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深海特“潛”隊

2019-11-29 02:17:09
小哥白尼·趣味科學畫報 2019年7期
關鍵詞:作業

想挑戰嗎

全球去過太空的宇航員:超過540人

登陸過月球的宇航員:12人

深潛至海面7000米以下的潛航員:11人

不完全統計,前往馬里亞納海溝探險者:3人

想去神秘莫測的海底一探究竟嗎?深海特潛隊等待你的加入!

探路先鋒“蛟龍號”

“蛟龍號”是世界上同類型載人潛水器中下潛深度最大的一款,設計下潛深度7000米,可以觸及全球99.8%的海底。

水聲通信技術

利用聲波實現和水面母船的通信。水中聲速大約是1500米/秒,“蛟龍號”在大海深處傳送的聲音、文字和圖像,只要不到5秒鐘就能被水面上的母船接收到。

鈦合金外殼:厚度超過70毫米,抵抗超高壓。

照明攝像:16個燈、高清攝像機、500萬像素照相機等。

觀察窗:1個直徑20厘米和2個直徑12厘米的有機玻璃觀察窗,保證潛航員觀測時不留死角。

機械手:兩只機械手用于采集海底樣品,可以伸縮,有多個關節。一個主攻精細化操作,但力量較小,另一個力氣很大,但動作相對“粗狂”。

懸停定位:針對作業目標,提高精準度。

X形穩定翼:4個推進器,保障“蛟龍號”在行進過程中有較高的垂直穩定性和水平穩定性。

充油銀鋅蓄電池:完全由我國自主研制,能保證“蛟龍號”正常水下工作12小時。

生命保障系統:內含氧氣供給系統、水、食品、藥品等,保證3人84小時安全。

壓載鐵:“蛟龍號”搭載的4塊壓載鐵可使潛水器按照每分鐘37米的速度下潛,當潛水器到達一定深度時,可拋置其中兩塊壓載鐵,使潛水器處于懸停狀態,作業完成后,拋置另外兩塊壓載鐵,使潛水器浮出水面。

載人耐壓艙:載人球艙內部直徑有2.1米,球艙里并沒有為潛航員設置座椅,3名駕駛員都是席地而坐。主駕駛位置面前的屏幕和按鍵是主控面板。

由于人在潛水器中,首先要考慮的就是安全問題,因此載人潛水器系統較無人潛水器更為復雜。正是有人在現場,可以開展更為精細的水下取樣,并按照實際海底情況進行計劃變更。但是無人潛水器更適合從事大面積的探測作業。

海龍三號”甩不掉

與“潛龍三號”的自由自在相比,“海龍三號”是無人纜控潛水器,它的主要特點是具有和母船連接的臍帶纜。能潛入水下6000米的“海龍三號”,其整個系統的電源和控制信號均由水面母船提供,另裝有11個高清攝像頭滿足深海觀測、拍攝像功能,將采集到的視頻圖像等信息通過臍帶纜實時傳至母船。

“海龍號”的獨白:我能為“蛟龍號”提供救助支持。如果“蛟龍號”在海底被繩子纏住,或者遭遇突發情況失去動力,我能夠將一根纜掛到“蛟龍號”身上,把它“提溜”出海面,保障人員安全。

小丑魚“潛龍三號”

“潛龍三號”是無人無纜全自治水下機器人,即無人參與的智能型水下航行機器人,可以下潛4500米,工作時長超過40多個小時。潛水器下水航行作業不再需要潛航員操控,通俗地講它就像水下的無人駕駛汽車,通過聲吶來識別障礙和周圍環境,下達緊急轉向、緊急變深或變高以及跟蹤指令,在復雜海底環境下靈活自如地避免碰撞。

“深海一號”—— 三條龍服務

前面提到了好幾次“母船”,簡單來說,它是支持潛水器正常運行的海上平臺。比如“蛟龍號”共有兩任母船,接替“向陽紅09”號船的是“深海一號”,它能為“蛟龍號”深潛作業提供運載、就位、布放、回收、通信等水下、水面支持,還具備數據、樣品的現場處理和分析能力,極大地提升了有效下潛次數,提高作業效率。此外,“深海一號”還能進行潛水器作業環境調查等。

“深海一號”在設計之初就考慮了“蛟龍”“海龍”“潛龍”三龍協同作業的需要,在左舷設計有“海龍號”專用機庫及作業支持系統,右舷設計有“潛龍號”作業支持系統,同時配備有“潛龍號”集裝箱機位及機電接口,在船舶穩定性和適航性設計上也為三龍作業做了專門考慮。

“深海一號”的斧形球鼻艏能夠極大地減小母船的興波阻力,改善風浪中失速性能,提高經濟航速。同時,能夠降低氣泡生成概率,從而降低了船底噪聲,減少對載人潛水器通信的干擾,極大地提高了載人潛水器水下聲學定位和通信性能。

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