本報(bào)記者 張保淑

近日，大洋一號(hào)科考船從廈門起航，奔赴南海，執(zhí)行綜合海試B航段科考任務(wù)。隨同“遠(yuǎn)征”南海的有一位眾所矚目的“明星”：潛龍三號(hào)。作為目前中國(guó)最先進(jìn)的自主無(wú)人潛水器，潛龍三號(hào)是“潛龍家族”的最新成員，南海之行是其首次出海接受大考。而在此前西太平洋進(jìn)行的A航段海試中，海龍Ⅲ無(wú)人纜控潛水器即“海龍家族”最新成員也首次出海告捷。在中國(guó)海洋科考領(lǐng)域，為人們所熟知的還有另一個(gè)“豪門”即載人潛水器“蛟龍家族”。

經(jīng)過(guò)多年努力，中國(guó)業(yè)已形成了由“潛龍”“海龍”“蛟龍”構(gòu)建的“三龍”探海格局，并且不斷提升到新水平，折射出中國(guó)海洋科技裝備領(lǐng)域突飛猛進(jìn)的發(fā)展，為人類認(rèn)識(shí)海洋，開發(fā)、利用海洋作出了重大貢獻(xiàn)。

“潛龍”縱橫海底平原和山川

長(zhǎng)3.5米、高1.5米、重1.5噸，外形像一條橘黃色的胖魚，顯得憨萌可愛。這是“潛龍三號(hào)”給人們的直觀印象。 這條“胖黃魚” 主要應(yīng)用于深海資源環(huán)境勘查，從類別上來(lái)說(shuō)屬于“自主無(wú)人潛水器”，具備強(qiáng)大的探測(cè)功能。它除了能夠進(jìn)行海底微地貌成圖、溫鹽深探測(cè)、甲烷探測(cè)等之外，還具備濁度探測(cè)、氧化還原電位探測(cè)、海底照相以及磁力探測(cè)等諸多探測(cè)功能。

作為“自主無(wú)人潛水器”，潛龍三號(hào)是名副其實(shí)的水下智能機(jī)器人，不僅可以靈活自如地暢行水下，而且憑借其先進(jìn)的探測(cè)裝備，完成多樣復(fù)雜的科考任務(wù)。中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所總工、潛龍三號(hào)總設(shè)計(jì)師劉健介紹說(shuō)，這條“胖黃魚”有4個(gè)“鰭”，它們其實(shí)是4個(gè)可旋轉(zhuǎn)舵推進(jìn)器，以完成前進(jìn)后退、上浮下沉等動(dòng)作。“魚嘴”上安裝的是前視聲吶，可以將潛水器采集的聲學(xué)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像，用以識(shí)別障礙物和周邊環(huán)境，隨后在主控計(jì)算機(jī)的控制下通過(guò)自主轉(zhuǎn)動(dòng)和躲避，保障自身安全和正常作業(yè)。“魚尾”上安裝的是磁力探測(cè)儀，可對(duì)探測(cè)目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確分析研判。

劉健是中國(guó)無(wú)人潛水器領(lǐng)域的資深科學(xué)家，曾擔(dān)任早期“CR-02 6000米自治水下機(jī)器人”總設(shè)計(jì)師，在“潛龍三兄弟”研制過(guò)程中更是立下汗馬功勞。作為“潛龍一號(hào)”課題負(fù)責(zé)人，潛龍二號(hào)、潛龍三號(hào)的總設(shè)計(jì)師，他可以說(shuō)全程見證和參與了“潛龍家族”發(fā)展演變，甚至對(duì)其中任何一個(gè)細(xì)節(jié)的改進(jìn)都了如指掌。在外人看來(lái)，潛龍二號(hào)和潛龍三號(hào)就是一對(duì)“雙胞胎”，外形、體重等一模一樣。對(duì)此，劉健解釋說(shuō)，雖然兩者有很多共同之處，比如均可在復(fù)雜的海底地形環(huán)境運(yùn)行，但潛龍三號(hào)是潛龍二號(hào)的優(yōu)化升級(jí)版，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，前者能耗更低、續(xù)航更大、國(guó)產(chǎn)化程度更高、噪聲更低、抗流能力更加強(qiáng)、聲學(xué)成像質(zhì)量更高。相對(duì)于兩個(gè)“弟弟”，潛龍一號(hào)從外觀上來(lái)看無(wú)疑顯得“另類”。它不是“魚”造型，而是長(zhǎng)4.6米、直徑0.8米的橘紅色圓柱體。劉健解釋說(shuō)，潛龍一號(hào)的設(shè)計(jì)適宜在海底五六千米地勢(shì)較平坦的深海中作業(yè)，而兩個(gè)“弟弟”適宜在海底翻山越嶺，不是為了取代“大哥”。

