“潛龍二號”全名:“潛龍二號”自主水下機器人。是“十二五”國家863計劃深海潛水器裝備與技術(shù)重大項目課題之一,中國大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會組織實施,中國科學(xué)院沈陽自動化研究所為技術(shù)總體單位,與國家海洋局第二海洋研究所等單位共同研制。這是一套集成熱液異常探測、微地形地貌探測、海底照相和磁力探測等技術(shù)的實用化深海探測系統(tǒng),主要用于多金屬硫化物等深海礦產(chǎn)資源的勘探作業(yè)。
2018年4月6日,執(zhí)行中國大洋49航次科考任務(wù)的“潛龍二號”無人潛水器成功完成第50次下潛。
研發(fā)背景
“潛龍二號”是國家“863”計劃“深海潛水器技術(shù)與裝備”重大項目的課題之一,由中國大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會組織實施,中科院沈陽自動化所作為技術(shù)總體單位,與國家海洋局第二海洋研究所等單位共同研制?!皾擙埗枴痹?000米級auv“潛龍一號”的基礎(chǔ)上,針對多金屬硫化物礦區(qū)需求研制,在機動性、避碰能力、快速三維地形地貌成圖、浮力材料國產(chǎn)化方面均有較大提高,為我國海底多金屬硫化物調(diào)查和勘探提供了高效、精細、綜合的先進手段。
研發(fā)背景
“潛龍二號”是國家“863”計劃“深海潛水器技術(shù)與裝備”重大項目的課題之一,由中國大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會組織實施,中科院沈陽自動化所作為技術(shù)總體單位,與國家海洋局第二海洋研究所等單位共同研制?!皾擙埗枴痹?000米級auv“潛龍一號”的基礎(chǔ)上,針對多金屬硫化物礦區(qū)需求研制,在機動性、避碰能力、快速三維地形地貌成圖、浮力材料國產(chǎn)化方面均有較大提高,為我國海底多金屬硫化物調(diào)查和勘探提供了高效、精細、綜合的先進手段。
設(shè)計人員
劉健“潛龍二號”總設(shè)計師、“潛龍一號”課題負責人,中科院沈陽自動化研究所水下機器人研究室總工,曾擔任我國早期“CR-02 6000米自治水下機器人”總設(shè)計師。
發(fā)展歷程
為了最大限度地提高科研效率、節(jié)約科研經(jīng)費,大洋40航次的調(diào)研隊員正式開始了“晝夜不分、黑白顛倒”的生活,AUV(4500米級深海資源自主勘查系統(tǒng))組、熱液異常探測組、地球物理組、地質(zhì)組、綜合作業(yè)組、甲板保障組等調(diào)研組長充分考慮了可能出現(xiàn)的一切意外情況,均制定了穩(wěn)妥的值班表,確保每一個時間段、每一間實驗室都有至少一人在值班、巡查。
“潛龍二號”雖然名字里帶“龍”,但造型卻酷似電影《海底總動員》里的小丑魚NEMO。相關(guān)負責人表示,把潛器設(shè)計成魚的樣子主要是為了適應(yīng)洋中脊復(fù)雜地形的要求,讓潛器自如翻山越嶺,便于水面回收,減少垂直面的阻力,增強水面航行能力。
為應(yīng)對水下復(fù)雜的地形地貌,“潛龍二號”在國內(nèi)首次采用前視聲吶作為避碰控制設(shè)備。這是一種成像聲吶,即把數(shù)據(jù)采集進來后,通過圖像處理方式來識別障礙和周圍環(huán)境,結(jié)合避碰策略,下達緊急轉(zhuǎn)向、緊急變深或變高以及跟蹤策略。在解除危機后,會通過在線路徑規(guī)劃引導(dǎo)潛器回到正確的軌跡上,使其繼續(xù)正常地執(zhí)行任務(wù)。
2015年12月16日,執(zhí)行我國第四十航次科考任務(wù)的“向陽紅10號”起航,兩臺4500米級深海水下機器人“潛龍一號”和“潛龍二號”隨船出發(fā),首次投入實質(zhì)性遠洋科考。
