潛水器

潛水器是一種具有水下觀察和作業(yè)能力的活動潛水裝置。與潛艇相比，潛水器必須依靠母船補(bǔ)充能量和空氣，其體積較小，航程短，不能在海中獨(dú)立行駛，也沒有潛艇那樣的艇員生活設(shè)施。潛水器在大海中每下潛10米，所承載的壓力就會增加一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。在海平面下的萬米深處，相當(dāng)于把兩輛坦克的重量壓在一根手指上。如果在深海里，潛水器的材料與結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，就會直接導(dǎo)致內(nèi)爆，也就是潛水器在強(qiáng)大的壓力下就會爆炸。一旦潛水器出現(xiàn)裂縫，海水就會在高壓下瞬間撕開潛水器的外殼，撕裂壓碎里面所有

率深海無人遙控潛水器！有人肯定要問了，潛水器是干什么用的呢？哈哈哈，讓小編來給大家介紹一下吧！海底采礦好幫手海洋不僅有各種各樣的生物，還蘊(yùn)藏著無盡的礦藏。海底金屬礦物分布十分廣泛，我國已在太平洋海底調(diào)查了200多萬平方千米，其中30多萬平方千米是有開采價值的，可是怎樣尋找和發(fā)現(xiàn)那些資源呢？深海潛水器可以在海底采礦中派上用場了，比如可以拍攝海底的照片，幫助科研人員繪制海底地形圖，對深海中的礦石進(jìn)行取樣，以供科學(xué)家化驗(yàn)分析。近年來，科研人員通過深海潛水器發(fā)現(xiàn)了

2)0 引 言潛水器一般可分為載人潛水器（Human Occupied Vehicles，HOVs）、有纜遙控水下機(jī)器人（Remotely Operated Vehicles，ROVs）和水下自治機(jī)器人（Autonomous Underwater Vehicles，AUVs）[1]，而載人潛水器，特別是深海載人潛水器，是海洋開發(fā)的前沿與制高點(diǎn)之一。目前中國、美國、法國、俄羅斯、日本擁有世界上僅有的幾艘深海載人潛水器，其中我國比較典型的載人潛水器是“蛟龍”號

深海一號”載人潛水器支持母船（簡稱“深海一號”母船）等?！吧詈Ｒ惶枴蹦复且凰覍ｉT用于布放及回收“蛟龍”號載人潛水器，并為該載人潛水器深潛作業(yè)提供水下與水面支持以及維護(hù)保養(yǎng)的專用載人潛水器支持母船。其滿足無限航區(qū)要求，并具有全球航行能力?！吧詈Ｒ惶枴蹦复延?019年9月進(jìn)行試航并交付使用。我國自主研發(fā)的深海載人潛水器“蛟龍”號和“深海勇士”號陸續(xù)研制成功并投入使用，全海深11000 m的載人潛水器“奮斗者”號也于2020年底在馬里亞納海溝海試成功，下潛水

度可以分為載人潛水器和非載人潛水器;從能不能在水下自由航行的角度又可以分為有纜型和無纜型。今天我們就來了解一下我國用來探索海洋的“龍”系列潛水器?！昂｝垺毕盗杏欣|無人型潛水器“海龍”系列潛水器是我國自主研制的水下機(jī)器人，能夠在海底高溫和復(fù)雜地形等特殊的環(huán)境中開展海洋調(diào)查和作業(yè)。2009年，中國“大洋一號”科考船使用“海龍2號”潛水器在太平洋赤道附近洋中脊擴(kuò)張中心海域觀察到高26米、直徑約4.5米的巨大“黑煙囪”，“海龍2號”潛水器用機(jī)械手準(zhǔn)確抓獲約7千克樣