“海龍”海底取樣手到擒來(lái)

在大洋一號(hào)綜合海試A航段任務(wù)中，大放光彩的是海龍系列潛水器。它們是一種遙控水下機(jī)器人，擅長(zhǎng)局部作業(yè)、定點(diǎn)精細(xì)探測(cè)，可以進(jìn)行大功率、長(zhǎng)時(shí)間的水下工作，在海底硫化物礦區(qū)勘查中被廣泛使用，典型應(yīng)用包括礦區(qū)調(diào)查、礦區(qū)成圖、勘查取樣。

海龍Ⅲ和海龍11000均出自上海交通大學(xué)，前者是6000米勘查取樣型無(wú)人纜控潛水器，最大作業(yè)水深6000米，作業(yè)功率170馬力，具備海底自主巡線能力以及更強(qiáng)的推力、高速和重型設(shè)備搭載能力，以支持搭載多種調(diào)查設(shè)備和重型取樣工具，達(dá)到了世界先進(jìn)水平，在深海探測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，可成為海洋觀測(cè)、深海取樣、獲取并傳遞深海信息的良好作業(yè)平臺(tái)。后者為萬(wàn)米級(jí)深海無(wú)人遙控潛水器，設(shè)計(jì)最大工作深度1.1萬(wàn)米。隨之開發(fā)的萬(wàn)米深水電池、可加工浮力材料、陶瓷浮力球、光纖微細(xì)纜、多芯貫穿件等，均為中國(guó)首創(chuàng)成果的部件。

“海龍家族”的深潛傳奇故事開始引起公眾注意是在2009年。中國(guó)深潛技術(shù)專家、上海交通大學(xué)教授朱繼懋帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)9年艱苦攻關(guān)，終于研制成功3500米級(jí)無(wú)人纜控潛水器海龍?zhí)枴Ｔ?009年執(zhí)行的中國(guó)大洋第21航次科考中，海龍?zhí)柺状纬晒M(jìn)行了試用。在東太平洋海隆觀察到了罕見的巨大硫化物“黑煙囪”，并用機(jī)械手準(zhǔn)確抓獲了多金屬硫化物樣品。在之后航次的大洋科考中，海龍?zhí)柾瓿闪藢?duì)南大西洋多金屬硫化物新區(qū)的探測(cè)，成功采集到海底多金屬硫化物和生物樣品，還同步拍攝了高清晰的海底照片和作業(yè)全程視頻影像。海龍?zhí)枌?shí)現(xiàn)了從粗獷取樣觀測(cè)到精細(xì)取樣觀測(cè)的跨越，使中國(guó)海底勘探技術(shù)提高了一個(gè)層次，標(biāo)志著中國(guó)大洋科考進(jìn)入機(jī)器人時(shí)代。

對(duì)海龍Ⅲ和海龍11000的海試情況和在海試中的表現(xiàn)，A航段首席科學(xué)家初鳳友介紹說(shuō)，在本航段，“海龍”共計(jì)完成8次下潛，其中海龍Ⅲ潛水器共下潛5次，完成4500米級(jí)深潛試驗(yàn)；海龍11000潛水器下潛3次，完成3000米級(jí)下潛試驗(yàn)，均取得重要突破，潛水器運(yùn)行狀態(tài)良好。

