“潛龍”在淵

高峰

雖然它的名字里有個“龍”字，但是怎么看都像是電影《海底總動員》里的小丑魚尼莫，不過它的本領(lǐng)可比小丑魚大多了，因?yàn)樗且粭l科技含量頗高的“人造魚”，全副武裝，渾身寶貝，它就是“潛龍二號”，我國首臺自主研發(fā)的4500米級自主水下機(jī)器人，2016年3月，它在西南印度洋圓滿完成了中國大洋第40航次試驗(yàn)性應(yīng)用任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了中國深海科考的多個“首次”。

一條放大版的“熱帶魚”

全身金黃，有鰭有尾巴，全長4.5米左右，活像一條放大版的“熱帶魚”，這就是“潛龍二號”的真面目。一般來說，為了減少阻力，自主式潛水器大多設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)體式，像魚雷艇一樣。不過，這種造型主要適用于平坦的海底，如果遇到像印度洋海底這種凹凸不平的地形，就需要把潛器的外表做得扁扁的，以減少它垂直面的阻力，讓潛器更容易回收。

“潛龍二號”這種造型還能讓它具有很高的抗風(fēng)浪能力，即使在風(fēng)大浪高的海面上，它也可以像不倒翁一樣“站立”，不會“翻肚皮”；而且，通過科學(xué)家用遙控器遙控，它還能在海面上簡單地“游兩圈”，向母船靠近。

全身上下都是寶

作為一條科技含量頗高的“人造魚”，“潛龍二號”可謂全副武裝，渾身寶貝。

首先，前后各配一對“魚鰭”，這是它的推進(jìn)器。這兩對水平舵板就像魚的鰭一樣，確保潛器平衡。垂直的舵則像魚的背鰭，這是為了讓它在水中更自由地航行。

其次，“魚嘴”處安裝了一個前視聲吶，這讓潛器能看到前方的物體。那么，左右的物體怎么看呢？可以用裝在“魚眼”部位的水平槽道推進(jìn)器，先讓潛器左右移動，再用“魚嘴”處的前視聲吶看。它的這種“看”主要是獲得海底地形地貌的連續(xù)數(shù)據(jù)，再把數(shù)據(jù)還原成圖像。當(dāng)然，要真正讀懂這些數(shù)據(jù)，需要回到母船后，由技術(shù)人員對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行深入處理，以得到精細(xì)的圖像。

再次，1米長的“尾巴”上安裝了海底探測磁力儀。用它就能知道掃過的地區(qū)有沒有不活動的熱液硫化物礦，有多少，三維結(jié)構(gòu)如何等。

“潛龍二號”還配有一臺照相機(jī)，由于海底伸手不見五指，相機(jī)還配備了閃光燈，可以每隔7秒鐘拍攝一張照片。每張照片都會與前后照片有20%的重合，以保證拍攝的“無縫銜接”，最終經(jīng)過處理，可以形成一張完整清晰的海底圖片。

“潛龍二號”身上的各種環(huán)境傳感器是它的“耳朵”，一系列智能算法是它的“大腦”。此外，它還隨身帶了一些小物件，比如與母船聯(lián)絡(luò)的聲通訊機(jī)、確定海底位置的長基線信標(biāo)和頻閃燈、天線等。

“人造魚”，出發(fā)啦

作為我國首臺自主研發(fā)的4500米級自主水下機(jī)器人，“潛龍二號”的智能化水平非常高，這讓它的海底之旅變得非常順利。

第一步是入水。操作人員通過吊車把“潛龍二號”放到水中，解除它和吊車之間的聯(lián)系后，它就開始自己往指定區(qū)域下潛。如何下潛呢？一方面，“潛龍二號”自身有重力；另一方面，它配有一塊重約25千克的壓載鐵。有了這塊壓載鐵，潛器下潛的速度可達(dá)每分鐘40米。

第二步是遨游。這要依靠它的“魚鰭”和“魚眼”處的推進(jìn)器。依靠它們，“潛龍二號”可以垂直升降、前進(jìn)、后退，還能旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然，推進(jìn)器的動力來源要靠電池。“潛龍二號”配有可運(yùn)行30小時左右的一次性電池組和運(yùn)行10小時的可充電式電池組。

在遨游過程中，“潛龍二號”會用它身上帶的聲吶、照相機(jī)、熱液異常探測系統(tǒng)等寶貝，對事先規(guī)劃好的區(qū)域進(jìn)行拍攝或掃描。

旅程中不可能一帆風(fēng)順，如果遇到復(fù)雜的地形地貌，“潛龍二號”會主動避險，這靠的是它“魚嘴”處的前視聲吶。解除危機(jī)后，“潛龍二號”會自動回到原先規(guī)劃的線路繼續(xù)航行。

那么，途中遇到一些磕磕碰碰，某個地方碰壞了怎么辦呢？“潛龍二號”還會自己“看病”——通過集成的大量傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對損壞程度進(jìn)行自我檢測，并根據(jù)故障的等級采取不同的應(yīng)對方案。如果壞的地方影響任務(wù)，潛器就會自動結(jié)束作業(yè)上浮回來；如果故障輕微，不妨礙作業(yè)，則可暫時帶“病”工作。

第三步是上浮。任務(wù)完成后，“潛龍二號”會自動拋掉壓載鐵，讓潛器重量小于海水浮力，順利上浮。

第四步是回收。當(dāng)“潛龍二號”上浮至海面后，它搭載的定位系統(tǒng)會自動將位置發(fā)送給母船。操作人員可以用遙控器控制推進(jìn)器，讓它慢慢“游”到母船周圍，再通過掛鉤或拋繩回收到母船上。至此，“潛龍二號”的一次海底遨游之旅就算是完成了。