奮斗者”號載人潛水器浮出水面，之后被回收至母船。10909米也是我國載人潛水器最深紀(jì)錄。布放工作是在北京時間10日凌晨4時左右進(jìn)行的。8時12分，“奮斗者”號在馬里亞納海溝成功坐底后，3位潛航員在海底進(jìn)行了約6個小時的采樣工作——這是“奮斗者”號最長海底作業(yè)設(shè)計(jì)時間。所謂坐底，是在綜合考慮潛水器速度、姿態(tài)和海底地質(zhì)情況下，讓潛水器人為地在海底著陸，有人將其形容為“踩一腳剎車”，以便于接下來在海底進(jìn)行科考和作業(yè)。海底作業(yè)期間，通過潛水器搭載的聲學(xué)通信系統(tǒng)，潛

全海深自主遙控潛水器在馬里亞納海溝成功完成其首次萬米海試與試驗(yàn)性應(yīng)用任務(wù)，取得多項(xiàng)重大突破，填補(bǔ)了我國萬米級作業(yè)型無人潛水器的空白。據(jù)悉，“海斗一號”在馬里亞納海溝實(shí)現(xiàn)4次萬米下潛，最大下潛深度10907米，刷新了我國潛水器最大下潛深度紀(jì)錄。在高精度深度探測、機(jī)械手作業(yè)、近海底工作時間、聲學(xué)探測與定位、聲學(xué)通信作用距離及高清視頻傳輸?shù)确矫?，?chuàng)造了我國潛水器領(lǐng)域多項(xiàng)第一。（據(jù)新華社6.8訊）

發(fā)的全海深載人潛水器萬米級載人艙建造完成并通過總體集成單位驗(yàn)收。據(jù)悉，這是世界上空間最大、搭載人數(shù)最多的萬米級載人艙，可搭乘3人，建成驗(yàn)收后，潛水器將進(jìn)入全面總裝階段。值得一提的是，目前正在建造的萬米載人潛水器，具備覆蓋全球海洋100%海域的作業(yè)能力，尤其是載人球殼，作為潛水器的主結(jié)構(gòu)之一，可以說是極限設(shè)計(jì)極限制造。載人潛水器球殼有3個觀察窗，正前方為主駕駛窗，兩側(cè)窗為乘客使用。人員從頂部進(jìn)入后，關(guān)閉艙口蓋，球殼內(nèi)就成了完全密閉的環(huán)境。球殼既是潛水器的“駕

發(fā)的全海深載人潛水器萬米級載人艙建造完成并通過總體集成單位驗(yàn)收。據(jù)悉，全海深載人潛水器研制是“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”專項(xiàng)的核心任務(wù)，作為我國自主研發(fā)建造的全新一代載人潛水器，最大下潛深度將超過10 000 m，也就是世界海洋最深處——馬里亞納海溝。這是世界上空間最大、搭載人數(shù)最多的萬米級載人艙，可搭乘3人，建成驗(yàn)收后，潛水器將進(jìn)入全面總裝階段。據(jù)報(bào)道，載人潛水器球殼可搭乘3人下潛，有3個觀察窗，正前方為主駕駛窗，兩側(cè)窗為乘客使用。人

，主要包括載人潛水器等深海運(yùn)載器探測技術(shù)，聲學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)和熱學(xué)等深海傳感探測技術(shù)以及生物、海水和巖芯等深海取樣探測技術(shù);我國也取得一系列研究成果，但技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平總體較落后;精確、可靠和高效深海探測的關(guān)鍵性技術(shù)主要包括深海光學(xué)通信技術(shù)、深海導(dǎo)航定位技術(shù)、深海動力能源技術(shù)和深海裝備材料技術(shù)，亟須技術(shù)攻關(guān);未來深海探測技術(shù)將向體系化、協(xié)同化和智能化方向發(fā)展。關(guān)鍵詞：深海探測;潛水器;傳感技術(shù);數(shù)據(jù)傳輸;人工智能中圖分類號：P73;P71????文獻(xiàn)標(biāo)

號系列深海載人潛水器是為海洋研究和海底救援行動發(fā)明的。試想，如果一個人想要在海底6千米深的地方進(jìn)行海洋研究，或者去沉沒的潛艇上救人，沒有深海載人潛水器該如何到那么深的地方去呢？乘坐這種深海載人潛水器，除了無法到達(dá)深度達(dá)11千米左右的馬里亞納海溝之外，你幾乎可以去探索世界上任何一處海底！DCV1 裝置配備有科學(xué)設(shè)備和高分辨率的 3D相機(jī)。

