巧奪天工:海洋工程與海港33(3 / 3)

2.無人潛水係統

無人潛水係統是一種遙控的無人水下裝置,通稱“遙控潛水器”,亦是“水下機器人”的雛形。它是依靠水麵遙控而運行的潛水器。這種潛水器最大的特點,是不需要人員在潛水器裏直接操縱,而隻需在水麵母船上通過電纜和電視屏幕對潛水器上的儀器設備及其水下活動進行遙控。其次是重量輕、體積小,適宜在狹窄的海洋空間作業。再次是能進行長期、連續的水下觀測和作業。最後是結構簡單、成本低廉、操作方便。由於無人潛水器這些獨特的優點,受到許多國家的關注,近年來發展迅速,無論是在種類上,還是在數量上都在成倍增加。無人潛水器根據遙控方式的不同,可分為有纜和無纜兩大類。

(1) 無人有纜潛水器。無人有纜潛水器指無人潛水器通過電纜與水麵輔助平台相連,同時通過電纜向潛水器提供動力並對它進行控製。無人有纜潛水器又分為自航式、拖航式和海底爬行式三種。

有纜自航式潛水器有纜自航式潛水器是通過與水麵連接的電纜提供動力和進行控製,並具有自動推進能力,能做三維運動,具有良好的機動性。這種潛水器是目前無人潛水器的主流,其數量約占無人潛水器總數的70%。在潛水器上裝有電視攝像機、照明裝置、聲呐、電子控製裝置及機械手。觀測人員在水麵補給船上通過電視屏幕和儀器設備,可以安全、準確、實時地控製和監視潛水器的水下活動。目前最大作業深度超過3000米。

有纜拖航式潛水器:有纜拖航式潛水器是指本身無推進裝置,而依靠水麵母船拖曳航行的無人潛水器。它由與水麵連接的電纜提供電力並進行控製。潛水器上裝有電視攝像機、照明裝置、聲呐、電子控製裝置及機械手。水麵母船上備有相應的電視監視裝置,觀測人員可通過這種監視裝置實時觀察海底狀況。目前最大作業深度達6000米。

有纜海底爬行式潛水器:有纜海底爬行式潛水器的推進方式與通常潛水器不同,隻能依靠轉輪或履帶緊貼海底進行。它通過電纜獲得電力、指令和運動方向。這種海底爬行式潛水器的重量從幾噸到幾百噸,作業水深範圍為10~2000米。主要用於海底挖管溝、埋電纜、推土和挖泥,以及管道檢查、海底航路勘測等。

(2) 無人無纜潛水器。無人無纜潛水器實際上是一種自動控製觀測係統。它具有自備動力及自動推進的能力,能做三維運動,完全脫離了對水麵的依賴,具有高度的機動性。目前,國際上在開發無人有纜潛水器的同時,積極推進無人無纜潛水器的開發。例如,法國在1980年建成“逆戟鯨”號無人無纜潛水器,重3噸,作業深度6000米,裝有照相攝影機、頻閃觀測器和回聲探測器。它能以2節的速度工作8小時。從表麵支援船上通過聲學係統控製其速度和航向。現已進行了130次以上的潛水作業,完成了太平洋海底錳結核調查、海底峽穀調查、太平洋和地中海海底電纜事故調查及洋中脊調查等。

據統計,迄今世界上無人遙控潛水器已突破1200艘,其中無人無纜潛水器僅有26艘,絕大部分用於軍事和工業。