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潜龙二号”通过西南印度洋海试现场验收我国自主研发的AUV取得重大突破

发布时间: 2016-11-22
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2016年1月29日,在西南印度洋海上试验现场,验收专家组正式公布了对4500米级深海资源自主勘查系统(AUV)--“潜龙二号”验收试验的考评结果:一致同意通过现场验收。此次重要考核节点的验收通过,标志着我国在使用AUV进行海底硫化物调查领域进入国际先进行列。

“潜龙二号”是“十二五”国家“863计划”深海潜水器装备与技术重大项目的课题之一,总体目标为自主研制出一套4500米级的AUV系统,以此为平台,集成热液异常探测、微地形地貌测量、海底照相和磁力探测等技术,形成一套实用化的深海探测系统,用于多金属硫化物等深海矿产资源勘探作业。该课题由中国大洋矿产资源研究开发协会办公室负责,中国科学院沈阳自动化研究所为技术总体单位,联合国家海洋局第二海洋研究所等单位共同研制。

中国大洋40航次第一航段期间,“潜龙二号”在我国西南印度洋多金属硫化物勘探合同区共开展了8次探测试验,取得了多项突破性成绩:首次使用自主知识产权的AUV进行洋中脊热液区探测任务,获得了断桥、龙旂热液区的近海底精细三维地形地貌数据和磁力数据,同时发现了断桥、龙旂热液区多处热液异常点,并获得洋中脊近海底高分辨率连续照片,为西南印度洋多金属硫化物勘探合同区资源勘探提供了相关依据。该技术的应用将大大提高海底硫化物勘探的能力和效率,是我国大洋多金属硫化物勘探技术的重大突破。

西南印度洋脊上热液活动的分布与断裂和岩浆活动密切相关。西南印度洋热液区地形极为复杂,其中断桥热液区试验海域海底地形起伏高达290米,龙旂热液区试验海域海底地形起伏更是高达850米。对于完全自主航行的潜水器来说,要在如此复杂的地形条件下实现近海底探测极其困难。课题组在航前进行了周密准备,开展了大量复杂地形下的仿真工作,在航次试验中“潜龙二号”表现出良好的近海底复杂地形稳定航行能力,及出色的避碰控制性能。仅在断桥热液区一次下潜探测中,“潜龙二号”就先后有效地完成了9次规避障碍的控制。“潜龙二号”出色的航行及避碰性能,为其安全、有效地完成探测任务奠定了基础。

开展近海底精细地形地貌探测是“潜龙二号”的一项重要功能。“潜龙二号”采用测深侧扫声呐水下实时信号处理技术,实现了深海近海底高精细地形地貌快速成图,这是我国AUV首次获得洋中脊复杂地形近海底精细地形地貌三维图。

热液活动区热液异常探测是“潜龙二号”的又一重要功能,它是发现热液活动区,进而找到热液活动喷口的重要手段。“潜龙二号”装载有CTD、氧化还原电位计、浊度计、甲烷传感器等重要探测设备,能够探测到海底热液活动引起的水体异常。在本航段试验中,“潜龙二号”成功地在龙旂热液区探测到热液异常。这是我国AUV首次在洋中脊热液区开展热液异常探测工作。

热液活动区的近底光学探测是最终确认热液喷口及硫化物分布的重要手段。“潜龙二号” 装载有高清数码相机,具有在复杂海底地形条件下近底航行的能力,可实现近底5~7米光学成像。本航段试验中,“潜龙二号”获得洋中脊近海底高分辨率照片300多张,成功拍摄到多张含有硫化物、玄武岩、贝壳及鱼虾生物。见下图1-3所示,这是我国AUV首次获得洋中脊热液区的近海底高清晰照片。

由于“潜龙二号”首次在复杂洋中脊作业,试验过程中也不可避免的遇到了一些问题,其中包括由于对热液区环境缺乏足够认识而造成失误、潜水器装载设备可靠性不足问题等。但种种困难没有难倒试验队员,他们日夜奋战、团结协作,刻苦攻关,通过不断总结经验和教训,解决问题并完善设计,完成了规定的所有验收试验项目,并取得了良好的验收成绩。

本次试验再次验证了“潜龙二号”的多项关键技术:首次采用全新非回转体立扁形设计和推进器布局,增强了潜水器的机动性能,实现了复杂海底地形下的稳定航行和路径跟踪能力;首次采用基于前视声纳的避碰控制方法,大大提高了障碍物的有效识别能力,实现了复杂海底地形条件下的有效避碰控制;采用测深侧扫声呐水下实时信号处理技术,实现了深海近海底高精细地形地貌快速成图;国内首次在AUV上安装了磁力探测传感器,实现了对磁辐射设备的有效屏蔽及磁探测数据的有效校正及处理。

西南印度洋第一航段验收试验的结束,标志着“潜龙二号”试验性应用的开始。根据航次计划,“潜龙二号”将在中国大洋40航次第二航段开展试验性应用,逐步形成资源勘查能力。

文章来源: 中国网
责任编辑: 舒珺
 
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