“三龍”探海

蘇更林

2018年3月20日，“大洋”一號科學考察船搭載“海龍”三號、“海龍”11000和“潛龍”三號潛水器，開始了為期45天的2018年綜合海試航次。“海龍”和“潛龍”同船亮相是此次科考的一大亮點。作為承擔深海探測和開發任務的國之重器，“蛟龍”“海龍”“潛龍”系列潛水器未來有望同住一“家”，攜手探海。下面就讓我們來見識一下“三龍”的本事有多大。

“蛟龍”—“載人”的含金量就是高

在“三龍”中，只有“蛟龍”號潛水器可以載人，并且創造過下潛海底7062米的載人深潛紀錄。

“蛟龍”號長、寬、高分別為8.2米、3米和3.4米，空重不超過22噸，最大荷載是240千克，工作范圍可覆蓋全球99.8%的海域。“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優勢。

“蛟龍”號的控制系統是載人潛水器的“大腦和神經”，在采集操作面板的操作指令及各種傳感器信息的基礎上，通過“大腦”的分析和判斷發出控制指令，以控制各種執行機構完成作業任務。“蛟龍”號在許多方面都有技術突破，如航行控制模塊采用先進的控制策略，可進行自動定向、定深、定高控制，使得潛水器具備了遠距離全自動航行功能，同時具有精確懸停定位功能。導航定位模塊采用了先進的信息融合技術，因此可為潛水器提供實時準確的定位信息。多種高性能裝備的配置，確保其在特殊環境和條件下完成復雜的作業任務。

“蛟龍”號主要應用于載人的深海資源勘查和深海科學考察。如“蛟龍”號由潛航員駕駛操作，可以攜帶科研人員親臨海底目標作業區域，進行海底照相和攝像、海底取樣、標志物布放以及海底地形地貌測量等作業。如今，“蛟龍”號的航跡已經遍布中國南海、東北太平洋、西北太平洋和西南印度洋，取得了令世界矚目的科學考察成果。

“海龍”—我有“臍帶”我驕傲

在“三龍”中，“海龍”是帶有臍帶電纜的深潛器。這說明“海龍”是有纜控制的，即通過一根“臍帶”狀的線纜與母船相連接，由操作手在支持母船上遙控，根據潛水器線纜傳來的海底影像遠程控制潛水器運動與機械手操作。

“海龍”二號長3.17米、寬1.81米、高2.24米，在空氣中的重量為3.45噸（包括有效荷載）。“海龍”二號最大作業深度為3500米，主要用于深海熱液硫化物、生物與環境等深海勘探與科學調查。由于潛水器可以通過臍帶電纜獲得船端的能源供給，因此可以在水下作業較長的時間，從而在深海科學研究和海洋工程領域有著廣泛的應用。2009年，“海龍”二號隨“大洋”一號科考船出征太平洋，創造了我國首次自主發現并精細觀測海底黑煙囪的紀錄。此外還成功參與了多次全球科學考察活動，取得了豐碩的科學探測成果。

“海龍”三號也屬于勘查作業型無人纜控潛水器，是中國“蛟龍探海”工程的重點裝備之一。“海龍”三號設計最大作業水深6000米，具備海底自主巡線能力和重型設備作業能力，可搭載多種調查設備和重型作業工具。

2018年4月4日，“海龍”三號在西太平洋成功完成了4500米級海試，并進行了潛水器定高、定深、前行、后退等航行功能測試。同時，還完成了五功能機械手、七功能機械手取樣作業測試，并測試了宏生物取樣器、沉積物保壓取樣器、溶解氧傳感器、高溫探針等搭載工具。“海龍”三號的海試成功，充分驗證了該潛水器的整機性能以及相關配套部件的技術能力，并將成為我國海洋觀測、深海取樣、獲取并傳遞深海信息的良好作業平臺。