的造型，同時將潛水器的推進(jìn)器進(jìn)行優(yōu)化布局設(shè)計(jì)，以便其可以在水下實(shí)現(xiàn)多自由度的航行，進(jìn)一步提高無人潛水器水下航行效能。功能上從提高用戶體驗(yàn)入手，采用小型化集成設(shè)計(jì)，將水下攝影攝像及娛樂體驗(yàn)與無人潛水器進(jìn)行整合優(yōu)化，將前方攝像頭遮罩增大廣角，使其拍照角度增大，以實(shí)現(xiàn)無人潛水器設(shè)計(jì)的高效、便攜與易用。

制的第一艘載人潛水器支持母船，為我國大洋調(diào)查再添利器。該船船長90.2m，型寬16.8m，設(shè)計(jì)排水量4500t，續(xù)航力超12000海里，可在全球無限航區(qū)執(zhí)行下潛作業(yè)。作為我國7000m級“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器專用母船，建成后可充分發(fā)揮“蛟龍?zhí)枴奔夹g(shù)性能。“深海一號”還可搭載“海龍?zhí)枴睙o人纜控潛水器和“潛龍?zhí)枴睙o人無纜潛水器，具備“三龍”系列潛水器同時作業(yè)能力。（圖片來源：新華網(wǎng)）

的水陸兩用無人潛水器，用以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的螺旋槳推進(jìn)技術(shù)，從而改進(jìn)傳統(tǒng)的水下航行方式，使航行器能夠在危險、狹窄、復(fù)雜的水下環(huán)境中穩(wěn)定有效地進(jìn)行監(jiān)測、偵探、救撈等活動，并且解決其噪聲大、對環(huán)境擾動大、運(yùn)動靈活性和隱蔽性較差等問題，進(jìn)而可以應(yīng)用在海上軍事等領(lǐng)域。此外這款航行器還可以在陸地上運(yùn)動，因此我們設(shè)計(jì)的水陸兩棲新型仿生無人遙控潛水器相比于傳統(tǒng)的水下航行器功能會更加完善，有著更為廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：仿生；水陸兩棲；潛水器0 引言20世紀(jì)90年代以來，黨和國家

萬米級有/無人潛水器的研制已成為深海潛水器的重要發(fā)展方向。下潛至萬米水深并不是天方夜談，人類早在幾十年前就實(shí)現(xiàn)了萬米載人下潛，只不過當(dāng)時的潛水器需要攜帶浮力艙，不具備作業(yè)能力和航行動力，屬于第一代載人潛水器?，F(xiàn)在建造和在役的載人潛水器不需要攜帶浮力艙，可以自由航行和運(yùn)動，屬于第二代載人潛水器。在第二代深海載人潛水器的基礎(chǔ)上，很多國家正在積極研發(fā)新一代萬米級載人潛水器，這類載人潛水器可稱為第三代載人潛水器。萬米級無人潛水器作為有人潛水器作業(yè)的重要補(bǔ)充，近年來

空前增長。無人潛水器作為認(rèn)識和開發(fā)海洋不可或缺的有效工具，近年來得到快速發(fā)展。一直以來，布放回收技術(shù)是無人潛水器廣泛應(yīng)用的瓶頸，研制安全、可靠、有效的自動或半自動布放回收裝置是重要課題[1-2]。當(dāng)前，無人潛水器典型布放回收系統(tǒng)主要包括單臂收放系統(tǒng)[3]、門形架收放系統(tǒng)[4]、集成式收放系統(tǒng)[5]、船舯月池式收放系統(tǒng)[6]、滑道式收放系統(tǒng)[7]、潛艇布放回收系統(tǒng)[8-9]等。這些布放回收系統(tǒng)通常較復(fù)雜，大多需要母船支持，適用于水面母船布放回收中小型無人潛水

