万米载人潜水器保障母船“探索二号”有哪些“独门绝技”?

自2002年以来,我国诞生了“蛟龙”“深海勇士”等深海载人潜水器,当潜水器在千米级至数千米级深度自由探索时,保障母船的全力支持尤其重要。

在9月25日的《创新跨越2020》节目中,带您走进载人潜水器支持保障母船“探索二号”。这是一艘水面支持装备实现全面国产化的科考船,她有哪些“独门绝技”?将来又能发挥哪些作用?

载人潜水器布放回收系统中最具代表性的是A形架和摆动悬架装置,通过抗纵摇和抗横摇的油缸装置,减小潜水器和布放回收系统的冲击力,实现了一套系统适用于两种潜水器的回收布放,“深海勇士”号和“奋斗者”号载人潜水器都可以利用这个系统进行作业。

在刚刚完成海试的“探索二号”船上,这套全国产化的布放回收系统尤其引人注意,它的负载能力为50吨,系统具备提升、变幅、止荡、补偿、对接缓冲、锁紧、拖曳等多种功能,以满足潜水器在复杂海况下的布放回收。

中船重工704所项目负责人 李彬:所有的功能里面,既有单个功能实现,又有多个功能组合同时出现的时候,这里面很多安全保护连锁的技巧或者说是难点在里面。

一套布放回收系统适用于两种潜水器的布放回收,打破了世界深海领域的1对1的固定模式,但在研制过程中难处颇多。不同的潜水器会导致系统门架高度、摆动悬架装置高度、起吊缆与潜水器的匹配等各种因素的差异。

中船重工704所项目负责人 李彬:需要通过我们整个的电液系统的控制逻辑去实现,除了受力方面要充分考虑以外,力学连锁和多动作,以及考虑到高海况的情况对每一个潜器不同的要求,这里面都需要分别对待。

“探索二号”水面支持装备实现国产化

和“探索一号”相比,“探索二号”完成了吊放系统智能监控、适应性改装等方面的全面升级,重点实现100吨级重型门架的研制,实现了完整的潜水器布放回收系统国产化研制。

其实,潜水器回收布放系统只是“探索二号”的一部分,早在2018年12月,“探索二号”就开始了母船和水面支持系统的同时改造。要在从未有过的船型上,既要实现科学家的需求,还要进行技术装备的研发,本身就很有挑战。

中科院深海所海洋装备与运行管理中心主任 唐古拉山:要实现这样一个综合性的平台,从前期的需求论证到后期的设计,你有很多想象不到的东西,包括技术储备、生产加工能力、材料,乃至整个工艺,这是比较有挑战的。

经过一年半的时间,“探索二号”提前完成改造正式出厂。从大型A架及载人深潜器布放回收与转运装置到伸缩折壁吊、全海深地质、光电缆绞车的配备,再到水声通信、水声定位、多波束等深海声学设备的上船,“探索二号”船上14台套全国产化科考装备的增装,彻底摆脱了长期以来对欧、美生产厂家水面支持装备的依赖。但在实现国产化的路上,无数次的试验必不可少。

中科院深海所海洋装备与运行管理中心主任 唐古拉山:比如说我们的载人潜器布放与回收装置,那我们就先要用模拟潜器去做。模拟试验完了以后,我们再做海试,海试的过程中会不断出现各种问题。所以说,我们在研制以外,在后期的正式应用之前,我们进行大量的试验,以验证它的可靠性,确保它在正式投入使用的时候能够可靠地工作。

在海上,特别是复杂海况条件下进行科考活动,对船舶的安全性、操纵性、稳定性无疑提出了更高的要求。“探索二号”船还配备了两台艏侧推进器和两套全回转舵浆,在科考时既能精确保持船位状态,又能灵活的实现自动导航和复杂目标跟踪。

中科院深海所“探索二号”船长 孙燕辉:360度悬回转的这种方式,比正常的那个CPP(可调螺距螺旋桨)的要好,再加上配合手部的两个侧推,一个伸缩推,一个管道推,这样的话,它的定位能力更加强大,性能更加优越。

深海装备快速发展为经略海洋提供硬支撑

十三五期间,深海关键技术及装备快速发展,我国先后研制完成“深海勇士”号、“奋斗者”号大深度载人潜水器,“海翼号”滑翔机、“探索一号”“探索二号”等一批先进装备。

我国已经形成了国际上独一无二的深海装备集群。

目前,我国已经建成一支拥有23人的大深度潜航员团队,这个团队已经完成了439个下潜作业,形成“1名潜航员+2名科学家”的常态化下潜模式,多次完成2天3潜、4天6潜的高强度作业,创造了高强度、高效率、高作业安全保障等国际国内纪录。

中科院深海所科学技术处处长 向长生:“十三”五期间,我国对马里亚纳海沟进行了60次万米无人探测,这种强度在国际上也是极其罕见的,使得我国能够从多角度解析马里亚纳海沟深渊的专属性物理海洋和地球化学现象和成因机制,也使得我国深海科学研究进入万米时代。

“十四五”期间是我国深海科技重大发展的战略机遇期。着重推进深海技术和装备的研发,将国之重器打造成国之利器,高频、高效地使用我国大深度装备集群将成为关键词。

中科院深海所科学技术处处长 向长生:快速形成国际领先的全海深进入、探测、作业技术和装备体系,继续锤炼我们深海作业能力,为我国经略海洋提供硬支撑。