與“海龍”三號同船的“海龍”11000潛水器，為萬米級深海無人纜控潛水器。該潛水器設計最大工作深度為11000米，其系統方案、總體方案以及控制方案突破了傳統纜控無人潛水器模式，應用了許多創新性技術成果，其中的可加工浮力材料和多芯貫穿件等部件均為我國首創成果。中國大洋協會計劃用3年時間，完成對“海龍”11000的1.1萬米級海試和驗收。

“潛龍”—我的事情我做主

在“三龍”中，“潛龍”是最聰明的一個系列，盡管是一個無人深潛器，但已擺脫了臍帶電纜的束縛。它完全可以利用自己的“大腦”和“神經”來實現自主導航、自主作業和自我保護，因此可以走得更遠一些。如果說“蛟龍”和“海龍”的工作范圍都受局限的話，那么“潛龍”則可以擁有更大的工作區間了。

“潛龍”一號是我國自主研制的首個6000米水下無人無纜深潛器，其形狀為一個長4.6米、直徑0.8米、重1.5噸的回轉體。“潛龍”一號之所以采用回轉體設計，就是因為它主要在平坦的太平洋底多金屬結核區開展調查作業，兼顧其他多種深海資源的勘探和開發需求。

你別看“潛龍”一號的個頭兒不大，可它在大洋勘探中的作用不可低估。它的作業深度、續航能力、作業精度等技術性能指標在同類裝備中處于國際先進水平，可為海洋科學研究及資源勘探開發提供必要的科學數據。2013年10月，“潛龍”一號首次執行應用任務，并相繼開展了深海近底地形地貌、淺地層結構、海底流場和海洋環境參數的綜合精細調查。

“潛龍”二號是我國自主研制的一套4500米級自主水下機器人。“潛龍”二號的外形看上去萌萌的，酷似一條嫩黃色的熱帶魚。為什么“潛龍”二號要采用“立扁形”的外形設計呢？原來，“潛龍”二號主要應用于多金屬硫化物資源礦區的探測與勘查。為了適應洋中脊復雜地形的特點，讓潛水器能夠自主地“翻山越嶺”，因此才采用了這樣的造型設計，以增強其靈活性和機動能力。

“潛龍”二號裝載有側掃聲吶、海底照相機、熱液異常探測系統等高科技裝備，探海武藝自然十分高強。尤其是我國科學家創新設計的磁力儀，可謂探海的一大“秘密武器”。用該儀器收集的磁力數據，可以用來判斷是否存在熱液異常區域。同時，近底磁測數據還對多金屬硫化物礦區的三維結構以及礦區儲量研究具有重要的科學意義。

2018年4月亮相的“潛龍”三號，與“潛龍”二號簡直就像“雙胞胎”，同為黃色的熱帶魚模樣，個頭大小也極其相似。它們都是中國自主研發的4500米級深海資源自主勘查系統，它們的任務和工作場所也基本一致，都是以探測深海熱液多金屬硫化物等為主要職責，工作場所則同為起伏上千米的復雜地形。

但“潛龍”三號是“潛龍”二號的優化升級版，因此在功能上也更強大一些。它具備微地形地貌成圖、溫鹽探測、甲烷探測、濁度探測、氧化還原電位探測、海底高清照相以及磁力探測、熱液異常探測等功能，有望在我國的深海海底資源探測領域發揮巨大作用。“潛龍”三號將提升我國的國際海域資源環境勘查的效率和精準度，并把我國的深海科學研究推向更高的水平。

“三龍”是我國自行設計、自主集成、具有自主知識產權的深海潛水器，分別代表了三類典型的深海勘查潛水器。經過長時間的深海探測實踐，充分證明了 “三龍”是我國進入深海、探測深海、開發深海的“利器”。“三龍”的出生地不同，設計定位的風格各異，自然各有各的獨門絕技。現在可好了，它們要成為“兄弟”同住一“家”了。隨著探海新母船的交付使用，將會掀開“三龍”同船探海的新篇章。到那時，“三龍”就會取長補短，握成拳頭，協作探海，共同為建設海洋強國建功立業！