制的海底1萬米潛水器載人球艙完成出入口、觀察窗的開孔工作，載人球艙是潛水器最核心的部件之一，是潛航員的主要活動區(qū)，球艙主體為鈦合金，全部建成后將成為世界上下潛深度最大，最先進(jìn)的潛水器之一。預(yù)計(jì)2020年，中國自主研發(fā)制造的全新一代載人潛水器計(jì)劃將在世界海洋最深處的馬里亞納海溝進(jìn)行海試，預(yù)計(jì)下潛深度超過一萬米。由于深海壓力巨大，所以載人球艙從選材上就與4500米深海勇士號和7000米蛟龍?zhí)柌煌Ｈf米深海，潛水器要承受的壓力相當(dāng)于在指甲蓋上放一輛汽車，潛水器球

功世界最大載人潛水器布放回收系統(tǒng)由中國船舶重工集團(tuán)公司第七〇四研究所參與研制的世界最大載人潛水器布放回收系統(tǒng)通過驗(yàn)收，即將交付裝船。這標(biāo)志著我國載人潛水器布放回收系統(tǒng)正式進(jìn)入國產(chǎn)化時代。布放回收系統(tǒng)是載人潛水器自動化作業(yè)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，此前長期被國外壟斷。該系統(tǒng)主要由門形架、緩沖釋放回收裝置、提升絞車和伸縮油缸等設(shè)備組成，最大載荷50t，主吊纜破斷力超過500t，是蛟龍?zhí)栂嚓P(guān)系統(tǒng)的2倍。通過該系統(tǒng)，可將潛水器從作業(yè)母船上放入海中，或從海中回收到作業(yè)母船上。

6年啟動萬米級潛水器的研制，向世界上最深的海域發(fā)起挑戰(zhàn)?！懊绹藵摰竭^萬米深的海底，但無法開展科學(xué)研究，只拍了幾張照片就上來了?！鳖侀_說，“我們要研制能帶一兩個人在水下開展一定時間作業(yè)的潛水器?！贝饲埃覈膀札?zhí)枴陛d人潛水器潛入7062米深海，創(chuàng)造了世界同類作業(yè)型潛水器的最大下潛深度紀(jì)錄。但面對萬米級深潛挑戰(zhàn)，我國還面臨材料、結(jié)構(gòu)、通訊、能源等一系列技術(shù)問題。顏開介紹說，在載人球艙研制方面，萬米級潛水器比蛟龍?zhí)栆?，有一定便利，其材料問題已解決。顏開透露

戰(zhàn)略意義。深海潛水器是深?？瓶嫉闹匾b備，主要包括載人潛水器（HOV）和無人潛水器（UUV）兩類。載人潛水器是世界各國研究的熱點(diǎn)之一（圖1），近十多年來各國對它的研究呈現(xiàn)持續(xù)增長的態(tài)勢。目前，國內(nèi)外研發(fā)的載人潛水器眾多，作業(yè)能力差別也很大，針對作業(yè)能力在4500米以深的深海載人潛水器進(jìn)行梳理。深海載人潛水器發(fā)展現(xiàn)狀深海載人潛水器的研制從上世紀(jì)60年代開始，發(fā)展至今，中國、美國、法國、俄羅斯、日本已具備深海載人潛水器自主研發(fā)的能力。美國是較早開展載人深潛的國

全球最大觀光版潛水器在海南下水由中國船舶重工集團(tuán)公司第702研究所研制的世界最大的全通透載客潛水器“寰島蛟龍1”號在海南省三亞市亞龍灣投入試運(yùn)營?！板緧u蛟龍1”號觀光潛水器最大下潛深度為40m，可搭載9名乘員，起吊重量為23.9t，總長7.9m、總寬3.6m、總高4.4m，配備供電系統(tǒng)、浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、生命支持系統(tǒng)及導(dǎo)航控制系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備。據(jù)介紹，為了促進(jìn)國內(nèi)潛水器行業(yè)的發(fā)展，中船重工702所在7000m載人潛水器——蛟龍?zhí)栄兄瞥晒Φ幕A(chǔ)上，積極推動潛水器科

