一種青少年國防科學(xué)素養(yǎng)教育培訓(xùn)專用的無人深潛器組合式魚缸裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無人深潛器組合式魚缸裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種青少年國防科學(xué)素養(yǎng)教育培訓(xùn)專用的無人深潛器組合式魚缸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知的無人深潛器，是一種能模仿人進行某些活動的自動機械，能夠在人難以適應(yīng)的深水環(huán)境中代替人進行工作。60年代美國就研制出了第一代水下機器人CURV號，它具有電動推進裝置、水下電視攝像機、聲納和打撈機械手等設(shè)備，工作深度為2100米。目前，無人深潛器有系纜式和無系纜式兩種，前者需要水面母船傳輸動力并進行遙控，后者可以自行機動，具有一定的自主功能。當(dāng)前，無人深潛器的最大下潛深度已達7600米，它是由美國的“米達” II號創(chuàng)造的。
[0003]1980年法國國家海洋開發(fā)中心建造的“逆戟鯨”號無人無纜潛水器投入使用，最大潛深為6000米，主要用于深海海床和深海礦物資源勘探、平臺設(shè)置所需要的環(huán)境調(diào)查、管道鋪設(shè)的監(jiān)測工作以及在海底布設(shè)固定聲納陣、進行海底觀察、監(jiān)護打撈人員的安全等?！澳骊L”號潛水器先后進行過130多次深潛作業(yè)，完成了太平洋海底錳結(jié)核調(diào)查、海底峽谷調(diào)查、太平洋和地中海海底電纜事故調(diào)查、洋中脊調(diào)查等重大課題任務(wù)。1987年，法國國家海洋開發(fā)中心又與一家公司合作，共同建造了 “埃里特”聲學(xué)遙控潛水器，用于水下鉆井機檢查、海底油井設(shè)備安裝、油管輔設(shè)、錨纜加固等復(fù)雜作業(yè)。這種聲學(xué)遙控潛水器的智能程度比“逆戟鯨”號高了許多。
[0004]1988年，美國國防部的國防高級研宄計劃局與一家研宄機構(gòu)合作，投資2360萬美元研制兩艘無人無纜潛水器。1990年，無人無纜潛水器研制成功，定名為“UUV”號。這種潛水器重量為6.8噸，性能極好，最大航速10節(jié)，能在44秒內(nèi)由O加速到10節(jié)，當(dāng)航速大于3節(jié)時，航行深度控制在± I米，導(dǎo)航精度約0.2節(jié)/小時，潛水器動力采用銀鋅電池。這些技術(shù)條件有助于高水平的深海研宄。另外，美國和加拿大合作于90年代初研制出了能穿過北極冰層的無人無纜潛水器。日本于1998年初研制成功對北冰洋冰層下進行觀測的無纜無人深潛器，最大潛深3000m。
[0005]目前全世界有各種載人深潛器200多艘，有的最大作業(yè)深度達6000m，主要用于海洋油氣開發(fā)。6000m以上的深度，顯現(xiàn)了國際深潛器向大深度發(fā)展的技術(shù)能力。如1989年日本制造的“深海-6500”深潛器，長9.5m，重25t，可乘員3人，作業(yè)水深6500m，水下連續(xù)作業(yè)時間在6h以上。該深潛器上裝備有最新的聲成像聲納系統(tǒng)、攝影機、錄像機、電視系統(tǒng)、機械手以及各種自動測量儀器等。發(fā)展方向是向深、向無人或混合式發(fā)展。由于無人遙控潛水器的出現(xiàn)，代替了不少潛水員的工作，潛水員水下出入型潛水器開發(fā)已趨減少。目前只有美國、日本、法國和俄羅斯擁有深海載人潛器。
[0006]日本制造的“深海-6500”深潛器上世紀七八十年代以來，適應(yīng)海上油氣工業(yè)潛水作業(yè)的需要，無人遙控潛水器得到飛速發(fā)展。無人遙控潛水器包括有纜和無纜兩種。80年代初全世界無人遙控潛水器有400余艘，其中90%以上用于海洋石油工業(yè)，到80年代末其數(shù)量猛增到958艘，其中800艘以上為有纜遙控潛水器，并且有一半以上是直接用于海上油氣開米用的。
目前無人遙控潛水器全世界約有1000多艘，其中6000m級10多艘，現(xiàn)已發(fā)展到第三代智能深潛器。
[0007]另外，載人和無人混合潛水器也得到發(fā)展，已經(jīng)研制出32艘，其中28艘用于工業(yè)服務(wù)。此外，90年代以來，隨著微電子、高速數(shù)字計算機、人工智能技術(shù)、小型導(dǎo)航技術(shù)、指揮與控制硬件等技術(shù)的發(fā)展，無人自主式潛水器得到快速發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計，各國研制與使用的無人自主式潛水器有30多艘，其中供工業(yè)實用的有10多艘，其他的均用于軍事和科學(xué)研宄。