“蛟龍”志在載人全海深無(wú)禁區(qū)

在中國(guó)深潛器“三龍”中，最引人矚目的莫過(guò)于“蛟龍”了，不僅在于其體積顯得更大，外形與眾不同，更在于其有“載人”功能，需要潛航員深海駕駛，可以給科學(xué)家群體等提供進(jìn)入深海開展科考活動(dòng)的難得機(jī)遇。

“蛟龍家族”中最耀眼的“明星”無(wú)疑是蛟龍?zhí)枺且凰矣芍袊?guó)自行設(shè)計(jì)、自主集成研制的載人潛水器，也是“863”計(jì)劃中的一個(gè)重大研究專項(xiàng)，其設(shè)計(jì)最大下潛深度為7000米級(jí)，是目前世界上下潛能力最深的作業(yè)型載人潛水器。

從上世紀(jì)90年代初開始，中國(guó)有關(guān)部門就針對(duì)大深度載人潛水器的研制展開深入調(diào)研論證。2002年蛟龍?zhí)栒搅㈨?xiàng)，中國(guó)深海裝備領(lǐng)域的技術(shù)帶頭人徐芑南院士擔(dān)任總設(shè)計(jì)師，組建了蛟龍?zhí)栄兄茍F(tuán)隊(duì)，攻克一系列關(guān)鍵技術(shù)難題，取得了眾多科技創(chuàng)新成果，最終歷時(shí)10年完成研制和海試工作。研制團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了7000米級(jí)載人潛水器安全性設(shè)計(jì)技術(shù)體系，蛟龍?zhí)栕鳂I(yè)能力覆蓋99.8%的全球海洋面積；攻克了深海復(fù)雜環(huán)境下精準(zhǔn)操控、精確定位與精細(xì)作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，其懸停作業(yè)功能為國(guó)際同類潛水器首創(chuàng)；突破了復(fù)雜水聲信道條件下大深度、遠(yuǎn)距離、高速率水聲通信技術(shù)，可傳輸圖像、數(shù)據(jù)、文字和語(yǔ)音等信息；創(chuàng)建了我國(guó)載人潛水器陸上測(cè)試、海上試驗(yàn)、潛航員培訓(xùn)、水面支持等深潛作業(yè)和檢測(cè)技術(shù)體系；突破了超大潛深關(guān)重件設(shè)計(jì)制造技術(shù)，推動(dòng)了深海裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

在蛟龍?zhí)柸〉贸晒χ螅嘘P(guān)方面于2015年底順勢(shì)推出了世界最大型全通透載客潛水器寰島蛟龍1，服務(wù)于海洋科普和觀光，并在海南三亞亞龍灣投入運(yùn)營(yíng)。 該潛器成功應(yīng)用了蛟龍?zhí)栞d人潛水器的創(chuàng)新成果，成為中國(guó)觀光潛水器產(chǎn)業(yè)的里程碑。

在載人潛器中，最讓人期待的“明星”無(wú)疑是萬(wàn)米級(jí)載人潛器。根據(jù)目前傳出的信息，在此方面形成了中船重工702研究所葉聰領(lǐng)銜和上海海洋大學(xué)崔維成領(lǐng)銜的兩個(gè)并行研制團(tuán)隊(duì)。在相關(guān)核心部件的研制中，兩個(gè)團(tuán)隊(duì)都已取得重大突破。值得一提的是，葉聰和崔維成都全程參與了蛟龍?zhí)栄兄坪秃Ｔ嚉v程，都是名副其實(shí)的“蛟龍英雄”，而“嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、拼搏奉獻(xiàn)、勇攀高峰”的中國(guó)載人深潛精神將激勵(lì)他們攻克萬(wàn)米載人深潛難關(guān)，開創(chuàng)中國(guó)科考全海深時(shí)代。