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4500米载人潜水器的国产化之路
http://www.cubn.com.cn/ 装备制造  2017年12月11日

■中国联合商报 记者 毕淑娟 北京报道
  11月30日,中国4500米载人潜水器——“深海勇士”号正式验收交付,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。这是继“蛟龙”号之后,中国深海装备领域又一重大突破,实现了我国深海装备研制从集成创新向自主创新的跨越。
   
  实现精准定位大海也能捞针
  
  据《中国联合商报》记者了解,新一代潜水器能自动驾驶“深海勇士”号载人潜水器所拥有的先进的控制系统日前发布了正式版。这意味着,它今后可以为中国正在建造的万米级潜水器打下了基础。如果把载人潜水器想象成智能生物,控制系统就像生物的大脑和神经系统。它究竟有多聪明?“深海勇士”号控制系统研制课题负责人祝普强告诉记者:“它能自动驾驶、紧急制动、防止漏水。潜水器在水下是什么姿态,怎么往前跑、作业、悬停,都有一个很好的控制。目前我们的潜水器已经具备了自动驾驶的能力。”
  中国自主研发的万米级全海深潜水器预计在2020年前往世界海洋最深处的马里亚纳海沟进行下潜。深海一万米温度骤降,潜水器每平方厘米都要承受1.1吨的压强。如何保证三位潜航员的安全?祝普强说:“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;其次,潜水器如果漏水,控制系统可以关掉液压系统,来保护潜水器主体。”
  此外,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。祝普强告诉记者:“如去热液区、冷泉区作业或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,这个相当于大海捞针。”
  万米深海,浩瀚无边。历经三代技术革新,新型潜水器控制系统终于实现了在水下的导航定位。
  据试航员赵兵介绍,“深海勇士”号在进行第22次海事下潜时,任务之一就是要寻找到第19次下潜放置的标志物。赵兵说:“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。”
  万米级载人潜水器总设计师、702所水下工程研究开发部主任叶聪告诉记者:“按照计划,将在2020年完成万米级载人潜水器研制,未来科学家将随着它深潜万米海底进行科考,探索深海大洋的未知世界。”
  据叶聪介绍,在“蛟龙”号和“深海勇士”号研制经验的基础上,万米级载人潜水器的研制正有条不紊地进行着。它建成投入使用后,将会创造新的“中国深度”,进一步提升我国海洋探测能力与研究水平。
  自主研发打造潜水器最强大脑
  
  据《中国联合商报》记者了解,“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。
  祝普强告诉记者,第一代主要符合工程需求的要求,即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。第二代潜水器控制系统将深海地形图加入其中,让潜水器在深海能摸清方向。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。
  “4500米载人潜水器的研制成功,可以说是我国继‘蛟龙’号之后,深海装备领域又一重大突破,使我们国家的深海装备研制,从集成创新向自主创新实现了跨越。”中船重工集团副总经理杜刚说,“我们在深海装备研制领域已经形成了总体设计、系统集成、总装建造和试验试航的能力,这将为我国全海深载人作业潜器和深海空间站的研制打下坚实的技术基础。”
  4500米载人潜水器总设计师、702所研究员胡震表示,4500米载人潜水器能带动一批深海通用技术和产业的发展,大大提高装备国产化率。依据经费额度计算,4500米载人潜水器国产化率达到了95%。国产化率的提高也大大降低了运行成本,提高了科考性价比。“初步估算,每个潜次潜水器本身成本约为‘蛟龙’号的20%。”
  作为业主单位,中科院深海科学与工程研究所所长、海试现场验收专家组组长丁抗希望,“深海勇士”号未来潜次价格和美国“阿尔文”号相比,具备市场竞争力。“与国际同类潜水器相比,4500米载人潜水器在电能、潜浮速度、声学通信和自动控制方面拥有独特的优势。”
  在“深海勇士”号验收会上,15位专家给出了意见:课题研制过程中突破了钛合金载人舱、超高压海水泵、低噪声推进器、液压源、充油锂电池、浮力材料等关键技术。通过课题实施,我国大深度载人深潜技术和装备制造取得突破性进展,全面具备了自主研发和制造深海载人潜水器的能力。
  科技部中国21世纪议程管理中心海洋处处长孙清告诉记者,尽管该课题立项于2014年,但早在“十一五”末,4500米载人潜水器关键技术的研发工作就已启动,目标是在“蛟龙”号研制与海试的基础上,推动我国大深度潜水器关键技术和核心部件国产化、功能化、谱系化,并带动深海技术相关产业的发展。
  丁抗表示,4500米载人潜水器不仅为我国已投入使用的“蛟龙”号的技术更新、正在研制的万米级载人潜水器奠定了中国制造的基础,也标志着我国已拥有海洋大深度技术自主研发能力。
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