“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(guò)人之處？此次海試對未來(lái)“三龍聚首”有何意義？記者就此采訪(fǎng)了專(zhuān)家。

　　僅靠“潛龍二號”難以滿(mǎn)足需要

　　長(cháng)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”延續了“潛龍二號”的“黃胖魚(yú)”“基因”。

　　這并不奇怪，因為這對“孿生兄弟”的總設計師是同一個(gè)人——中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所研究員劉健。劉健說(shuō)，這種非回轉體立扁魚(yú)形設計，有利于減少垂直面的阻力，便于潛水器在復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(zhù)豐富的資源，但僅靠人類(lèi)的潛水技術(shù)難以到達深海的絕大部分區域，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(lèi)：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(dòng)，在較大的區域范圍內進(jìn)行精細探測，自主導航、自主作業(yè)以及自我保護。

　　“十二五”期間，在中國大洋協(xié)會(huì )支持下，中科院沈陽(yáng)自動(dòng)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核區。

　　與此同時(shí)，在國家863計劃支持下，歷時(shí)5年艱苦攻關(guān)，中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所研制出4500米級深海資源自主勘查系統——“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)。

　　多金屬硫化物區的海底地形異常復雜，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(chē)，能更好地在復雜地形中作業(yè)。

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

　　在技術(shù)成熟的“潛龍二號”基礎上，2016年9 月，中國大洋協(xié)會(huì )與中科院沈陽(yáng)自動(dòng)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(jiǎn)稱(chēng)“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查評估提供服務(wù)。其中中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所為“潛龍三號”的技術(shù)總體責任單位，國家海洋局第二海洋研究所負責探測載荷分系統研制，中科院聲學(xué)所負責微地貌測量系統設備研制。

　　在“潛龍二號”基礎上優(yōu)化升級

　劉健介紹，下潛前，科研人員會(huì )在“潛龍三號”的“大腦”中植入參數和使命配置，然后用吊車(chē)將其放到水中，之后解除吊車(chē)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。下潛到預定深度后，它自動(dòng)拋掉下沉壓載鐵開(kāi)始作業(yè)。完成作業(yè)后，它會(huì )自動(dòng)拋掉上浮壓載鐵，實(shí)現自動(dòng)上浮，工作人員再通過(guò)遙控掛鉤或拋繩等方式將它回收到母船。

　　為應對水下復雜的地形地貌，“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”，控制計算機把數據采集進(jìn)來(lái)后，通過(guò)圖像處理方式來(lái)識別障礙和周?chē)h(huán)境，結合避碰策略，下達緊急轉向、緊急變深或變高以及跟蹤指令。在解除危機后，會(huì )通過(guò)在線(xiàn)路徑規劃引導潛器回到正確的軌跡上，使其繼續正常地執行任務(wù)。

　　4個(gè)可旋轉舵推進(jìn)器相當于潛水器的“鰭”。依靠操控推進(jìn)器和舵的運動(dòng)，潛水器可以靈活地前進(jìn)、后退、旋轉，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平方公里的熱液區海底精細地形地貌探測、發(fā)現多處熱液異常點(diǎn)，獲得大量高清晰近底照片，為我國海底多金屬硫化物礦區資源評估奠定了科學(xué)基礎。

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

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

　　為“三龍”聚首打下基礎

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(shí)29天，共進(jìn)行了43個(gè)潛次，主要驗證了“潛龍三號”主要技術(shù)指標和功能滿(mǎn)足合同要求，在最大速度、推進(jìn)效率、全系統聲噪聲、最大續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(jìn)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(wú)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(shuō)，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(jìn)行驗證，此外還將根據需求，在天然氣水合物試采區和多金屬結核試采區進(jìn)行試驗性應用。按照計劃，海試通過(guò)后，“潛龍三號”將在我國大洋多金屬硫化物資源調查航次中被實(shí)際應用，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，是我國海洋調查功勛船“大洋一號”。這是其2016年大修改裝后首次執行綜合海試任務(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(gè)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(shí)的基礎。

　　記者同時(shí)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(shí)，它將可以同時(shí)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。