|
目前，“蛟龍”號深潛器本體配備有沉積物取樣器、海水取樣器、生物取樣器、熱液取樣器，礦石的采樣可以用機械手臂直接抓取。 “蛟龍”號是一個平臺，可以為科研人員下潛到海底、接觸第一手調查目標提供機會。這些取樣器的選擇和配置，主要根據科研人員的研究目的。 “蛟龍”號上配備的取樣器都是具有典型性功能的設備，將來也可能配備其他類型的取樣器，以獲取不同種類的海底樣本。“蛟龍”號將為取樣器的配備提供重量額度、信號源、動力源、液壓源，由科研人員根據自身需求決定下潛時配備什么取樣器。 
拍照攝像功能 要實現拍照攝像功能，首先要將燈光布置好。在“蛟龍”號頭部位置，安裝有16個燈，分為3種類型：一種是LED燈，一種是鹵素汞碘燈，第三種是高強度護光燈。這16個燈可以將整個照射面進行合理布置。 在“蛟龍”號上，安裝有2臺高清攝像機，2臺ECCD攝像機，1臺500萬像素照相機。通過配備燈光與攝像設備，構成了一個完整系統，在“蛟龍”號航行、海底作業以及潛航員直接觀測方面發揮重要的作用。 海底通信功能 “蛟龍”號上的通信系統包括兩種類型：一是水聲通信，這是一種數字量通信，可以傳輸語音、文字和圖像，技術難度相對較大，達到了國際先進水平；第二種是水聲電話，這是一種模擬量通信。 目前，“蛟龍”號上有兩套該類型通信設備，一套使用，一套備用。通信功能使得潛航員可以與母船隨時通信，及時將各種信息傳遞到母船。 海底監測功能 海底監測功能的實現，要根據需要選擇下潛時配備的傳感器類型。如果要測試海底溫度的變化，那么就要帶溫度傳感器下潛。如果要對海底電纜管道進行監測，由于海底電纜通常埋在海底泥土中，電纜走向以及狀況都無法通過直接觀察得出，因而需要裝載磁力儀進行監測。 海底測量功能 本次下潛，“蛟龍”號攜帶了測深側掃聲吶裝備，主要用來測試地形、地貌，具有很高的精度，具有國際先進水平。在測試的時候，需要有一個筆直、穩定的坐標，這樣才能畫出完整的地形和地貌圖。深潛器必須保持一定航向和深度不變，目前“蛟龍”號已具備這個能力。 海底溫度、鹽度、深度等的測量需要搭載溫鹽深測量設備(CTD)。此外壓力和壓強也裝載有相應的測量設備進行測量。
潛航員在倉內作業“龍腦”——三大控制系統讓“蛟龍”想游就游 控制系統如同“蛟龍”號的大腦與神經。“蛟龍”號的自動化系統由中國科學院沈陽自動化研究所負責研制，穩定的、貼近海底的自動巡航能力和精確的懸停定位能力是“蛟龍”號載人潛水器的一項國際領先技術。 控制系統主要包括航行控制系統、綜合顯示系統和水面監控系統。為了更好地驗證控制系統的功能及訓練潛航員，并對下潛試驗取得的數據進行分析，科研人員又研制了半物理仿真平臺和數據分析平臺兩大輔助系統。 載人潛水器航行控制系統主要完成潛水器傳感器信息采集、導航定位、執行機構控制、信息傳遞等功能。航行控制計算機控制潛水器執行各種動作，采集潛水器各種傳感器信息，包括導航信息、液壓系統信息，生命支持系統信息、能源信息等，并對各耐壓罐、接線箱的泄漏和補償液位進行檢測。航行控制系統一方面將各種信息發送給綜合顯控系統進行顯示和保存，另一方面將潛水器生命支持等關鍵信息發送給聲學系統，該信息通過數字通信傳輸到水面監控系統。 綜合顯控系統可為操作員提供全程操作指導與數據監視功能，信息顯控功能主要實現了潛器位置坐標、母船位置坐標、目標點位置坐標的顯示、生命支持系統顯示、傳感器信息系統顯示、液壓系統信息顯示、推進器信息顯示等功能。綜合顯控系統提供完整的數據記錄與數據分析功能，對系統中500多項數據進行全程完整的數據記錄，并由專業的數據分析平臺對這些數據進行分析。 水面監控系統是監視母船與潛器位置及潛器主要自然信息的水面監控系統，可以為指揮員實時提供所需信息，從而對母船姿態與潛水器位置進行正確判斷，進而指揮進行相應的操作。 “龍耳”——水聲通信機讓“蛟龍”想聽就聽 如果說控制系統是“蛟龍”號的大腦與神經，那么聲學系統就是“蛟龍”號的耳目與喉舌。 “蛟龍”號的水聲通信機有4種功能：一是相干水聲通信，又稱高速水聲通信，傳輸速率約每秒數千比特，用于傳輸圖像；二是非相干水聲通信，傳輸速率約每秒數百比特，屬于中速通信，傳輸文字、指令和數據；三是擴頻通信，屬于遠程低速通信，傳輸速率約每秒數十比特，用于傳輸指令；四是水聲語音通信，采用模擬信號傳輸語音。