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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”?

來源:觀滄海    星期四 2017-06-15 11:27:22


7062米!蛟龍號創造的“中國深度”震撼全球。

152次下潛,蛟龍號足跡遍布中國南海、太平洋、西南印度洋、西北印度洋……

提到載人潛水器,很多人會脫口而出蛟龍號!是的,蛟龍號承載了我國載人深潛發展歷程中的一個重要里程碑,甚至可以說蛟龍號吹響了中華民族進軍深海的號角。

當地時間6月13日17時10分,蛟龍號順利完成大洋38航次最后一潛(總第152次),標志著蛟龍號試驗性應用航次下潛任務完美收官,這也預示著,蛟龍號未來將進入業務化運行的全新階段

今天,小編就要和大家一起回顧中國這條“深海蛟龍”使用的“套路”。

01
從無到有!“蛟龍”誕生之路

蛟龍號
8.2米、寬3.0米、高3.4米,空重不超過22噸,最大荷載是240公斤,最大速度為每小時25海里,巡航每小時1海里,當前最大下潛深度7062.68米,最大工作設計深度為7000米,理論上它的工作范圍可覆蓋全球99.8%海洋區域。
研發之路

目的:推動中國深海運載技術發展,為中國大洋國際海底資源調查和科學研究提供重要高技術裝備,同時為中國深海勘探、海底作業研發共性技術。

2002年,科技部將深海載人潛水器研制列為國家“863計劃”重大專項,啟動蛟龍號的自行設計、自主集成研制工作。

在國家海洋局組織安排下,中國大洋協會作為業主具體負責蛟龍號載人潛水器項目的組織實施,并會同中船重工集團公司七〇二所、中科院沈陽自動化所和聲學所等近百家中國國內科研機構與企業聯合攻關。

經過6年努力,蛟龍號本體研制、水面支持系統研制、試驗母船改造,以及潛航員選拔和培訓等工作完成,蛟龍號具備了開展海上試驗的技術條件。

三大技術突破

1.可穩穩“定住”

如同開車一樣,駕駛員的腳總放在油門上,難免產生疲勞感。蛟龍號駕駛員是幸運的,它具備自動航行功能,駕駛員設定好方向后,可以放心進行觀察和科研。

2.懸停定位

一旦在海底發現目標,蛟龍號不需要像大部分國外深潛器那樣坐底作業,而是由駕駛員行駛到相應位置, “定住”位置,與目標保持固定的距離,方便機械手進行操作。在海底洋流等導致蛟龍號搖擺不定,機械手運動帶動整個潛水器晃動等內外干擾下,能夠做到精確地“懸停”。

3.深海通信靠“聲”

陸地通信主要靠電磁波,速度可以達到光速。但這一利器到了水中卻沒了用武之地,電磁波在海水中只能深入幾米。蛟龍號潛入深海數千米,為保持與母船保持聯系,科學家們研發了具有世界先進水平的高速水聲通信技術,采用聲吶通信。


02
創造紀錄!“蛟龍”海試之路

3000米級海試

2009年8月開始,蛟龍號先后組織開展1000米級和3000米級海試工作。

2010年5月31日~7月18日,蛟龍號在中國南海3000米級海上試驗中取得成功,共完成17次下潛,其中7次穿越2000米深度,4次突破3000米,最大下潛深度達到3759米,超過全球海洋平均深度3682米,并創造水下和海底作業9小時零3分的記錄,驗證了蛟龍號在3000米級水深的各項性能和功能指標。

5000米級海試

5000米級海試是國家“863計劃”海洋技術領域的重點任務,由科技部委托、國家海洋局組織、中國大洋協會具體實施,旨在檢驗和考核蛟龍號3000米級海試后技術改進的效果,以及其在5000米級深度的安全性能和作業能力,為開展更大深度海試和未來實際應用奠定基礎。

2011年7月21日~2011年8月1日來自13家單位的96名科研人員在位于東太平洋的E1、E2、E3三個試驗海區共完成5次下潛作業,共有8人完成15人次下潛,下潛深度分別為4027、5057、5188、5184和5180米。潛水器在海底完成多次坐底試驗,并在中國大洋協會多金屬結核勘探合同區開展海底照相、攝像、海底地形地貌測量、海洋環境參數測量、海底定點取樣等作業試驗與應用,完成了各項實驗任務。

7000米級海試

2012年6月15日,蛟龍號完成7000米級海試第一次下潛試驗,最終成功潛入水下6671米。

2012年6月19日,蛟龍號完成7000米級海試第二次下潛試驗,最終成功深潛至水下6965米,并取回一系列海水和沉積物樣品。

2012年6月22日,蛟龍號完成7000米級海試第三次下潛試驗,最大下潛深度達到6963米,并獲得了一個生物樣品。

2012年6月24日,蛟龍號完成7000米級海試第四次下潛試驗,最大下潛深度7020米。

2012年6月27日,蛟龍號完成7000米級海試第五次下潛試驗,下潛深度達7062.68米,再次刷新同類型潛水器下潛深度紀錄。

2012年6月30日,蛟龍號完成7000米級海試第六次下潛試驗,最大深度7035米。

試潛意義

蛟龍號成功突破7000米深度,意味著它將可以在全球99.8%的海底實現較長時間的海底航行、海底照相和攝像、沉積物和礦物取樣、生物和微生物取樣、標志物布放、海底地形地貌測量等作業。

