本報記者 張保淑

近日，大洋一號科考船從廈門起航，奔赴南海，執(zhí)行綜合海試B航段科考任務(wù)。隨同“遠征”南海的有一位眾所矚目的“明星”：潛龍三號。作為目前中國最先進的自主無人潛水器，潛龍三號是“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行的A航段海試中，海龍Ⅲ無人纜控潛水器即“海龍家族”最新成員也首次出海告捷。在中國海洋科考領(lǐng)域，為人們所熟知的還有另一個“豪門”即載人潛水器“蛟龍家族”。

經(jīng)過多年努力，中國業(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，折射出中國海洋科技裝備領(lǐng)域突飛猛進的發(fā)展，為人類認識海洋，開發(fā)、利用海洋作出了重大貢獻。

“潛龍”縱橫海底平原和山川

長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”給人們的直觀印象。 這條“胖黃魚” 主要應用于深海資源環(huán)境勘查，從類別上來說屬于“自主無人潛水器”，具備強大的探測功能。它除了能夠進行海底微地貌成圖、溫鹽深探測、甲烷探測等之外，還具備濁度探測、氧化還原電位探測、海底照相以及磁力探測等諸多探測功能。

作為“自主無人潛水器”，潛龍三號是名副其實的水下智能機器人，不僅可以靈活自如地暢行水下，而且憑借其先進的探測裝備，完成多樣復雜的科考任務(wù)。中國科學院沈陽自動化研究所總工、潛龍三號總設(shè)計師劉健介紹說，這條“胖黃魚”有4個“鰭”，它們其實是4個可旋轉(zhuǎn)舵推進器，以完成前進后退、上浮下沉等動作?！棒~嘴”上安裝的是前視聲吶，可以將潛水器采集的聲學數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像，用以識別障礙物和周邊環(huán)境，隨后在主控計算機的控制下通過自主轉(zhuǎn)動和躲避，保障自身安全和正常作業(yè)。“魚尾”上安裝的是磁力探測儀，可對探測目標進行準確分析研判。

劉健是中國無人潛水器領(lǐng)域的資深科學家，曾擔任早期“CR-02 6000米自治水下機器人”總設(shè)計師，在“潛龍三兄弟”研制過程中更是立下汗馬功勞。作為“潛龍一號”課題負責人，潛龍二號、潛龍三號的總設(shè)計師，他可以說全程見證和參與了“潛龍家族”發(fā)展演變，甚至對其中任何一個細節(jié)的改進都了如指掌。在外人看來，潛龍二號和潛龍三號就是一對“雙胞胎”，外形、體重等一模一樣。對此，劉健解釋說，雖然兩者有很多共同之處，比如均可在復雜的海底地形環(huán)境運行，但潛龍三號是潛龍二號的優(yōu)化升級版，簡單來說，前者能耗更低、續(xù)航更大、國產(chǎn)化程度更高、噪聲更低、抗流能力更加強、聲學成像質(zhì)量更高。相對于兩個“弟弟”，潛龍一號從外觀上來看無疑顯得“另類”。它不是“魚”造型，而是長4.6米、直徑0.8米的橘紅色圓柱體。劉健解釋說，潛龍一號的設(shè)計適宜在海底五六千米地勢較平坦的深海中作業(yè)，而兩個“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

在大洋一號綜合海試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器人，擅長局部作業(yè)、定點精細探測，可以進行大功率、長時間的水下工作，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，前者是6000米勘查取樣型無人纜控潛水器，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，達到了世界先進水平，在深海探測領(lǐng)域具有廣闊的應用前景，可成為海洋觀測、深海取樣、獲取并傳遞深海信息的良好作業(yè)平臺。后者為萬米級深海無人遙控潛水器，設(shè)計最大工作深度1.1萬米。隨之開發(fā)的萬米深水電池、可加工浮力材料、陶瓷浮力球、光纖微細纜、多芯貫穿件等，均為中國首創(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。中國深潛技術(shù)專家、上海交通大學教授朱繼懋帶領(lǐng)團隊，歷時9年艱苦攻關(guān)，終于研制成功3500米級無人纜控潛水器海龍?zhí)?。?009年執(zhí)行的中國大洋第21航次科考中，海龍?zhí)柺状纬晒M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”，并用機械手準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δ洗笪餮蠖嘟饘倭蚧镄聟^(qū)的探測，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)枌崿F(xiàn)了從粗獷取樣觀測到精細取樣觀測的跨越，使中國海底勘探技術(shù)提高了一個層次，標志著中國大洋科考進入機器人時代。

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

“蛟龍”志在載人全海深無禁區(qū)

在中國深潛器“三龍”中，最引人矚目的莫過于“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，可以給科學家群體等提供進入深海開展科考活動的難得機遇。

“蛟龍家族”中最耀眼的“明星”無疑是蛟龍?zhí)?，它是一艘由中國自行設(shè)計、自主集成研制的載人潛水器，也是“863”計劃中的一個重大研究專項，其設(shè)計最大下潛深度為7000米級，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90年代初開始，中國有關(guān)部門就針對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?，中國深海裝備領(lǐng)域的技術(shù)帶頭人徐芑南院士擔任總設(shè)計師，組建了蛟龍?zhí)栄兄茍F隊，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10年完成研制和海試工作。研制團隊創(chuàng)建了7000米級載人潛水器安全性設(shè)計技術(shù)體系，蛟龍?zhí)栕鳂I(yè)能力覆蓋99.8%的全球海洋面積；攻克了深海復雜環(huán)境下精準操控、精確定位與精細作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，其懸停作業(yè)功能為國際同類潛水器首創(chuàng)；突破了復雜水聲信道條件下大深度、遠距離、高速率水聲通信技術(shù)，可傳輸圖像、數(shù)據(jù)、文字和語音等信息；創(chuàng)建了我國載人潛水器陸上測試、海上試驗、潛航員培訓、水面支持等深潛作業(yè)和檢測技術(shù)體系；突破了超大潛深關(guān)重件設(shè)計制造技術(shù)，推動了深海裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

在蛟龍?zhí)柸〉贸晒χ?，有關(guān)方面于2015年底順勢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營。 該潛器成功應用了蛟龍?zhí)栞d人潛水器的創(chuàng)新成果，成為中國觀光潛水器產(chǎn)業(yè)的里程碑。

在載人潛器中，最讓人期待的“明星”無疑是萬米級載人潛器。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)銜和上海海洋大學崔維成領(lǐng)銜的兩個并行研制團隊。在相關(guān)核心部件的研制中，兩個團隊都已取得重大突破。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，都是名副其實的“蛟龍英雄”，而“嚴謹求實、團結(jié)協(xié)作、拼搏奉獻、勇攀高峰”的中國載人深潛精神將激勵他們攻克萬米載人深潛難關(guān)，開創(chuàng)中國科考全海深時代。