又一“大國重器”今日交付：精準(zhǔn)定位 能大海撈針

本月30日，中國4500米載人潛水器——深海勇士號(hào)將正式驗(yàn)收交付，它擁有目前世界先進(jìn)的控制系統(tǒng)，預(yù)計(jì)在今后30年里將為海洋科考服務(wù)。

 

 

新一代潛水器控制系統(tǒng)發(fā)布正式版

 

深海勇士號(hào)擁有目前世界先進(jìn)的控制系統(tǒng)，這套控制系統(tǒng)于日前發(fā)布了正式版。這意味著，它今后可以應(yīng)用在各類潛水器中，也為中國正在建造的萬米級(jí)潛水器打下基礎(chǔ)。如果把載人潛水器想象成智能生物的話，控制系統(tǒng)就像生物的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)。究竟它有多聰明呢？

 

 

深海勇士號(hào)控制系統(tǒng)研制課題負(fù)責(zé)人祝普強(qiáng)：

 

比如潛水器在水下是什么姿態(tài)，它怎么往前跑，怎么作業(yè)，怎么懸停，都有一個(gè)很好的控制。另外，現(xiàn)在汽車也在往無人駕駛或者自動(dòng)駕駛方面發(fā)展，而我們潛水器已經(jīng)具備自動(dòng)駕駛的能力。

 

中國自主研發(fā)的萬米級(jí)全海深潛水器，預(yù)計(jì)在2020年前往世界海洋最深處的馬里亞納海溝進(jìn)行下潛。深海一萬米，漆黑一片，溫度驟降，潛水器每平方厘米都要承受1.1噸的壓強(qiáng)。怎么保證三位潛航員的安全，是潛水器控制系統(tǒng)最關(guān)鍵的課題。

 

首先，先進(jìn)的避碰系統(tǒng)可以確保潛水器在深海航行過程中，遇到障礙物時(shí)能緊急剎車。另外，潛水器如果發(fā)生漏水，控制系統(tǒng)可以關(guān)掉液壓系統(tǒng)，來保護(hù)潛水器主體。

 

深海勇士號(hào)載人潛水器試航員趙兵：

 

要讓一個(gè)20噸級(jí)的載人潛水器在深海的環(huán)境下，在克服自身的大慣性以及海流的擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在海底進(jìn)行正負(fù)20厘米的控制精度，這是一個(gè)具有很大挑戰(zhàn)性的難題。我們進(jìn)行反復(fù)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，最終也驗(yàn)證了我們的控制系統(tǒng)和控制精度，是能夠滿足設(shè)計(jì)需要的。

 

實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位大海也能撈針

 

除了自動(dòng)駕駛、緊急制動(dòng)、防止漏水以外，新一代潛水器控制系統(tǒng)最牛的設(shè)計(jì)就是自帶導(dǎo)航，可以實(shí)現(xiàn)大海撈針。

 

深海勇士號(hào)載人潛水器控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)人祝普強(qiáng)：

 

比如去熱液區(qū)、去冷泉區(qū)作業(yè)，或者是做深淵的海底培養(yǎng)，我們把設(shè)備放在那兒，都需要第二次或者多次重復(fù)到達(dá)那個(gè)位置，所以這個(gè)相當(dāng)于就是個(gè)大海撈針。

 

 

萬米深海，浩瀚無邊。歷經(jīng)3代技術(shù)革新，新型潛水器控制系統(tǒng)終于實(shí)現(xiàn)了在水下的導(dǎo)航定位。試航員趙兵介紹，“深海勇士號(hào)”在進(jìn)行第22次海事下潛時(shí)，其中的任務(wù)之一就是要尋找到第19次下潛放的標(biāo)志物。

 

深海勇士號(hào)載人潛水器試航員趙兵：

 

我們當(dāng)時(shí)擁有的信息只有在布放的時(shí)候記錄的坐標(biāo)信息，要駕駛潛水器在3500米的深度來搜尋到這樣一個(gè)直徑不到50厘米的標(biāo)志物，無異于大海撈針，我們?cè)谝詷?biāo)志物為中心，直徑20米的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行來回蛇形式的搜索。最后，依靠導(dǎo)航定位算法和我們的搜尋策略，成功地尋找到了標(biāo)志物。

 

自主研發(fā)打造潛水器最強(qiáng)大腦

 

深海勇士號(hào)載人潛水器全部由中國人自主研發(fā)建造，控制系統(tǒng)作為最復(fù)雜的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，國產(chǎn)化之路并不是一帆風(fēng)順，用科學(xué)家的話來說，就是摸著石頭過河。從初代的只能完成簡(jiǎn)單的操作，到擁有最強(qiáng)大腦，經(jīng)歷了16年。

 

深海勇士號(hào)載人潛水器控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)人祝普強(qiáng)：

 

第一代主要符合的是工程需求的要求，也就是完成最簡(jiǎn)單的潛水器的控制，要求潛水器能動(dòng)，能干活，能下潛就可以了。因?yàn)槲覀兊谝淮彩鞘讋?chuàng)，國內(nèi)之前是沒有的。

 

 

為了滿足了科學(xué)需要，第二代潛水器控制系統(tǒng)將深海地形圖加入其中，讓潛水器在深海摸清方向，到了最新一代，實(shí)現(xiàn)了諸多高級(jí)指令和功能，打造出目前國際一流的潛水器大腦和神經(jīng)。

 

深海勇士號(hào)載人潛水器主任設(shè)計(jì)師趙洋：

 

實(shí)際調(diào)試的時(shí)候，很多數(shù)據(jù)甚至都采不到。所以，當(dāng)時(shí)我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)也費(fèi)了很大的精力去改進(jìn)接口模塊，解決上面出現(xiàn)的一些數(shù)據(jù)線路問題，最終把我們所有的國產(chǎn)化設(shè)備都連接到了一起，實(shí)現(xiàn)了目前載人潛水器控制系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全、可靠的運(yùn)行。