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        潛龍二號

        發布日期:2019-06-12 13:40:41

        “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重大項目課題之一,中國大洋礦產資源研究開發協會組織實施,中國科學院沈陽自動化研究所為技術總體單位,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的實用化深海探測系統,主要用于多金屬硫化物等深海礦產資源的勘探作業。 

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        2018年4月6日,執行中國大洋49航次科考任務的“潛龍二號”無人潛水器成功完成第50次下潛。


        研發背景

        “潛龍二號”是國家“863”計劃“深海潛水器技術與裝備”重大項目的課題之一,由中國大洋礦產資源研究開發協會組織實施,中科院沈陽自動化所作為技術總體單位,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”的基礎上,針對多金屬硫化物礦區需求研制,在機動性、避碰能力、快速三維地形地貌成圖、浮力材料國產化方面均有較大提高,為我國海底多金屬硫化物調查和勘探提供了高效、精細、綜合的先進手段。

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        研發背景

        “潛龍二號”是國家“863”計劃“深海潛水器技術與裝備”重大項目的課題之一,由中國大洋礦產資源研究開發協會組織實施,中科院沈陽自動化所作為技術總體單位,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”的基礎上,針對多金屬硫化物礦區需求研制,在機動性、避碰能力、快速三維地形地貌成圖、浮力材料國產化方面均有較大提高,為我國海底多金屬硫化物調查和勘探提供了高效、精細、綜合的先進手段。

        設計人員

        劉健“潛龍二號”總設計師、“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”總設計師。

        發展歷程

        為了最大限度地提高科研效率、節約科研經費,大洋40航次的調研隊員正式開始了“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)組、熱液異常探測組、地球物理組、地質組、綜合作業組、甲板保障組等調研組長充分考慮了可能出現的一切意外情況,均制定了穩妥的值班表,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。相關負責人表示,把潛器設計成魚的樣子主要是為了適應洋中脊復雜地形的要求,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。 

        為應對水下復雜的地形地貌,“潛龍二號”在國內首次采用前視聲吶作為避碰控制設備。這是一種成像聲吶,即把數據采集進來后,通過圖像處理方式來識別障礙和周圍環境,結合避碰策略,下達緊急轉向、緊急變深或變高以及跟蹤策略。在解除危機后,會通過在線路徑規劃引導潛器回到正確的軌跡上,使其繼續正常地執行任務。 

        2015年12月16日,執行我國第四十航次科考任務的“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,首次投入實質性遠洋科考。 

        在經過3個潛次的試驗調試后, 2016年1月20日零時30分,我國自主研發的4500米級深海資源自主勘查系統(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?!皾擙埗枴笨傇O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、磁力等海底環境參數數據,以及近底50米微地形地貌有效數據,達到預期目的。 

        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,我國首臺自主研發的面向神秘的大洋熱液區探測的4500米級自主水下機器人的首次試驗性應用任務成功完成,意味著其已開始為我國勘探西南印度洋海底資源,調查極為復雜的海底地形地貌做出貢獻。 

        勘探過程

        經過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”的處女航已經全部準備就緒,以往沒有安裝的磁力儀也已安裝完畢,呈現出它最完整的優雅姿態,陽光下的“潛龍二號”顯得典雅又美麗。

        當地時間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。

        “潛龍二號”的副總設計師趙宏宇說,2016年1月9日的準備階段,就是在為“潛龍二號”設置“衛星導航”的階段。由科研人員下放四個應答器,由超短基線對四個應答器進行位置標定,謂之“測陣”。每個應答器之間距離大約為3公里,被輻射到的區域皆將成為“潛龍二號”的導航區域,AUV可以向應答器發射信號,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“溝通結果”發送給船上的科研人員,以此達到實時監控的作用?!皾擙埗枴钡奶綔y任務包括了海底地形地貌探測、熱液異常探測、磁力探測等內容。

        “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?,“潛龍二號”拋出一條橘紅色牽引繩,再由科研人員發射一條打撈繩,兩根繩系好“水手結”,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,11時50分,“潛龍二號”順利布放入水進行探測作業。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多米的區域內,獲得了大量的精細地形地貌數據和多種傳感器探測數據,表明“潛龍二號”具有高智能自主避障能力和穩定航行控制能力。本航次應用是“潛龍二號”連續第三年應用,說明其在技術上完全具備了在洋中脊復雜地形中航行探測的能力,我國自主研發的水下自主機器人在技術上達到了國際先進水平。 

        2018年4月6日,在西南印度洋執行中國大洋49航次科考任務的“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結束后正式進行技術升級。 (圖文資料來源于百度百科)


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