[0008]近年來，用于軍事用途的自主潛航器技術(shù)發(fā)展十分迅速，美國海軍繼推出“海洋探險者”、“曼塔”、“奧德塞”111、CETUS I1、“遠距離環(huán)境監(jiān)測單元系統(tǒng)”(REMUS)、“戰(zhàn)場準(zhǔn)備自主潛動器”(BPAUV)等自主潛航器后，還在研宄以下新型自主潛航器:主要用于特種作戰(zhàn)部隊的支援與攻擊、反水雷、沿海地區(qū)潛艇跟蹤以及情報、監(jiān)視和偵察任務(wù)的“任務(wù)重組無人水下航行器”(MRUUV);遠距離環(huán)境監(jiān)測單元系統(tǒng)REMUS在執(zhí)行任務(wù)主要用于測量海洋鹽度、溫度等參數(shù)，設(shè)計巡航時間為5年、航程達4000Km的“斯洛克姆滑行者”自主潛航器；主要用于采集海洋物理、化學(xué)和生物光學(xué)數(shù)據(jù)，設(shè)計最大下潛深度為1000m、巡航6000Km的“?；姓摺弊灾鳚摵狡鳎恢饕糜趫?zhí)行情報、監(jiān)視和偵察以及反水雷和淺水反潛等任務(wù)、排水量約5t、計劃裝備SSGN導(dǎo)彈潛艇、“弗吉尼亞”級攻擊核潛艇以及水面潛艇的大排水量自主潛航器；以及“地獄判官”自主潛航器、“海馬”自主潛航器、“聲射頻相互作用勘探傳感器”自主潛航器等。
[0009]德國的DeepC自主潛航器，2001年開始研制，2003年末進行樣機深水試驗，2007年投入裝備。DeepC重2000kg，最大下潛深度4000m，續(xù)航時間60h，航程400Km，航速60節(jié)，可從艦艇或直升機上布放。
[0010]法國的Alister自主潛航器，是一種軍民兩用長航時自主潛航器，采用鋰離子電池，于2002年開始海試，Alister設(shè)計有兩種型號，一種重600kg，能在水下300m處工作；另一種重1100kg，能在水下3000m處工作。
[0011]挪威近年先后推出HUGINl、HUGIN1000和HUGIN3000三種自主潛航器，它們采用電池供電，可由水面艦艇通過聲監(jiān)視設(shè)備控制或利用內(nèi)置控制系統(tǒng)與情報設(shè)備資助運行。
[0012]2014年6月30日15時許，隨著在馬里亞納海溝試驗區(qū)進行7000米級海試第六次下潛的中國“蛟龍”號返回母船，“蛟龍”號載人潛水器7000米級海試圓滿、超額完成了今年海試預(yù)定的全部試驗任務(wù)。此次海試創(chuàng)造了我國載人深潛的新紀錄，實現(xiàn)了我國深海技術(shù)發(fā)展的新突破和重大跨越，標(biāo)志著我國深海載人技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平，使我國具備了在全球99.8%的海洋深處開展科學(xué)研宄、資源勘探的能力。在2014年年進行的6次下潛中，“蛟龍”號3次超越7000米，最大下潛深度達到7062米，每次下潛都按照預(yù)定的試驗內(nèi)容達到了目標(biāo)。試驗期間，對潛水器289項、水面系統(tǒng)24項功能和性能指標(biāo)進行了逐一驗證，對關(guān)鍵指標(biāo)進行了多次充分驗證。試驗取得了寶貴的地質(zhì)樣品、生物樣品、沉積物樣品和水樣，以及大量的海底影像資料，這是目前世界科學(xué)家利用載人潛水器首次在馬里亞納海溝7000米級深度的海底獲得的第一手寶貴資料，充分證明了“蛟龍”號所具備的優(yōu)越的海底作業(yè)能力。這次試驗揭示的馬里亞納海溝7000米級深度生物多樣性和地質(zhì)多樣性等特征，展示了國際科學(xué)界尚未揭開的深海奧秘?！膀札垺碧柕脑囼灣晒榭茖W(xué)家研宄和揭示這些深海奧秘，提供了重要的技術(shù)手段，充分展示了 “蛟龍”號廣闊的應(yīng)用前景，為人類和平開發(fā)利用海洋探索了一條集成創(chuàng)新之路。截至2012年，我國載人潛水器7000米級項目已經(jīng)走過了 10年，海上試驗歷時4年。參試人員從最初沒有規(guī)程、沒有經(jīng)驗，摸著石頭過河，到下潛50米、1109米、3759米、5188米，再到成功完成7000米級海試，克服人力、物力、財力缺乏，質(zhì)疑、反對之聲等諸多困難，循序漸進，一步一個腳印完成了這項前無古人的重大任務(wù)。7000米級海試過程中，我國自行選拔培訓(xùn)的8名潛航員和試航員共18人次參與了下潛，下潛深度全部超過7000米。全球載人深潛歷史上到達和超過這一深度的11個人當(dāng)中，中國占有8位。海試現(xiàn)場指揮部總指揮劉峰稱，海試是“蛟龍”號步入日常業(yè)務(wù)化運行的開始，接下來為全國乃至世界的科學(xué)家提供優(yōu)質(zhì)應(yīng)用服務(wù)仍然任重道遠。今后，潛水器國產(chǎn)化率肯定會提高，但研發(fā)深海高技術(shù)裝備仍然離不開國際合作。對于民用深海裝備來講，“集成創(chuàng)新”是國際常用的便捷方式。此外，從明年開始計劃再招收8名-10名潛航員，男女不限。同時，潛水器的工作母船已通過國家發(fā)改委立項評審，之后將進行可行性研宄、初步設(shè)計等，真正投入應(yīng)用尚需三四年時間。
[0013]但中國“蛟龍”號雖是通過吊放入水的，而國際深潛器、遙控潛器的發(fā)展趨勢是，大深度有纜(光纜)深潛器仍是主流，這種設(shè)備是探測數(shù)萬平方公里海底必需的和最實用的設(shè)備。一是水深普遍在6000米以上；二是操縱控制系統(tǒng)多采用大容量計算機，進行資料處理和數(shù)字控制；三是潛水器上的機械手采用多功能，力