“潛龍”家族為何再添新成員？與家族其他成員相比，“潛龍三號”有何過人之處？此次海試對未來“三龍聚首”有何意義？記者就此采訪了專家。

　　僅靠“潛龍二號”難以滿足需要

　　長3.5米，高1.5米，體重1.5噸，立扁形身體，還有4只“鰭”——從外形看，“潛龍三號”延續(xù)了“潛龍二號”的“黃胖魚”“基因”。

　　這并不奇怪，因為這對“孿生兄弟”的總設(shè)計師是同一個人——中科院沈陽自動化所研究員劉健。劉健說，這種非回轉(zhuǎn)體立扁魚形設(shè)計，有利于減少垂直面的阻力，便于潛水器在復(fù)雜海底地形中垂直爬升，也可以增強水面航行能力。

　　浩瀚的海洋中蘊藏著豐富的資源，但僅靠人類的潛水技術(shù)難以到達深海的絕大部分區(qū)域，水下機器人因此有了用武之地。水下機器人通常被分為三類：載人潛水器（HOV）、遙控水下機器人（ROV）和自主水下機器人（AUV）。

　　“潛龍”系列屬于自主水下機器人，可以自由行動，在較大的區(qū)域范圍內(nèi)進行精細探測，自主導(dǎo)航、自主作業(yè)以及自我保護。

　　“十二五”期間，在中國大洋協(xié)會支持下，中科院沈陽自動化所聯(lián)合中科院聲學(xué)所、哈爾濱工程大學(xué)等單位，研制了我國首臺6000米AUV——“潛龍一號”，主要作業(yè)海域瞄準了海底較平坦的多金屬結(jié)核區(qū)。

　　與此同時，在國家863計劃支持下，歷時5年艱苦攻關(guān)，中科院沈陽自動化所研制出4500米級深海資源自主勘查系統(tǒng)——“潛龍二號”，瞄準的是多金屬硫化物等深海礦產(chǎn)資源的勘探作業(yè)。

　　多金屬硫化物區(qū)的海底地形異常復(fù)雜，上下起伏達1000多米。相比“潛龍一號”，“潛龍二號”更像一輛越野車，能更好地在復(fù)雜地形中作業(yè)。

　　“由于我國在西南印度洋的多金屬硫化物合同區(qū)有約一萬平方公里，探測任務(wù)繁重，僅靠一臺‘潛龍二號’，難以滿足大洋深海資源探測的需要”劉健說。

　　在技術(shù)成熟的“潛龍二號”基礎(chǔ)上，2016年9 月，中國大洋協(xié)會與中科院沈陽自動化所簽訂建造合同，目標是再研制一套具備微地貌成圖、溫鹽深剖面探測、甲烷探測、濁度探測、氧化還原電位探測、海底照相以及磁力探測等熱液異常探測功能的4500米級自主潛水器（簡稱“潛龍三號”），以提高對多金屬硫化物資源探測的效率，為大洋海底多金屬硫化物資源的調(diào)查評估提供服務(wù)。其中中科院沈陽自動化所為“潛龍三號”的技術(shù)總體責(zé)任單位，國家海洋局第二海洋研究所負責(zé)探測載荷分系統(tǒng)研制，中科院聲學(xué)所負責(zé)微地貌測量系統(tǒng)設(shè)備研制。

　　在“潛龍二號”基礎(chǔ)上優(yōu)化升級

　劉健介紹，下潛前，科研人員會在“潛龍三號”的“大腦”中植入?yún)?shù)和使命配置，然后用吊車將其放到水中，之后解除吊車和潛水器之間的聯(lián)系。

　　“潛龍三號”身上安裝了下沉壓載鐵和上浮壓載鐵。下潛到預(yù)定深度后，它自動拋掉下沉壓載鐵開始作業(yè)。完成作業(yè)后，它會自動拋掉上浮壓載鐵，實現(xiàn)自動上浮，工作人員再通過遙控掛鉤或拋繩等方式將它回收到母船。

