说完了“龙脑”,我们再讲讲“龙耳”——水声通信机。电磁波在海水中传播速度快,但衰减也快。声波便成为深海通信的佳选。“蛟龙”号潜入深海数千米,为与母船保持联系就要采用水声通信。这一技术需要解决多项难题。比如:声音在水中的传播速度只有每秒1500 米左右,如果是 7000 米深度的话,喊一句话往来需要近 10 秒,声音延迟很长;声学传输的带宽也非常有限,传输速率很低。此外,声音在不均匀物体中的传播效果不理想,而海水密度不同、温度不同,海底回波条件也不同,加上母船和深潜器上的噪音,使得在复杂环境中有效提取通信信号难上加难。
然而,“蛟龙”号做到了想听就听。
“蛟龙”号的水声通信机有4种功能:一是相干水声通信,又称“高速水声通信”,传输速率约为每秒数千比特,用于传输图像;二是非相干水声通信,传输速率约为每秒数百比特,属于中速通信,传输文字、指令和数据;三是扩频通信,属于远程低速通信,传输速率约为每秒数十比特,用于传输指令;四是水声语音通信,采用模拟信号传输语音。“蛟龙”号水声通信机具有丰富的功能和良好的综合性能,在国际载人深潜器中处于领先地位。
通过水声通信机传回的图像(www.xing528.com)
除水声通信机外,“蛟龙”号的声学系统还包括高分辨率测深侧扫声呐、避碰声呐、成像声呐、声学多普勒测速仪和定位应答器等。
高分辨率测深侧扫声呐用来测量海底微地形地貌,避碰声呐用来测量各方位障碍物的距离,成像声呐用来探测前方的目标,声学多普勒测速仪用来测量潜水器的三维运动速度和下方的海流速度剖面,定位应答器用来确定潜水器的水下位置。通过良好的声学系统集成设计,多个声学系统实现了协同工作。对于潜航员来说,避碰声呐是人眼的延伸,相当于汽车的倒车雷达,可以有效防止“撞车”。驾驶潜水器是一个实践性很强的工作,要想掌控运动趋势和安全距离,就需要培养一定的“车感”。每隔三五分钟,潜航员就要将注意力从眼前的观察窗挪开,留意避碰声呐上的实时数据,以更好地避开障碍物。
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