4 500米级自主潜水器“潜龙三号”——中国科学院沈阳自动化研究所成果

2019-05-07

海底热液活动是20世纪海洋科学和地球科学研究中的重大发现之一，目前已经成为国际上海洋、地球和生命科学等多学科研究的前沿和热点。海底热液喷口是热液活动的突出表现，它除了自身的重要科学研究价值，其附近形成的多金属硫化物矿床和独特的热液生态系统，还为人类提供了丰富的、易于开发的矿产和生物资源。因此，针对热液活动研究和热液资源开发的迫切需求，包括我国在内的许多海洋国家都将热液喷口的寻找、定位和探测作为深海调查工作的一个重点。

中国大洋矿产资源研究开发协会（简称“中国大洋协会”）于2011年成功申请到西南印度洋1万平方公里的多金属硫化物矿区。根据相关规定，我国在该区域勘查8年后需要放弃50%的面积，10年后放弃75%面积的勘探开采权。由于多金属硫化物矿藏在海底呈小丘状分布，区域放弃前需要做详细的精密调查，调查工作量大且难度高。为了能够进一步提高探测效率，更好地完成西南印度洋硫化物矿区的探测任务，由中国大洋矿产资源研究开发协会办公室立项，中国科学院沈阳自动化研究所作为技术总体单位，联合国家海洋局第二海洋研究所等共同研制4 500米级自主潜水器并命名为“潜龙三号”。“潜龙三号”项目总设计师为刘健研究员，项目组主要成员有刘健、许以军、邵刚、陈仲、朱宝彤、张洪彬、何宁等。

“潜龙三号”以完成大洋申请矿区的多金属硫化物资源调查任务为主要目标，其空气中重量不大于1 500千克，工作深度达4 500米，长度3.5米（无尾部），宽度0.7米，高度1.3米（无舵叶），能够连续工作40小时以上，巡航速度可达3节，可以进行微地形地貌测量，海底照相，磁参数测量，CTD、浊度、氧化还原电位、甲烷等水体参数测量，可外扩挂载探测载荷设备。

 “潜龙三号”具备微地貌测深侧扫声纳成图、温盐深剖面探测、甲烷探测、浊度探测、氧化还原电位探测、深海照相以及磁力探测等热液异常探测功能，其设计特点是无人无缆全自治水下机器人，水下作业不需要潜航员操控。因活动范围大、作业时间长，“潜龙三号”适合大范围自主探测；由于其非回转体大型扁鱼形设计，有利于减少垂直面的阻力，便于潜水器在复杂海底地形中垂直爬升、稳定航行、高效避障、水面自航等，适用于复杂海底环境下自主探测作业。

“潜龙三号”的主要特点是“国产化程度高，续航能力长，综合性能强，可靠性和稳定性高”。它的外观设计比较呆萌，灵感来源于小丑鱼。项目团队将卡通形象融入科学工程技术，希望科学技术与科普相结合，能够更多地激发人们探测海洋的兴趣，进而投入到海洋探测事业中。

2018年4月，“潜龙三号”成功完成海试和试验性应用潜次，并高分通过海上现场试验验收。试验结果表明，“潜龙三号”创造了深海AUV（无人无缆自治潜水器）单潜次航程的深海航行纪录，并实现无人无缆潜水器与船载地质取样同时作业新模式。“潜龙三号”是我国“蛟龙探海”计划潜龙系列发展的又一里程碑，为我国“深海进入、深海探测、深海开发”增添了新的利器。

我国是海洋大国，蕴藏资源十分丰富。深潜器是海洋开发和海洋技术发展的前沿和制高点，拥有自主核心技术的深海装备更是国家综合科技实力的象征。“潜龙三号”突破了国外技术封锁，为我国自主研发的深海潜水器装备，可以完成深海资源的探测任务，在海洋科学研究、资源勘查探测、打捞救生以及军事等方面具有广阔的应用前景。

主要完成人简介

刘健，1962年生，工学硕士，中国科学院沈阳自动化研究所研究员，水下机器人研究室总工程师，“潜龙三号”项目总设计师。多年来主要从事AUV总体技术、自动控制、导航等领域的研究工作，具有丰富的科研经验、工程经验和较强的领导组织能力。成功组织完成多项重大课题任务，取得了多项科研成果。

许以军，1978年生，工学学士，中国科学院沈阳自动化研究所高级工程师，“潜龙三号”项目执行负责人、副总师。多年来主要从事AUV电控系统设计、控制体系结构、多传感器系统集成应用、控制与导航等研究和开发工作。曾主持或作为骨干参与多项AUV大型工程项目的研制工作。荣获2014年度国防科学技术进步奖三等奖和2014年度中国科学院杰出科技成就奖。