我国下潜深度最大功能最强无人遥控潜水器"海龙"将正式出海
一个人常规下能潜到60米的水下,一只乒乓球的下潜极限是120米,但它却能在3500米的深海24小时不停歇地运动。长有六只“眼睛”可确保开阔的视野,多达7个“关节”的手能随时举起上百公斤的物体,运动自如的“脚”则让它在深海里轻松“舞动”。
它就是由中国大洋协会投资的国家重大专项、目前我国下潜深度最大、功能最强的无人遥控潜水器(ROV)“海龙”,日前已由上海交通大学水下工程研究所研制成功。7月31日,“海龙”将正式出海进行水下作业。7月29日上午,笔者从停靠在浦东东沟码头的“大洋一号”轮船上看到了正在进行现场调试的“海龙”。
“腿脚”灵活“高人一等”
身着醒目黄色“外套”的“海龙”,从诞生之日起就创造了许多新纪录。
“身高”1.8米的“海龙”块头可不小,在空气中重量为3.25吨,长3米多,宽1.8米。但它的水下“行走”速度非常快,前进后退的速度可达3.5节(一节等于每小时一海里,即每秒0.515米),这让大多速度在2.5节的其他潜水器望尘莫及。“海龙”侧向移动速度也可达2.5节,上下运动速度分别为1.8节和2.2节。如此敏捷的“身手”能让它在50分钟不到的时间内下潜到3500米水深进行作业。
下水后,“海龙”更能“眼”观六路、收放自如。因为它不仅配备有五个各种性能的摄像机和一台静物监视机,还装有六个常规的水下灯、两个特制的弧光灯(HID),可以在水下照射很大的范围,在浑浊水中还配备有声纳,能让它在水中作业时始终保持“耳聪目明”。
在水中上下运动、变换各种姿态,对“海龙”而言也不是什么难事。因为它行走机构的马力为125匹,由四个水平矢量布置的推进器和三个垂直矢量布置的推进器组成,在水中前进、后退、侧移等,都是它的常规动作。
配备“大脑”独一无二
除了运动自如,功能强大的“海龙”还是个“工作狂”―――可以每天工作24小时,因为它不是通过蓄电池进行工作,而是有一条“生命线”,即脐带。水面母船通过脐带向机器人提供动力和控制信号,同时机器人也通过其向水面母船发回讯息。事实上,总投资达3000多万元人民币的“海龙”代表的不仅仅是单个机器人,而是一套完整的系统。
在“大洋一号”被高温烤得滚烫的甲板上,记者看到了包括水下机器人、中继器、脐带缆、脐带绞车、A字架、止荡器、操作控制台及动力站等在内的整套无人遥控潜水器系统,技术人员正在为明天的出发做最后的调试。
如果遇到较大风浪,如何保证水下作业的稳定性,是科研人员考虑最多的。因为下潜深、脐带长,光脐带绞车就有40吨重,为了避免去年日本“海沟号”水下机器人丢失这类事故的发生,科研人员在绞车上增加了一个高科技的升沉补偿系统,这样一来即使遇到大风大浪,机器人在水下也能稳定作业不受干扰。此外,这一机器人还有一个强大的保障体系,下放这一水下机器人有一个专用的A字型吊架,上面就装有防止在风浪中起吊发生危险的止荡器。
走进相当于机器人“大脑”的操作控制台时,可以看到控制台装有多个监视器。据上海交大水下工程研究所所长朱继懋介绍,为了提高水下机器人作业的方便性,上海交大独立开发了机器人的水下动力定位系统和虚拟监视控制系统,前者能显示水下机器人的确切位置,后者能通过相应的参数演示出水下机器人作业时的状态,极大提高了该机器人在水下作业的成功率。据悉,开发的这两套系统在国内乃至世界上都是独一无二的。
多功能“手”随机应变
深海热液区,温度高达摄氏110度处仍存有活的微生物,甚至在摄氏350度的环境下也存有活的细菌,对这些在极端环境下的微生物和深海生物基因进行科学考察取样,对探索人类起源的秘密有着重要的科学价值。身高臂长的“海龙”正是要在这一领域大显身手。
“海龙”的两只“手”非常特殊,各有七个“关节”和五个“关节”,即分别带有七个功能和五个功能,可以在水面对其进行遥控操作和协调作业。其臂长1.8米,且力大无比,可以举起140多公斤的物体。
“海龙”不仅可以用“手”拿着取样器去深海的高温区域作业,还能根据所取物品的不同调换“抓手”。在其“手”边还放有一个同样可以随时调换的篮筐,以放置取回的物品。
除了进行科研取样,总体性能达到世界领先水平的“海龙”还将进行包括维修石油管道、深海打捞等各种水下作业。虽然在研制深海作业的水下机器人过程中,压力、温度、信息传送等每个环节都要克服很多困难,但朱继懋仍表示将致力于研制出下潜深度达7000米到10000米的水下机器人。
上图:工作人员正对“海龙”进行调试。