在此之前,世界上只有美國、日本、法國、俄羅斯4個國家擁有載人深潛器。這些國家的深潛器最大工作深度為6500米,而蛟龍號的最大工作設計深度為7000米,具備深海探礦、海底高精度地形測量、可疑物探測與捕獲、深海生物考察等功能。

通過驗收

蛟龍號研制與海試于2013年4月27日在江蘇無錫通過科技部組織的專家驗收。

驗收專家組認為:蛟龍號不僅具有國際上同類型潛水器的最大下潛深度,而且在其最大設計深度安全可靠,并擁有投入應用所需要的實際作業能力,在聲學通訊、自動控制以及大深度作業等性能方面擁有明顯的領先優勢;蛟龍號研制及海試項目已經全部完成了科技部批復的各項任務,全面達到了合同規定的考核目標和技術指標。驗收專家組一致同意蛟龍號研制及海試項目通過驗收。

蛟龍號研制和海試成功,標志著中國系統地掌握了大深度載人潛水器設計、建造和試驗技術,實現了從跟蹤模仿向自主集成、自主創新的轉變,躋身世界載人深潛先進國家行列。蛟龍號通過驗收后,即正式由“863計劃”海洋技術領域移交其用戶中國大洋礦產資源勘探開發協會,在未來深海礦產資源勘探和深海科學研究中發揮作用。


03
揭秘海底!“蛟龍”試驗性應用下潛之路

足跡遍布六大海區

從2013年開展試驗性應用航次以來,蛟龍號已經搭載數十位科學家在中國南海、東太平洋海盆區、西太平洋海溝區、西太平洋海山區、西南印度洋脊、西北印度洋脊等6大海區深潛:

——2013年,中國大洋31航次,蛟龍號在南海冷泉區和海山區、東太平洋海盆和西太平洋海山區完成22次下潛作業。

——2014年~2015年,中國大洋35航次,蛟龍號在西太平洋海山區、西南印度洋脊完成26次下潛作業。其中,第100次下潛是2015年2月3日在西南印度洋完成。

——2016年,中國大洋37航次,蛟龍號在西太平洋海山區、西太平洋海溝區完成21次下潛作業。

——2017年,中國大洋38航次第一、第二、第三航段,蛟龍號分別在西北印度洋脊和南海進行11次和9次下潛;第三航段下潛10次。

蛟龍號獲取的海參樣品

下潛意義

自從2013年開展試驗性應用航次以來,從海山到海溝,從冷泉到熱液,從海底多金屬結核區到結殼區,蛟龍號的下潛足跡,遍布太平洋等六大海區的典型海底地形,特別是在馬里亞納海溝和雅浦海溝的下潛作業,發揮了蛟龍號全球領先的深度技術優勢,進一步驗證了其技術設計的安全性、可靠性,為我國進行國際深淵科學研究前沿提供著強有力的技術支撐。蛟龍號充分發揮了大深度下定點作業的優勢,獲取了一批以前依靠常規調查手段難以獲取的高質量樣品、數據和資料,在我國深海資源調查和科學研究中發揮了重要作用。

04
形成體系!“蛟龍”擴員之路
蛟龍號將進行系統升級和改造

在完成本航次科學調查任務后,蛟龍號將進行系統升級和改造。按照國際慣例,潛水器在運行10年后要進行一次大修,目的是為了在經驗積累基礎上,提升潛水器作業性能,更好地為科學家服務,同時提高下潛作業的經濟性、操作維護的方便性。

大修包括3個方面:對潛水器進行全面維護、檢測和修理;根據應用任務的拓展,對潛水器搭載的作業能力進行提升和調整;更好地滿足科學家的搭載需求。

同時,蛟龍號新母船計劃于2019年建造完成并交付使用。在升級和改造完成后,蛟龍號將持續高效地應用于深海資源勘查、深海科學研究科學任務。

中國深海勘查裝備技術體系已經形成

以蛟龍號為代表的中國深海勘查裝備技術體系已經形成。僅“龍家族”潛水器而言,目前我國已初步建成以蛟龍號載人潛水器、海龍號無人纜控潛水器和潛龍號無人遙控潛水器為代表的“三龍”潛水器裝備體系。此外,國家海洋局正聯合地方政府推動載人潛水器譜系化工作。

與此同時,更多的中國“龍”將潛入大海:4500米級載人潛水器即將海試;全海深載人潛水器已在研制之中……

中國的載人深潛裝備正在向全海深、譜系化方向發展。“蛟龍”號帶動了深海裝備的發展,推動了深海裝備研發所需的深海功能材料、深海裝備制造工藝以及深海通信與導航控制等系列關鍵技術發展。

通過150多個潛次的下潛作業,深潛隊伍不斷成長,初步建立了一支職業化的潛航員和技術保障人員,探索了載人深潛業務化運行的機制,可以說具備了轉為業務化運行的基本條件。

(綜合新華社、科技日報、中國海洋報等)

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