跳入海底10909米的“战斗”又回来了。
28日,载人潜水器“奋斗”号深海测试返回仪式在海南三亚举行。凯旋而归的“胜利者”受到热烈欢迎。
图片由中科院传播所提供
三亚崖州湾科技城照片
为什么这个“战士”如此乐观,以至于他可以“一口气”跳入10,000多米的海底?他穿了什么样的装备,以至于他不惧怕极高的压力和极强的腐蚀性环境这三艘潜艇在潜入地球最深处时也与本国观众分享了自己的感受。
接下来,我们来看看这种“战斗机”的“高精度”技术设备。
◎拥有智慧的大脑和两只灵活的手
当谈到这种“斗争”时,人们不得不说它的控制系统,即它的“大脑”。“斗争”的“大脑”是由中国科学院沉阳自动化研究所精心构建的。
深海一片漆黑,地形非常复杂。战斗的“大脑”必须达到高精度的导航控制,否则有发生“在岩石上打击”的危险。
为此,研究人员克服了技术问题,例如具有大惯性和自由度的车辆的导航和控制,在深渊的复杂环境中系统的安全可靠运行以及“指挥中心” des Kampf“基于在线控制分布实现了智能的在线故障诊断和容错。海底控制和自动防撞等功能提高了“ IQ”和潜水器的安全性。
“同时,我们开发的用于优化神经网络的算法可以使“战斗机”自动调整越野巡航,定点导航和在海床上的悬停位置。除其他外,还有性能指标“由于水平和垂直导航控制已达到国际先进水平。”中国科学院沉阳自动化研究所研究员赵阳说。
同时,研究人员安装了一对高度灵活,功能强大的“手”进行战斗。
“这款潜水器使用了两套我们已开发用于10,000米操作的液压主从伺服操纵器。每组指针具有7个关节,可实现6个自由度的运动控制,并且携带能力超过60千克。具有很强的操作能力,”中国科学院沉阳自动化研究所水下机器人研究室副主任张其峰说。
两只手成功地完成了深海海床上的岩石,生物抓取和沉积物采样器操作的精确任务,填补了中国在10,000米深海液压机械手中的使用空缺。
图片由中央广播电视台提供
◎“战士”穿着“战甲”,“泰坦”强大
该“战斗机”之所以不惧怕海床的极高压力和腐蚀性环境,是因为其强大的“战斗装甲”和“钛”。
有人驾驶舱是有人驾驶深海潜水员的核心和关键组成部分,是人们进入10,000米深的深海的硬件保障和安全屏障,标志着该国开发的一个国家载人潜水器的技术水平。中国科学院。
该研究团队解决了钛合金的许多基础科学问题,并克服了载人驾驶室材料,模具和焊接方面的许多关键工程瓶颈。
“我们独创的新型钛合金材料Ti62A已成功解决了载人舱材料的强度,韧性和可焊性问题。”中国科学院金属研究所研究员,深海载人舱项目负责人杨瑞说,在过去,深潜器主要使用Ti64材料。在10,000米深度的极端压力条件下,这种材料与载人舱的目标尺寸和厚度要求不符。强度和韧性。
因此,“我们首先提出了一种新型的合金设计方案,并在此构造的基础上实现了由钛合金制成的新型显微组织。在此基础上,我们发明了具有良好热加工和焊接成形性能的钛合金Ti62A。杨锐说:“ ZAs的能力和可焊性与Ti64合金相匹配,强度得到了极大的提高,成功地解决了机舱载人球形壳体的材料问题。”机舱“奋斗”完成了电子束焊接?照片由中国科学院金属研究所提供
实际上,钛合金材料具有固有的“尺寸效应”,即尺寸和厚度越大,就越难以保证机械性能的均匀性和稳定性。
然而,这是在深海的极高压环境中应用必须克服的另一障碍。
解决了关键问题后,研究人员通过设计材料的微观结构及其获取过程,成功地克服了钛合金的“尺寸效应”。
图片由中央广播电视台提供
◎水下10,000米的直播“奋斗”得以保证
“亲爱的观众,10,000米的海底真是令人难以置信。我希望我们能通过’战斗机’的图片向您展示10,000米的海底。”
2020年11月10日上午8:12,战斗在世界上最深的马里亚纳海沟成功地继续进行,三艘潜艇立即通过水下声通信系统向本国观众广播了他们所看到的内容。
图片由中国科学院声学研究所提供
相对于前两代载人潜水器“角龙”和“深海勇士”,声学系统“奋斗”已经完全本地化。该系统是由中国科学院声学研究所开发的。
“战斗声学系统突破了整个海洋的困境,并具有更高的技术指标。它在整个试航过程中表现良好,并为整个海洋深处的连续巡航作业提供了可靠的技术支持。”中国科学院刘业耀说,研究所的总工程师,副总建筑师,总设计师和战斗潜艇。
水声通信是“战斗”和母舰“ Explore One”之间的唯一桥梁,并且能够将文本,语音和图像从潜水器的10,000米高的海底实时传输到母舰。
此外,内置于声学多普勒测速仪,定位声纳和惯性导航设备中的集成导航系统可为Struggle的旅行过程提供高精度的水下定位导航。
在11月16日潜水时,“奋斗号潜艇”能够使用集成的导航系统和声纳设备成功检索了三个水下样本,这些样本以前仅在半小时内就被放置在10,000米高的海床上。“海床”,然后通过水声通信器将采样屏幕发送回母船。
(来源:科学技术日报)