蛟龙号三大尖端技术.doc

“蛟龙”号三大尖端技术:可用水下声波传输图片
2011年08月15日 12:21
来源:南方日报
图表:“蛟龙”5000米载人深潜海试成功新华社记者高微冯琦编制
北京时间7月26日,在东北太平洋的阳光照耀下,“蛟龙”号猛然浮出水面。就在数小时前,中国人的身影第一次出现在5000米以下深海,继美、法、俄、日之后,中国载人深潜器历史性地跻身“世界深海俱乐部”。
“蛟龙”号外形像是一条大白鲨,有着白色圆滚滚的身体,橙色的脑袋,身后的X形稳定翼就如同鱼尾巴。它是一条名副其实的深水鱼,科研人员以中国神话传说“蛟龙闹海”为其命名,希望它能在深海弄出大动静。
不过,“蛟龙”号可不仅是一项顶尖技术那么简单。美国《华尔街日报》评论指出,“中洋,这将使它在一场勘探世界大洋最深处可能十分丰富的矿产资源的竞赛中超越美国。”事实上,从国内外的热烈反响来看,一条高科技的“蛟龙”正让黄土地的中国人重新审视自身的深海战略,深蓝之梦或将就此拉开。
专家揭秘三大技术突破
近底自动航行和悬停定位、高速水声通信、充油银锌蓄电池容量被誉为“蛟龙”号的三大技术突破。本报特邀“蛟龙”号研发人员、中国科学院沈阳自动化所水下机器人研究中心主任王晓辉解析有关技术。
图表:蛟龙号第三次深海探秘新华社记者秦迎编制
“蛟龙”号可稳稳“定住”
如同开车一样,驾驶员的脚总放在油门上,难免产生疲劳感。“蛟龙”号驾驶员是幸运的,它具备自动航行功能,驾驶员设定好方向后,可以放心进行观察和科研。
王晓辉介绍说,“蛟龙”号现在可以完成三种自动航行:自动定向航行,驾驶员设定方向后,“蛟龙”号可以自动航行,而不用担心跑偏;自动定高航行,这一功能可以让潜水器与海底保持一定高度,尽管海底山形起伏,自动定高功能可以让“蛟龙”号轻而易举地在复杂环境中航行,避免出现碰撞;自动定深功能,可以让“蛟龙”号保持与海面固定距离。
更为令人称奇的是,“蛟龙”号还能悬停定位。一旦在海底发现目标,“蛟龙”号不需要像大部分国外深潜器那样坐底作业,而是由驾驶员行驶到相应位置, “定住”位置,与目标保持固定的距离,方便机械手进行操作。在海底洋流等导致“蛟龙”号摇摆不定,机械手运动带动整个潜水器晃动等内外干扰下,能够做到精确地“悬停”令人称道。在已公开的消息中,尚未有国外深潜器具备类似功能。
深海通信靠“声”不靠“电磁”
陆地通信主要靠电磁波,速度可以达到光速。但这一利器到了水中却没了用武之地,电磁波在海水中只能深入几米。“蛟龙”号潜入深海数千米,如何与母船保持联系?
科学家们研发了具有世界先进水平的高速水声通信技术,采用声纳通信。这一技术需要解决多项难题,比如水声传播速度只有每秒1500米左右,如果是 7000米深度的话,喊一句话往来需要近10秒,声音延迟很大;声学传输的带宽也极其有限,传输速率很低;此外,声音在不均匀物体中的传播效果不理想,而海水密度大小不同,温度高低不同,海底回波条件也不同,加上母船和深潜器上的噪音,如何在复杂环境中有效提取信号难上加难。
“蛟龙号”载人潜水器。李杨洋摄来源:人民网
据悉,“蛟龙”号上装载的高速水声通信技术由中国科学院声学所研发,能够适时传输语音、文字和图片,这是国外绝大多数载人深潜器所没有的。
世界深潜器最大容量电池之一
“蛟龙”号在深海要生存近十