急刹车。另外,潜水器如果发生漏水,控制系统可以关掉液压系统,来保护潜水器主体。
深海勇士号载人潜水器试航员赵兵:
要让一个20吨级的载人潜水器在深海的环境下,在克服自身的大惯性以及海流的扰动,实现在海底进行正负20厘米的控制精度,这是一个具有很大挑战性的难题。我们进行反复的设计和改进,最终也验证了我们的控制系统和控制精度,是能够满足设计需要的。
实现精准定位大海也能捞针
除了自动驾驶、紧急制动、防止漏水以外,新一代潜水器控制系统最牛的设计就是自带导航,可以实现大海捞针。
深海勇士号载人潜水器控制系统负责人祝普强:
比如去热液区、去冷泉区作业,或者是做深渊的海底培养,我们把设备放在那儿,都需要第二次或者多次重复到达那个位置,所以这个相当于就是个大海捞针。
万米深海,浩瀚无边。历经3代技术革新,新型潜水器控制系统终于实现了在水下的导航定位。试航员赵兵介绍,深海勇士号在进行第22次海事下潜时,其中的任务之一就是要寻找到第19次下潜放的标志物。
潜水器水下作业要基于这些数据做出判断,首先就要求数据是准确的,但是在大概七年前,国产多普勒测速仪的精度还远不及国外产品。为了提升设备性能,研制人员在试验中一次次推翻之前的设计。除此之外,为潜水器提供高精度的航向和姿态信息的惯性导航,在以前深海潜水上采用的都是国外产品;而在深海勇士号上,北京自动化控制设备研究所首次实现了深海潜水器惯导的国产化,其航向精度为正负0.01度,达到国际先进水平。
深海勇士号载人潜水器试航员赵兵:
我们当时拥有的信息只有在布放的时候记录的坐标信息,要驾驶潜水器在3500米的深度来搜寻到这样一个直径不到50厘米的标志物,无异于大海捞针,我们在以标志物为中心,直径20米的区域内进行来回蛇形式的搜索。最后,依靠导航定位算法和我们的搜寻策略,成功地寻找到了标志物。
自主研发打造潜水器最强大脑
深海勇士号载人潜水器全部由中国人自主研发建造,控制系统作为最复杂的设计系统,国产化之路并不是一帆风顺,用科学家的话来说,就是摸着石头过河。从初代的只能完成简单的操作,到拥有最强大脑,经历了16年。
深海勇士号载人潜水器控制系统负责人祝普强:
第一代主要符合的是工程需求的要求,也就是完成最简单的潜水器的控制,要求潜水器能动,能干活,能下潜就可以了。因为我们第一代也是首创,国内之前是没有的。
为了满足了科学需要,第二代潜水器控制系统将深海地形图加入其中,让潜水器在深海摸清方向,到了最新一代,实现了诸多高级指令和功能,打造出目前国际一流的潜水器大脑和神经。
深海勇士号载人潜水器主任设计师赵洋:
实际调试的时候,很多数据甚至都采不到。所以,当时我们在现场也费了很大的精力去改进接口模块,解决上面出现的一些数据线路问题,最终把我们所有的国产化设备都连接到了一起,实现了目前载人潜水器控制系统的稳定、安全、可靠的运行。
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