“蛟龍”號水聲通信機具有豐富的功能和良好的綜合性能，在國際載人深潛器中處于領先地位。 除水聲通信機外，“蛟龍”號的聲學系統還包括高分辨率測深側掃聲吶、避碰聲吶、成像聲吶、聲學多普勒測速儀和定位應答器等。 高分辨率測深側掃聲吶測量海底微地形地貌，避碰聲吶測量各方位障礙物的距離，成像聲吶探測前方的目標，聲學多普勒測速儀測量潛水器的三維運動速度和下方的海流速度剖面，定位應答器確定潛水器的水下位置。通過良好的聲學系統集成設計，整個聲學系統協同工作。 “龍形”——優化設計讓“蛟龍”想潛就潛 “蛟龍”號的外形像一條張開嘴的大白鯊。“蛟龍”號總設計師徐芑南介紹說，“蛟龍”號的外形設計是依據船舶流體力學原理，通過模型在水池中進行模擬實驗后，再將實驗結果進行優化分析而最終設計出來的。
據悉，在深潛器外形設計上，快速性、穩定性、操縱靈活性是3個主要需要考慮的因素，如何在阻力小、直航性能穩定、操作靈活這三者之間達到平衡，實現最優組合，是科研人員需要考慮的技術難題。“這3個方面原本就是矛盾的，‘蛟龍’號現在的外形是不斷試驗、改進的優化組合。”徐芑南說。 水深每增加10米，壓力就會增加1個大氣壓。當“蛟龍”號下潛到水下7000米時，深潛器本體每1平方米面積上相當于壓上了7000噸的重量。這樣巨大的壓力對于“蛟龍”號的耐壓能力有著很高的要求。“蛟龍”號5000米級海試成功后，中船重工集團702所為“蛟龍”號配置了部分耐壓設備，進行了耐壓能力檢測。“這些耐壓設備都在深海環境模擬器(即壓力筒)中進行了78兆帕(相當于7800米海水深度)的壓力考核，這為本次7000米級海試在安全性上提供了保證。”徐芑南說。 “龍技”——三項絕技領先國際 “蛟龍”號在3個方面擁有國際領先技術：一是穩定的貼近海底自動巡航能力和精確的懸停定位能力，這使“蛟龍”號能夠在地形復雜的海底搜索目標；二是高速數字化水聲通信，可向母船傳輸文字、語言、圖像；三是完全由我國自主研制的充油銀鋅蓄電池。 “龍甲”——鈦合金外殼 厚70多毫米，能抗超高壓。 “龍尾”——X型穩定翼 4個推進器矢量布置，具有較高的垂直穩定性和水平穩定性，提高了“蛟龍”號的整體機動性。 “龍芯”——電池 “蛟龍”號使用的充油銀鋅蓄電池是我國完全自主研發的大容量蓄電池，電量超過110千瓦時，能為“蛟龍”號提供超過幾十個小時的動力，充分保證水下作業時間。但“蛟龍”號在下潛和上浮這兩項最消耗電力的環節中采用了無動力下潛上浮技術，大大減少了能耗。 “龍鰾”——壓載鐵 “蛟龍”號搭載的4塊壓載鐵可使潛水器按照一定速度下潛，當潛水器到達設定深度時，可拋置其中兩塊壓載鐵，使潛水器處于零浮力懸停狀態，任務完成后，拋置另外兩塊壓載鐵，使潛水器浮出水面。 “龍肺”——生命保障 “蛟龍”號設有生命支持系統和兩套氧氣供給系統，可提供氧氣、水、食品、藥品等，可保證3人84小時安全。 “龍窗”——觀察窗 “蛟龍”號有3個觀察窗，為了對抗深海的壓強，觀察窗非常厚，外直徑大內直徑小。其中，最大的直徑為20厘米。 “龍爪”——機械手 “蛟龍”號兩個機械手左右各一，可以伸縮，各有多個關節。
“龍眼”——照明攝像 在“蛟龍”號頭部位置，安裝有16個燈，分為3種類型，“蛟龍”號還安裝有高清攝像機、ECCD攝像機和500萬像素照相機，配備燈光與攝像設備構成了一個完整系統。 “龍騎士”——潛航員 潛器生命艙內基本是恒溫、恒壓的，潛航員并不需要穿宇航服，他們在下潛過程中也不會經歷失重過程。在下潛過程中，艙內的溫度會逐漸降低，潛航員每次下潛時穿著較厚的衣服即可。漆黑的海底充滿無數的可能性和無法預知的危險，對潛航員的心理要求極高，因此對他們的思想和心理培訓尤為重要。 “龍腔”——載人耐壓艙 艙內直徑2.1米，標準載員3人。在艙內生命支持系統方面，下潛時“蛟龍”號載人艙里保持大氣常壓水平，氧氣濃度維持在17%～23%之間，二氧化碳則小于0.5%。當下潛開始后，載人艙內的一套自動控氧裝置就會根據實際情況增加或者減少氧氣供應量，同時吸收潛航員排出的二氧化碳。 |
