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操作要稳,动作要准!“中国深度”震撼全球,蛟龙号到底用的啥“套路”?

来源:观沧海    星期四 2017-06-15 11:27:22


7062米!蛟龙号创造的“中国深度”震撼全球。

152次下潜,蛟龙号足迹遍布中国南海、太平洋、西南印度洋、西北印度洋……

提到载人潜水器,很多人会脱口而出蛟龙号!是的,蛟龙号承载了我国载人深潜发展历程中的一个重要里程碑,甚至可以说蛟龙号吹响了中华民族进军深海的号角。

当地时间6月13日17时10分,蛟龙号顺利完成大洋38航次最后一潜(总第152次),标志着蛟龙号试验性应用航次下潜任务完美收官,这也预示着,蛟龙号未来将进入业务化运行的全新阶段

今天,小编就要和大家一起回顾中国这条“深海蛟龙”使用的“套路”。

01
从无到有!“蛟龙”诞生之路

蛟龙号
8.2米、宽3.0米、高3.4米,空重不超过22吨,最大荷载是240公斤,最大速度为每小时25海里,巡航每小时1海里,当前最大下潜深度7062.68米,最大工作设计深度为7000米,理论上它的工作范围可覆盖全球99.8%海洋区域。
研发之路

目的:推动中国深海运载技术发展,为中国大洋国际海底资源调查和科学研究提供重要高技术装备,同时为中国深海勘探、海底作业研发共性技术。

2002年,科技部将深海载人潜水器研制列为国家“863计划”重大专项,启动蛟龙号的自行设计、自主集成研制工作。

在国家海洋局组织安排下,中国大洋协会作为业主具体负责蛟龙号载人潜水器项目的组织实施,并会同中船重工集团公司七〇二所、中科院沈阳自动化所和声学所等近百家中国国内科研机构与企业联合攻关。

经过6年努力,蛟龙号本体研制、水面支持系统研制、试验母船改造,以及潜航员选拔和培训等工作完成,蛟龙号具备了开展海上试验的技术条件。

三大技术突破

1.可稳稳“定住”

如同开车一样,驾驶员的脚总放在油门上,难免产生疲劳感。蛟龙号驾驶员是幸运的,它具备自动航行功能,驾驶员设定好方向后,可以放心进行观察和科研。

2.悬停定位

一旦在海底发现目标,蛟龙号不需要像大部分国外深潜器那样坐底作业,而是由驾驶员行驶到相应位置, “定住”位置,与目标保持固定的距离,方便机械手进行操作。在海底洋流等导致蛟龙号摇摆不定,机械手运动带动整个潜水器晃动等内外干扰下,能够做到精确地“悬停”。

3.深海通信靠“声”

陆地通信主要靠电磁波,速度可以达到光速。但这一利器到了水中却没了用武之地,电磁波在海水中只能深入几米。蛟龙号潜入深海数千米,为保持与母船保持联系,科学家们研发了具有世界先进水平的高速水声通信技术,采用声呐通信。


02
创造纪录!“蛟龙”海试之路

3000米级海试

2009年8月开始,蛟龙号先后组织开展1000米级和3000米级海试工作。

2010年5月31日~7月18日,蛟龙号在中国南海3000米级海上试验中取得成功,共完成17次下潜,其中7次穿越2000米深度,4次突破3000米,最大下潜深度达到3759米,超过全球海洋平均深度3682米,并创造水下和海底作业9小时零3分的记录,验证了蛟龙号在3000米级水深的各项性能和功能指标。

5000米级海试

5000米级海试是国家“863计划”海洋技术领域的重点任务,由科技部委托、国家海洋局组织、中国大洋协会具体实施,旨在检验和考核蛟龙号3000米级海试后技术改进的效果,以及其在5000米级深度的安全性能和作业能力,为开展更大深度海试和未来实际应用奠定基础。

2011年7月21日~2011年8月1日来自13家单位的96名科研人员在位于东太平洋的E1、E2、E3三个试验海区共完成5次下潜作业,共有8人完成15人次下潜,下潜深度分别为4027、5057、5188、5184和5180米。潜水器在海底完成多次坐底试验,并在中国大洋协会多金属结核勘探合同区开展海底照相、摄像、海底地形地貌测量、海洋环境参数测量、海底定点取样等作业试验与应用,完成了各项实验任务。

7000米级海试

2012年6月15日,蛟龙号完成7000米级海试第一次下潜试验,最终成功潜入水下6671米。

2012年6月19日,蛟龙号完成7000米级海试第二次下潜试验,最终成功深潜至水下6965米,并取回一系列海水和沉积物样品。

2012年6月22日,蛟龙号完成7000米级海试第三次下潜试验,最大下潜深度达到6963米,并获得了一个生物样品。

2012年6月24日,蛟龙号完成7000米级海试第四次下潜试验,最大下潜深度7020米。

2012年6月27日,蛟龙号完成7000米级海试第五次下潜试验,下潜深度达7062.68米,再次刷新同类型潜水器下潜深度纪录。

2012年6月30日,蛟龙号完成7000米级海试第六次下潜试验,最大深度7035米。

试潜意义

蛟龙号成功突破7000米深度,意味着它将可以在全球99.8%的海底实现较长时间的海底航行、海底照相和摄像、沉积物和矿物取样、生物和微生物取样、标志物布放、海底地形地貌测量等作业。

