如果说深海是一个丰饶的宝库,那么水下机器人就犹如人类打开深海之门的“钥匙”。我国水下机器人研制从20世纪七八十年代开始,首台水下机器人“海人一号”于1986年研制成功。
目前,中国已拥有以“蛟龙”号载人潜水器、“海龙”号无人有缆潜水器、“海马”号无人有缆潜水器和“潜龙”系列无人无缆潜水器为代表的大洋勘探“龙家族”。
越来越多的深海装备在我国大洋科考中投入使用。在“三龙”(蛟龙、海龙、潜龙)的基础上,我国还将增加用于深海钻探的“深龙”、用于深海开发的“鲲龙”、用于海洋数据云计算的“云龙”及用于在海面进行保障支撑的“龙宫”的研发与试验。
如果说深海是一个丰饶的宝库,那么潜水器就犹如人类打开深海之门的“钥匙”。然而,深海“钥匙”并非只有一把,而是针对不同的海洋环境衍生出多种形态。潜水器凝聚着人类科技发展的成果和探索未知的勇气。
勘探海底硫化物对图像的精度和分辨率要求很高。普通船载探测设备只能基本满足200米以内浅水域的要求,但对4500米这样的大深度只能“望洋兴叹”。如果一艘母船能搭载4~5个不同类型的潜水器,派出一个潜水器家族,那么其勘探精度和效率将大大提高。
潜水器家族包括载人潜水器(HOV)、遥控式无人有缆潜水器(ROV)和自治式无人无缆潜水器(AUV)。大名鼎鼎的“蛟龙”号就是载人潜水器。无人有缆潜水器是由操作人员通过被称为“脐带缆”的电缆在船上遥控潜水器在水下运行和工作的潜水设备。
什么是脐带缆呢?首先,水下设备要想运转,必须有能源。脐带缆具备电力供应功能,可以为水下设备提供源源不断的能量。因此,脐带缆就如同胎儿和母体之间最关键的连接,其作用相当于可以为胎儿提供营养的脐带。(www.xing528.com)
无人有缆潜水器(ROV)的历史已有约半个世纪,其应用范围较为广泛,主要用于军事、海洋石油、打捞救生、海底管线埋设和检查、资源调查和科学研究、海洋渔业、养殖业、水库大坝检查、娱乐等。在潜水器家族中,无人有缆潜水器是目前应用最多、功能最强大、技术最成熟的一种。
无人有缆潜水器受脐带缆限制,活动范围小,不能进入复杂结构物中;大深度下潜的电缆及水面支持设备庞大,制造成本不菲,且占用甲板空间大。无人无缆潜水器则是按照预先设定的程序自主完成海底作业,在潜水器家族中智能化程度最高。
无人无缆潜水器(AUV)近期发展迅猛。这种新型潜水器活动范围大、体积小、重量轻、机动灵活,而且造价和运行成本较低,占用甲板空间小,可独立于母船作业,降低了人的劳动强度,集群使用效率高。无人无缆潜水器活动范围大、停留时间长的特点使其“擅长”进行海底区域地形精细测量、拍照、摄像、水体参数测量等作业。
3种类型的潜水器在探索深海大洋时均有用武之地。例如:全世界下潜次数最多的载人潜水器“阿尔文号”曾经在地中海850米深的海底找到一颗遗失的氢弹,又在大西洋中找到沉睡多年的“泰坦尼克号”残骸;日本研制的无人有缆潜水器“海沟号”1997年在关岛附近成功地下潜到10911米深的马里亚纳海沟底部,科学家在它从海底采回的泥浆中发现180种微生物;而无人无缆潜水器的代表、号称“黑匣子搜索神器”的美军“蓝鳍金枪鱼号”,曾潜入南印度洋搜寻马航失联客机MH370。
我国水下机器人的研制从20世纪七八十年代开始。首台水下机器人“海人一号”由中国科学院沈阳自动化研究所于1986年研制成功。目前,中国已拥有以“蛟龙”号载人潜水器、“海龙”号无人有缆潜水器、“海马”号无人有缆潜水器和“潜龙”系列无人无缆潜水器为代表的大洋勘探“龙家族”。
“海人一号”水下机器人
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