沈阳自动化所参与研制的载人潜水器3000米级海试获成功

2010-8-26 17:06 来源: 中国科学院
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中科院沈阳自动化研究所参与研制的我国首台载人潜水器“蛟龙”号

  7月18日下午,江阴苏南国际码头彩旗招展、鼓乐齐鸣,中科院沈阳自动化研究所参与研制的我国首台载人潜水器“蛟龙”号,在历经52天的3000米级海上试验后,返航归来。“蛟龙”号载人潜水器3000米级海上试验的成功,标志着中国成为继美、法、俄、日之后,世界上第五个具备此深度级别载人深潜和作业能力的国家。

  载人潜水器项目是国家863计划“十五”重大专项,于2002年底立项。在2009年成功完成300米和1000米级海试后,今年5月底,“蛟龙”号开始了3000米级海试。到目前为止,“蛟龙”号已进行了37次下潜。此次海试中,“蛟龙”号4次突破3000米深度,最大下潜深度达3759米,已经超过了最新公布的世界海洋平均深度。

  “蛟龙”号载人潜水器由国内几十家单位联合攻关,从零起步,自主研发。中科院沈阳自动化研究所作为该项目的主要参研单位,承担了载人潜水器控制系统的研究开发和实验工作。控制系统相当于载人潜水器的“大脑和中枢神经”,主要包括航行控制子系统、导航定位子系统及综合信息显控子系统3个部分。

  “蛟龙”号载人潜水器控制系统采用先进的控制策略,能有效克服潜水器本体、海洋环境、传感器、执行机构等不确定性干扰,可同时进行自动定向、自动定深/高和自动定速控制,从而实现潜水器长距离航行时全自动航行控制功能,有效减少潜航员的驾驶强度。为了保证潜水器安全可靠运行,控制系统具有较强的多传感器信息融合功能,充分利用安装的多种传感器实现潜水器的冗余控制,通过采集载人潜水器操作面板的操作指令及各种传感器的信息,进行分析和判断,输出指令控制各种执行机构,使潜水器完成各种动作。综合信息显控系统通过对采集的信息进行数据分类、存储并在人机界面上进行显示,给潜航员和指挥员提供决策参考,方便驾驶潜水器和指挥潜水器的作业。数据分析后处理系统具有对存储的历史数据进行全面的数据分析和汇总等功能。此外,载人潜水器控制系统还包括半物理仿真平台。控制系统软硬件的各种功能、控制策略需要通过半物理仿真平台验证后才投入潜水器应用,以确保系统的稳定性和可靠性。

  “蛟龙”号载人潜水器控制系统在300米、1000米和3000米等级别的海试中,一直稳定可靠运行。海上试验结果表明,“蛟龙”号在全自动航行控制策略、在线信息采集/处理/存储/报警、数据分析后处理和半物理仿真验证等方面取得了重大技术突破。

  在“蛟龙”号载人潜水器海试中,沈阳自动化所有6人次参加,其中博士研究生刘开周不顾首型载人潜水器试验存在的巨大危险,主动报名参加载人潜水器试航。刘开周毕业不久就参加了载人潜水器控制系统的研制工作。海试开始时,正值他新婚不久。但他为了祖国的科学事业舍小家而顾大局,告别妻子,毅然登上试验船参加深海试验。海试以来,他多次参加下潜试验。7月12日,他与其他两名试航员下潜至3757.31米,亲眼见证了我国首型载人潜水器新的下潜纪录。

  此次3000米级海上试验成功创造了我国新的载人深海潜水纪录,是我国载人深潜事业和深海装备技术发展的重大成果和重要里程碑,对有效开发海底矿产资源、和平利用海洋、提升我国在深海技术领域的国际影响力具有重要的现实和战略意义。这一深度的突破也体现了中国在深海技术领域的重大进步,显示了中华民族实现“可下五洋捉鳖”的长久夙愿的能力。此次海试还巩固锻炼了试航员队伍,将加速我国第一代职业潜航员的诞生。