首臺萬米級無人潛水器成功進(jìn)行4000m級海試由上海海洋大學(xué)深淵科學(xué)技術(shù)研究中心和彩虹魚深?？萍脊煞萦邢薰竞献餮兄频奈覈着_萬米級無人潛水器和著陸器——“彩虹魚”號在南海成功完成4000m級海試，標(biāo)志著我國探秘“萬米深淵”計(jì)劃邁出了實(shí)質(zhì)性的一步。此次成功進(jìn)行4000m級海試的是1臺11000m復(fù)合型無人潛水器和1臺全海深著陸器。海試團(tuán)隊(duì)在南海的淺水區(qū)和深水區(qū)共進(jìn)行了無人潛水器和著陸器的11次海試，最大下潛深度分別達(dá)到2100m和4328m。通過海試，驗(yàn)證了

作業(yè)型深海載人潛水器，設(shè)計(jì)最大下潛深度為7000米級，也是目前世界上下潛能力最深的潛水器?！膀札?zhí)枴笨稍谡际澜绾Ｑ髲V闊海域中使用，不過距離地球海洋已知的最深處馬里亞納海溝底部的10,911米仍有相當(dāng)距離，對于我國開發(fā)利用深海的資源有著重要的意義。中國是繼美、法、俄、日之后世界上第五個掌握大深度載人深潛技術(shù)的國家。在全球載人潛水器中，“蛟龍?zhí)枴睂儆诘谝惶蓐?duì)。全世界投入使用的各類載人潛水器約90艘，其中下潛深度超過1000米的僅有12艘，更深的潛水器數(shù)量更少，

裝備,深海載人潛水器就是可以運(yùn)載科學(xué)家和各種工程人員進(jìn)入深海親臨其境進(jìn)行直觀觀察和進(jìn)行各種科學(xué)研究的重要裝備。深海探測型載人潛水器總長12.3米、寬3.2米、高2.4米，前端配備有機(jī)械手一部，可以完成一般的水下作業(yè)任務(wù)。推進(jìn)系統(tǒng)配置了6個高效導(dǎo)管推進(jìn)器，可以使潛水器靈活地進(jìn)行空間六自由度運(yùn)動；同時還配備了先進(jìn)的定位、導(dǎo)航、通信、生命支持系統(tǒng)等。該型載人潛水器具有下潛深度大、內(nèi)部空間寬敞、水下作業(yè)時間長、續(xù)航力大等特點(diǎn)。其作業(yè)深度可以實(shí)現(xiàn)在大部分海域進(jìn)行探測

龍?zhí)枴鄙詈］d人潛水器3000米級海試取得成功，最大下潛深度達(dá)到3759米。這標(biāo)志著我國成為繼美、法、俄、日之后第5個掌握3500米以上大深度載人深潛技術(shù)的國家。目前，美國、法國、俄羅斯、日本擁有世界上僅有的5艘6000米級深海載人潛水器?！啊札?zhí)枴d人深潛器在世界上同類型的載人潛水器中具有最大設(shè)計(jì)下潛深度——7000米，這意味著該潛水器可在占世界海洋面積99.8%的廣闊海域使用，代表著深海高技術(shù)領(lǐng)域的最前沿。”“蛟龍?zhí)枴钡目傇O(shè)計(jì)師徐芑南說，“目前，‘蛟龍

客——深海載人潛水器。”第一關(guān) 載人游深?！吧詈］d人潛水器是一種自帶能源的潛水器,它可是早就有來頭了,1620年,荷蘭物理學(xué)家德雷爾發(fā)明了世界上第一艘原始潛水器。它由木頭制成,配備了專門的羊皮囊。要下潛時就往羊皮囊灌海水,要上浮就將水?dāng)D出去。它能在水下5米深處航行。雖然它航行的距離十分有限,不過,這在當(dāng)時已經(jīng)是一件很了不得的事情了?！标P(guān)主恨不得將肚子里所有的知識都倒出來。潛水器大概可以分成載人和無人兩大類,無人潛水器就是我們通常說的水下機(jī)器人啦。既然有了水