　　為應(yīng)對水下復(fù)雜的地形地貌，“潛龍三號”同樣采用前視聲吶作為避碰傳感器。這種成像聲吶，也被認為是潛水器的“眼睛”，控制計算機把數(shù)據(jù)采集進來后，通過圖像處理方式來識別障礙和周圍環(huán)境，結(jié)合避碰策略，下達緊急轉(zhuǎn)向、緊急變深或變高以及跟蹤指令。在解除危機后，會通過在線路徑規(guī)劃引導(dǎo)潛器回到正確的軌跡上，使其繼續(xù)正常地執(zhí)行任務(wù)。

　　4個可旋轉(zhuǎn)舵推進器相當(dāng)于潛水器的“鰭”。依靠操控推進器和舵的運動，潛水器可以靈活地前進、后退、旋轉(zhuǎn)，在海底“翻山越嶺”。

　　在我國大洋40航次、43航次、49航次中，“潛龍二號”完成了近500平方公里的熱液區(qū)海底精細地形地貌探測、發(fā)現(xiàn)多處熱液異常點，獲得大量高清晰近底照片，為我國海底多金屬硫化物礦區(qū)資源評估奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。

　　雖然是“孿生兄弟”，但劉健說，“潛龍三號”在“潛龍二號”技術(shù)基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化升級。其中最主要的變化是最大續(xù)航能力的增加，噪聲有所降低。

　　“‘潛龍三號’的技術(shù)指標仍然是30小時，我們通過降低電子設(shè)備功耗，提高推進效率等措施，使最大續(xù)航能力有了明顯的提高。”劉健說。

　　為“三龍”聚首打下基礎(chǔ)

2017年年底，“潛龍三號”完成千島湖湖上試驗。此次湖上試驗歷時29天，共進行了43個潛次，主要驗證了“潛龍三號”主要技術(shù)指標和功能滿足合同要求，在最大速度、推進效率、全系統(tǒng)聲噪聲、最大續(xù)航能力上均有較大突破。

　　“由于海試存在風(fēng)險，在此之前需要進行湖試。通常湖上試驗主要驗證各種技術(shù)指標和功能，而海試則驗證湖試無法驗證的指標，如最大深度指標等，偏重于功能性試驗。”劉健說，此次是“潛龍三號”首次海試，其技術(shù)狀態(tài)有待驗證，此外也存在出現(xiàn)技術(shù)故障、遭遇惡劣海況等風(fēng)險。此次海試中除了對“潛龍三號”的主要技術(shù)指標和功能進行驗證，此外還將根據(jù)需求，在天然氣水合物試采區(qū)和多金屬結(jié)核試采區(qū)進行試驗性應(yīng)用。按照計劃，海試通過后，“潛龍三號”將在我國大洋多金屬硫化物資源調(diào)查航次中被實際應(yīng)用，不斷提升技術(shù)水平和性能。

　　值得一提的是，此次海試的依托母船，是我國海洋調(diào)查功勛船“大洋一號”。這是其2016年大修改裝后首次執(zhí)行綜合海試任務(wù)。

　　在綜合海試A航段中，我國自主研發(fā)的“海龍Ⅲ”潛水器完成了400米級、2000米級、4500米級三個深度級別的海試，“海龍11000”潛水器完成400米級和2000米級海試。綜合海試A航段首席科學(xué)家初鳳友表示：“海龍Ⅲ”與“海龍11000”潛水器在我國潛水器“龍家族”中初出茅廬，為今后各種潛水器密切配合乃至“三龍”聚首打下了更加堅實的基礎(chǔ)。

　　記者同時了解到，服務(wù)于深海探測的新科考母船有望于2019年下水。屆時，它將可以同時搭載“蛟龍”“海龍”和“潛龍”，“三龍”聯(lián)手組成我國探秘深海大洋的國之重器。