在此之前,世界上只有美国、日本、法国、俄罗斯4个国家拥有载人深潜器。这些国家的深潜器最大工作深度为6500米,而蛟龙号的最大工作设计深度为7000米,具备深海探矿、海底高精度地形测量、可疑物探测与捕获、深海生物考察等功能。

通过验收

蛟龙号研制与海试于2013年4月27日在江苏无锡通过科技部组织的专家验收。

验收专家组认为:蛟龙号不仅具有国际上同类型潜水器的最大下潜深度,而且在其最大设计深度安全可靠,并拥有投入应用所需要的实际作业能力,在声学通讯、自动控制以及大深度作业等性能方面拥有明显的领先优势;蛟龙号研制及海试项目已经全部完成了科技部批复的各项任务,全面达到了合同规定的考核目标和技术指标。验收专家组一致同意蛟龙号研制及海试项目通过验收。

蛟龙号研制和海试成功,标志着中国系统地掌握了大深度载人潜水器设计、建造和试验技术,实现了从跟踪模仿向自主集成、自主创新的转变,跻身世界载人深潜先进国家行列。蛟龙号通过验收后,即正式由“863计划”海洋技术领域移交其用户中国大洋矿产资源勘探开发协会,在未来深海矿产资源勘探和深海科学研究中发挥作用。


03
揭秘海底!“蛟龙”试验性应用下潜之路

足迹遍布六大海区

从2013年开展试验性应用航次以来,蛟龙号已经搭载数十位科学家在中国南海、东太平洋海盆区、西太平洋海沟区、西太平洋海山区、西南印度洋脊、西北印度洋脊等6大海区深潜:

——2013年,中国大洋31航次,蛟龙号在南海冷泉区和海山区、东太平洋海盆和西太平洋海山区完成22次下潜作业。

——2014年~2015年,中国大洋35航次,蛟龙号在西太平洋海山区、西南印度洋脊完成26次下潜作业。其中,第100次下潜是2015年2月3日在西南印度洋完成。

——2016年,中国大洋37航次,蛟龙号在西太平洋海山区、西太平洋海沟区完成21次下潜作业。

——2017年,中国大洋38航次第一、第二、第三航段,蛟龙号分别在西北印度洋脊和南海进行11次和9次下潜;第三航段下潜10次。

蛟龙号获取的海参样品

下潜意义

自从2013年开展试验性应用航次以来,从海山到海沟,从冷泉到热液,从海底多金属结核区到结壳区,蛟龙号的下潜足迹,遍布太平洋等六大海区的典型海底地形,特别是在马里亚纳海沟和雅浦海沟的下潜作业,发挥了蛟龙号全球领先的深度技术优势,进一步验证了其技术设计的安全性、可靠性,为我国进行国际深渊科学研究前沿提供着强有力的技术支撑。蛟龙号充分发挥了大深度下定点作业的优势,获取了一批以前依靠常规调查手段难以获取的高质量样品、数据和资料,在我国深海资源调查和科学研究中发挥了重要作用。

04
形成体系!“蛟龙”扩员之路
蛟龙号将进行系统升级和改造

在完成本航次科学调查任务后,蛟龙号将进行系统升级和改造。按照国际惯例,潜水器在运行10年后要进行一次大修,目的是为了在经验积累基础上,提升潜水器作业性能,更好地为科学家服务,同时提高下潜作业的经济性、操作维护的方便性。

大修包括3个方面:对潜水器进行全面维护、检测和修理;根据应用任务的拓展,对潜水器搭载的作业能力进行提升和调整;更好地满足科学家的搭载需求。

同时,蛟龙号新母船计划于2019年建造完成并交付使用。在升级和改造完成后,蛟龙号将持续高效地应用于深海资源勘查、深海科学研究科学任务。

中国深海勘查装备技术体系已经形成

以蛟龙号为代表的中国深海勘查装备技术体系已经形成。仅“龙家族”潜水器而言,目前我国已初步建成以蛟龙号载人潜水器、海龙号无人缆控潜水器和潜龙号无人遥控潜水器为代表的“三龙”潜水器装备体系。此外,国家海洋局正联合地方政府推动载人潜水器谱系化工作。

与此同时,更多的中国“龙”将潜入大海:4500米级载人潜水器即将海试;全海深载人潜水器已在研制之中……

中国的载人深潜装备正在向全海深、谱系化方向发展。“蛟龙”号带动了深海装备的发展,推动了深海装备研发所需的深海功能材料、深海装备制造工艺以及深海通信与导航控制等系列关键技术发展。

通过150多个潜次的下潜作业,深潜队伍不断成长,初步建立了一支职业化的潜航员和技术保障人员,探索了载人深潜业务化运行的机制,可以说具备了转为业务化运行的基本条件。

(综合新华社、科技日报、中国海洋报等)

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