11月14日，“潛龍一號”從廣州回到中科院沈陽自動化所的“家”。當(dāng)?shù)貢r間10月1日至12日，“潛龍一號”根據(jù)中國大洋協(xié)會和國際海底管理局關(guān)于國際海底多金屬結(jié)核礦區(qū)勘探合同需要，對東太平洋我國多金屬結(jié)核礦區(qū)進(jìn)行了試驗性應(yīng)用探測。
拋繩、撈繩、回收、獲取地形圖……這些是在12天應(yīng)用性試驗中，“潛龍一號”所執(zhí)行的一些規(guī)定動作。在看似簡單的動作背后，隱含著大量復(fù)雜、技術(shù)含量高的工作，而這些工作的圓滿完成則是技術(shù)協(xié)同、數(shù)據(jù)融合的結(jié)果。
“潛龍一號”是中國國際海域資源調(diào)查與開發(fā)“十二五”規(guī)劃重點項目之一，是中國自主研發(fā)、研制的服務(wù)于深海資源勘察的實用化深海裝備。
從2011年年底立項以來，“潛龍一號”在研制完成后已經(jīng)歷過實驗室測試、湖試、海試。在開展大洋應(yīng)用性試驗前，“潛龍一號”總設(shè)計師、中科院沈陽自動化所副研究員徐會希已胸有成竹，而副總設(shè)計師、中科院聲學(xué)所副研究員張方生也對自己所負(fù)責(zé)的聲學(xué)探測設(shè)備和系統(tǒng)充滿信心。
然而，到了工作區(qū)和工作時間段，他們就必須進(jìn)入工作狀態(tài)。徐會希說：“痛苦的時候我們就硬挺著，干一會兒歇一會兒?！?/div>
項目組共9人，其中6人來自沈陽自動化所，2人來自聲學(xué)所，還有1位來自哈爾濱工程大學(xué)。“這是最精簡的團(tuán)隊，以往作業(yè)大都是20人左右?！毙鞎Ｕf，面對海況惡劣、時間人員有限、作業(yè)量大等困難，項目組每個人都全身心投入。
在應(yīng)用性試驗的12天里，“潛龍一號”在太平洋下潛7次，在我國5000多米多金屬結(jié)核詳細(xì)勘探區(qū)近海底潛行作業(yè)近30小時，完成聲學(xué)微地形地貌調(diào)查測線92.1公里。
一組高難度動作
我國6000米AUV（無人無纜潛器）最早研發(fā)者之一、中科院沈陽自動化所研究員劉健介紹說，和“蛟龍”號載人潛水器及“海龍”號無人遙控潛水器相比，“潛龍一號”智能化水平更高，可以真正實現(xiàn)自主導(dǎo)航、自主作業(yè)以及自我保護(hù)。
也就是說，“蛟龍”號載人潛水器適合于定點或小區(qū)域作業(yè)，而“潛龍一號”等AUV由于無人下水自主工作，工作范圍更大。
“潛龍一號”采用了很多新技術(shù)，例如布放回收、自主導(dǎo)航等。徐會希特別介紹了無人下艇回收技術(shù)，“潛器的回收是十分重要的環(huán)節(jié)，以往我們回收需要蛙人下水，或者劃橡皮艇對AUV進(jìn)行鉤掛，有一定的危險性”。
10月2日6時，“潛龍一號”大洋深潛首秀。
幾個小時后，水面監(jiān)控系統(tǒng)向潛水器拋繩器發(fā)出無線電指令。一條細(xì)細(xì)的牽引繩從潛水器艏部拋出，落在水面上。與此同時，前端裝有撈繩器的繩索從船上拋向海面，穩(wěn)穩(wěn)地勾住牽引繩，順利回收潛器。
拋繩—撈繩—回收，一系列簡單的動作，承載著一代科研人員的夢。“我們一直在嘗試解決，但這是復(fù)雜工程，每一步細(xì)節(jié)都需要多方驗證。”徐會希說，這是組合動作，整個回收過程要100%可靠。
從5月份海試到本次應(yīng)用性試驗，“潛龍一號”14次布放回收都獲得了成功。無人下艇回收潛器，不分晝夜，在不大于四級海況下均可實現(xiàn)。
除了布放回收的成功外，“潛龍一號”自主運動控制、高精度水下定位以及探測功能均正常，說明“潛龍一號”在總體集成、深海導(dǎo)航及定位監(jiān)控、高智能控制、深海探測、多聲學(xué)設(shè)備協(xié)調(diào)等技術(shù)難點上實現(xiàn)了突破。
一張高質(zhì)量地圖
“潛龍一號”已經(jīng)獲得了約33平方公里的海底微地形地貌數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的溫、鹽等物理海洋數(shù)據(jù)。
用戶拿到手的只是一張地形圖，但為了獲得這張圖，需要全系統(tǒng)正常工作和復(fù)雜的數(shù)據(jù)融合。
“聲吶只能獲得相對聲吶陣面的海底位置信息，如果載體偏轉(zhuǎn)或受到環(huán)境影響，就會產(chǎn)生誤差，后期須對這些誤差進(jìn)行修正?！敝锌圃郝晫W(xué)所副研究員劉曉東說，這需要高測量精度傳感器和優(yōu)良的聲吶信號處理算法的配合，還要求潛器定位準(zhǔn)確度高、載體航跡與航姿平滑穩(wěn)定。
“高效獲得高質(zhì)量地形圖一直是我們的攻關(guān)方向。”劉曉東說，此次該聲吶系統(tǒng)屬首次獲得基于AUV平臺長距離梳形航跡的探測資料，這部分資料將促進(jìn)國產(chǎn)AUV版本聲吶地形快速處理軟件包的開發(fā)與完善工作。
“‘潛龍一號’有能力完成對全球97%海域的探測，未來還將承擔(dān)更多的探測任務(wù)，將在我國未來海洋開發(fā)應(yīng)用中發(fā)揮更大作用?！眲⒔≌f。
《中國科學(xué)報》 (2013-11-21 第1版 要聞)
