
原标题:“蛟龙”知多少?潜航员详解蛟龙号载人潜水器
新华网山东频道6月12日电(记者张旭东)“蛟龙”号载人潜水器是我国尖端深海科考装备,创造了世界同类潜水器最大下潜深度7062米,在首个试验性应用航次中表现出色,帮助科研人员取得了大量生物、岩石和沉积物等珍贵海底样品。那“蛟龙”号都有哪些秘密?新华社记者采访了对“蛟龙”号非常熟悉的潜航员唐嘉陵。
“蛟龙”号如何下潜和上浮?
记者:“蛟龙”号是一个超过20吨的“铁家伙”,它是如何实现下潜和上浮的?
唐嘉陵:“蛟龙”号是无动力自主下沉与上浮,当它入水后,“蛙人”乘坐橡皮艇就将连接潜水器与A型架的缆绳解开,“蛟龙号”便完全自主、独立运行,并不是像有些公众想象的那样是一根绳子一直拽着它。
“蛟龙”号下潜与上浮的秘密就是压载铁。压载铁,顾名思义就是给“蛟龙”号增加重量的铁块。“蛟龙”号下潜的时候,压载铁就装在潜水器下腹部两侧的凹槽内。由于搭载压载铁,潜水器为负浮力,进入海水中后开始下沉。当到一定深度,潜水器根据作业需要抛掉部分压载铁,以使潜器的比重最大程度接近海水密度,减少螺旋桨的工作压力。
“蛟龙”号坐底后,潜航员操作潜器进行标志物布防、沉积物采样和海底微型地貌勘测等。在完成所有作业后,潜航员操作再次抛掉压载铁,含有浮力材料的潜水器这时变为正浮力,开始上升。
由于不同海域、不同深度的海水密度都不尽相同,潜水器在水中受到的浮力并不是一定的。因此,每次下潜试验前,潜航员都要根据所在海域以及所要下潜的深度,精确地计算出所需压载铁的重量。
“蛟龙”号如何“GPS”定位?
记者:在黑暗的大海深处,既没有公路上的标志,又没有GPS导航,那如何确定“蛟龙”号在水中的位置?
唐嘉陵:,“蛟龙”号水下定位主要靠两套声学定位系统:超短基线和长基线定位系统。
在超短基线系统中,母船上安装了一套定位设备,“蛟龙”号上安装了一个信标。当潜水器入水后,母船和“蛟龙”号上一对精确同步的时钟同时触发母船上的定位设备和“蛟龙”号上的信标。母船上有一套可升降声学阵,上面有4个声学接收换能器可以接收到信标发射的信号,通过分析这4个信号,可以计算出信标与母船的距离、方位角和倾角,进而计算出信标在水下的位置,也就是潜水器在水下的位置。
长基线定位需要在海底投放不少于3个信标,“蛟龙”上的长基线收发机定时发射一个询问信号,各信标收到后回答一个信号,收发机根据应答的时间来确定各信标与“蛟龙”号的距离,再通过几何解算来确定潜水器的位置。
长基线比超短基线定位精确度更高,而超短基线使用方便,不需要投放信标,因此根据作业任务的特点来确定用哪种定位方式。
“蛟龙”号如何“千里传音”?
记者:“蛟龙”号最大下潜深度7达062米,那它如何与母船取得联系?
唐嘉陵:“蛟龙”号不能像“神州”飞船一样实时将宇航员太空工作、生活的视频图像传回地面,但母船可以与“蛟龙”号实时文字沟通,并可以语音通话,就像聊“QQ”一样。
由于海水会吸收电磁波,因此在水下不能用无线电来通信。声波在水中可以传播的距离要大得多,频率越低就传得越远,次声波甚至可以环绕地球传播。“蛟龙”号用的就是10千赫的声波来实现在7000米海底与母船的通信。
“蛟龙”号自带一个水声通信设备,把数据、文字、图片、语音等信息附加到声波中在水中进行传播,母船有一个声学吊阵用来接收,技术人员通过信号处理技术来克服声波传播中出现的失真,达到可靠的通信效果。
由于声波频率低,能够携带的信息就少,水声的这一特性决定了声学通信设备传输信息速率慢、容量低,只能保证语音、文字、数据和图片的传输,达不到视频实时传输的要求。(完)