在經(jīng)過3個潛次的試驗調(diào)試后, 2016年1月20日零時30分,我國自主研發(fā)的4500米級深海資源自主勘查系統(tǒng)(AUV)——“潛龍二號”在西南印度洋完成了第5次大洋下潛勘探,全部探測功能測試取得成功。“潛龍二號”總設(shè)計師劉健介紹說,在第5次下潛中,“潛龍二號”進行了全部探測功能測試,拍攝了300余張海底高清照片,獲得甲烷、濁度、溫度、磁力等海底環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù),以及近底50米微地形地貌有效數(shù)據(jù),達到預(yù)期目的。
2016年2月15日,西南印度洋,科考船“向陽紅10號”攜帶的起重機掛鉤成功鉤住了鮮黃、魚形的深海潛水器“潛龍二號”,并將之緩緩送上后甲板。藉此,我國首臺自主研發(fā)的面向神秘的大洋熱液區(qū)探測的4500米級自主水下機器人的首次試驗性應(yīng)用任務(wù)成功完成,意味著其已開始為我國勘探西南印度洋海底資源,調(diào)查極為復(fù)雜的海底地形地貌做出貢獻。
勘探過程
經(jīng)過9日一天的布陣、測陣及2016年1月10日天一大早的準備工作,“潛龍二號”的處女航已經(jīng)全部準備就緒,以往沒有安裝的磁力儀也已安裝完畢,呈現(xiàn)出它最完整的優(yōu)雅姿態(tài),陽光下的“潛龍二號”顯得典雅又美麗。
當?shù)貢r間2016年1月12日早上8點,在止蕩繩的牽引下,“潛龍二號”緩緩由“向陽紅10”船的后甲板沒入水中,入水后的“潛龍二號”開始有了自主“行動力”,只見一條黃色的“胖魚”迅速向下“游”去,很快,“胖魚”變成了一個黃色的小點,消失在視野范圍之內(nèi)。
“潛龍二號”的副總設(shè)計師趙宏宇說,2016年1月9日的準備階段,就是在為“潛龍二號”設(shè)置“衛(wèi)星導(dǎo)航”的階段。由科研人員下放四個應(yīng)答器,由超短基線對四個應(yīng)答器進行位置標定,謂之“測陣”。每個應(yīng)答器之間距離大約為3公里,被輻射到的區(qū)域皆將成為“潛龍二號”的導(dǎo)航區(qū)域,AUV可以向應(yīng)答器發(fā)射信號,通過接收到的訊息來判定自己所在的具體位置,從而進行梳形搜索。此外,隨“潛龍二號”下水的還有一臺聲波通訊機,聲通訊機與AUV之間達成“溝通”,再由聲通訊機將“溝通結(jié)果”發(fā)送給船上的科研人員,以此達到實時監(jiān)控的作用?!皾擙埗枴钡奶綔y任務(wù)包括了海底地形地貌探測、熱液異常探測、磁力探測等內(nèi)容。
“潛龍二號”在水中探測了9個小時左右時間,2016年1月12日下午6時左右,它自動拋載上浮于“向10”船的南面,距離船體還有一定距離。在“向10”及4500米級AUV緩緩靠近的過程中,首先映入眼簾的是幾只信天翁,它們新奇地“盯著”這臺巨大的黃“魚”,不停地用嘴啄?!班亍钡囊宦暰揄懀皾擙埗枴睊伋鲆粭l橘紅色牽引繩,再由科研人員發(fā)射一條打撈繩,兩根繩系好“水手結(jié)”,慢慢讓AUV浮至船尾,至此,回收工作的第一步告一段落。緊接著,科研人員用鉤子分別給“潛龍二號”的牽引環(huán)套上止蕩繩,緩緩用A架將“潛龍二號”吊起,重新固定在后甲板上。
2018年2月9日,“向陽紅10”船抵達西南印度洋工作區(qū),11時50分,“潛龍二號”順利布放入水進行探測作業(yè)。這是“潛龍二號”大洋49航次的首次下潛,也是“潛龍二號”的第四十次下潛。此次下潛,“潛龍二號”在近海底工作30小時,航程約70千米,最大潛深2920米,在地形起伏1800多米的區(qū)域內(nèi),獲得了大量的精細地形地貌數(shù)據(jù)和多種傳感器探測數(shù)據(jù),表明“潛龍二號”具有高智能自主避障能力和穩(wěn)定航行控制能力。本航次應(yīng)用是“潛龍二號”連續(xù)第三年應(yīng)用,說明其在技術(shù)上完全具備了在洋中脊復(fù)雜地形中航行探測的能力,我國自主研發(fā)的水下自主機器人在技術(shù)上達到了國際先進水平。
2018年4月6日,在西南印度洋執(zhí)行中國大洋49航次科考任務(wù)的“潛龍二號”無人潛水器成功完成第50次下潛,并將在本航次科考任務(wù)結(jié)束后正式進行技術(shù)升級。 (圖文資料來源于百度百科)