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“龙爪”海底显神通-挺进深海·潜航一万米

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:“左手”是开关式机械手,手臂前端的“龙爪”呈挖斗状,适合在海底挖取或抓握体积较大的样品,也可以用来临时锚定。潜航员只好驾驶着“蛟龙”号沿预定路线近底观测。海上科考时间有限,刻不容缓,保障人员开始连夜更换“龙手”。半小时后,故障机械手被顺利“摘除”。“蛟龙”号作为一个综合性的科学平台,可以为科研人员下潜到海底接触第一手调查目标提供机会。力大无比的“龙爪”可以一把抓碎岩石,并将其放置到采样篮中。

“龙爪”海底显神通-挺进深海·潜航一万米

“龙眼”下方就是“蛟龙”号的“龙爪”——机械手。“蛟龙”号有左右两个机械手,它们各有多个关节,可以伸缩。“左手”是开关式机械手,手臂前端的“龙爪”呈挖斗状,适合在海底挖取或抓握体积较大的样品,也可以用来临时锚定。“右手”是主从式机械手,又被称为“绣花手”。这只“右手”真正具有“手”的形状,前端的四根“手指”两两相对,握紧时四指交错,用于夹持取样器上的T形把手,实现精确测量(如测量海底热液温度)和取样。这只“绣花手”也可以捕获生物、抓取地质样品等,是“蛟龙”号在水下作业的主手。

“蛟龙”号机械手右手

在应用“蛟龙”号以前,我国没有任何深海装备可以追踪海底生物并完整取样,更不要说精准地测量热液温度、获取“高保真”的热液样品了。“蛟龙”号能够实现精确取样,关键在于其有一双灵活的机械手。正是由于机械手在海底“大有可为”,使用较为频繁,因此它们偶尔会发生故障。

在某个潜次中,“蛟龙”号刚刚潜入3000米深的西北印度洋卧蚕1号热液区,右臂——主从式机械手就“罢工”了。潜航员只好驾驶着“蛟龙”号沿预定路线近底观测。两个半小时后,经现场指挥部同意,“蛟龙”号带着新发现7处活动热液口的战果与无法采样的遗憾回到水面。一场“换臂手术”随即开始。

每次出海,保障团队都会带着备用机械手。然而,即使在陆地上,机械手整体更换也是“大活”,至少需要3天时间。海上科考时间有限,刻不容缓,保障人员开始连夜更换“龙手”。

维修组兵分两路,一路调试新机械手,另一路拆卸故障机械手。潜航员担当“主刀医生”,手握不同型号的螺丝扳手不停地操作着。机械臂末端拖着5米多长的油管和线管,是控制手臂运动的“血管”和“神经”。维修队先用3股绳索将故障机械手绑定,如同把“坏肢”固定在手术台上。潜水器右舷前侧的方形钢架与机械手相接,相当于手臂上的“肩关节”。摘除“坏肢”的关键便是将连接处的螺丝全部拆掉。“主刀医生”钻到脚手架间执行“摘除手术”,在钢架处的有限空间内“穿针引线”,用扳手一扣一扣拧松螺丝。

半小时后,故障机械手被顺利“摘除”。接下来是难度更大的“移植手术”。此时,脚手架上的工作人员用绳索牵引着“新肢”,前边的人抱住机械手,后边的人拖起数米长的“血管神经丛”,3位“主刀医生”将前边拆卸的过程反演一遍,把新机械手的大臂与“蛟龙”号的“肩关节”连接起来。

“换臂手术”(www.xing528.com)

一颗颗螺丝拧回原位,“血管”与“神经”顺利地从“肩关节”中穿出,延伸至潜水器内部。

“油管为机械手提供动力,线管负责传递控制信号。”经常指导维修工作的潜航员唐嘉陵说。这22根管路一旦互相纠缠或错位,在压力巨大的深海就会影响机械手的操作。“移植手术”完成后,抢修人员要花费大量时间和精力捋顺线路,确保万无一失。直到当天夜里零点,紧张精密的“换臂手术”才告一段落。

维修队又连续两天测试新机械手性能。换了“新手”的“蛟龙”号在接下来的潜次中顺利到达卧蚕1号热液区,不负众望地发挥机械手的神力,取得热液保压流体样品3管共450毫升、热液硫化物6块约15千克、热液羽流样品2管共16升、两种螺类生物20余只、海葵1只、硫化物附生管栖蠕虫若干只。

从海底取得的样品是怎样被带回海面的呢?原来,“龙爪”下方还有一个采样篮,也是“蛟龙”号的工具箱,里面既可以放从海底采集的样品,又装着“蛟龙”号在海底施展本领的“十八般兵器”——取样器。

“蛟龙”号配备了沉积物取样器、海水取样器、生物取样器、热液取样器等,这些取样器就放置在采样篮的插筒中。在海底需要取样时,潜航员操作机械手如同“拔剑出鞘”,将取样器拔出插筒,使用完毕后再插回插筒。这对潜航员熟练和精确地操作机械手提出了很高的要求。

每次下潜前,科学家们都会聚集在采样篮前,安装下潜标识,配备取样器,如同往“菜篮子”里挑选“菜品”。“蛟龙”号作为一个综合性的科学平台,可以为科研人员下潜到海底接触第一手调查目标提供机会。在海底,潜航员用机械手臂直接抓取采集矿石。力大无比的“龙爪”可以一把抓碎岩石,并将其放置到采样篮中。同时,科学家们还可以自带“个性化”工具,“蛟龙”号将为其提供重量额度、信号源、动力源液压源。这些工具通过电缆与“蛟龙”号内部的操作系统连接。

采样篮里的取样器

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