國產(chǎn)新型實時傳輸潛標可監(jiān)控我領(lǐng)海外國潛艇(1)
來源:www.china.com作者:新華網(wǎng)發(fā)布時間:2005年12月02日 瀏覽次數(shù):
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10月的廈門,風和日麗,潮濕的空氣彌漫著懶散的味道。然而,在廈門大學旁的工廠倉庫里,十幾個科研人員卻忙活得熱火朝天。
大家分工有序,調(diào)試、上漆、計算……一個類似魚雷的“大家伙”橫亙其中:3米見長,流線型的外觀,深紅色的防腐漆還沒有完全干透,中間露出5個子彈頭似的藍黑色裝置。
它,就是新型的實時傳輸潛標系統(tǒng),研究人員喜歡稱它為“九頭鳥”。作為“863”海洋監(jiān)測技術(shù)主題的重點課題之一,它是由中國船舶重工集團公司第710研究所聯(lián)合國家海洋中心共同研制的。
實時傳輸潛標系統(tǒng)與傳統(tǒng)潛標系統(tǒng)相比,具有更強的應(yīng)變能力,能夠通過水面衛(wèi)星浮標,將水下測量信息實時傳輸給岸站。目前,工作人員正在為實時傳輸潛標進入福建示范區(qū)深海運行做最后準備。
為了不打擾他們的工作,記者“見縫插針”地進行了采訪。
變“聰明”:“九頭鳥”智能補充
傳說中的九頭鳥,砍掉一個腦袋,又會迅速生出一個腦袋。潛標要想實時傳送數(shù)據(jù),必須要在海面長出個腦袋———通訊浮標。
然而一個“腦袋”怎么能經(jīng)受得住洶涌的海洋長時間的肆虐和漁民的好奇探訪呢?傳統(tǒng)浮標損壞,往往很難自動修復,而實時傳輸潛標卻多長了5個“腦袋”———備用浮標。它可以像“九頭鳥”一樣,在前一個“腦袋”失靈后自動長出一個“新腦袋”。
海面上的水面浮標,如果在工作過程中由于人為或自然原因遭受破壞后,數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)檢測到衛(wèi)星通訊系統(tǒng)失效,就會適時控制下一個通訊浮標釋放,并將損壞浮標的電纜釋放掉,保證系統(tǒng)繼續(xù)正常工作。
“如果第2個也壞了,第3個備用浮標就會自動頂替……依此類推,整個補充替換過程可連續(xù)5次,直到所有的備用通訊浮標全部釋放完畢。這樣就能保證在很長的一段時間內(nèi)將觀測數(shù)據(jù)實時傳送回來。”張云海向記者介紹。
那么,茫茫大海,如何完成智能檢測釋放工作?
“我們設(shè)計了一套切割釋放裝置”,張云海解釋說,“浮標釋放由控制中心根據(jù)實際情況分析判斷后,按釋放程序或按接收到的衛(wèi)星指令進行控制。無論是哪種方式,釋放控制機構(gòu)的動作是完全一樣的,即當控制中心接通氣動刀的點火具電源,瞬間產(chǎn)生高壓燃氣,快速推動氣動刀,將前一個已損壞的水面浮標電纜切斷,同時又將下一個水面浮標的齒形扣解制,這樣,備用浮標就得到釋放并上浮。”
經(jīng)水庫和長江試驗表明,浮標的智能控制釋放、電纜展開、浮標在流場中的穩(wěn)定等都達到使用要求。
變“及時”:12小時實時傳輸
早在20世紀80年代,國外就開發(fā)使用了自容式潛標系統(tǒng),并廣泛應(yīng)用于海洋科學研究、水下工程前期調(diào)查、海洋軍事等領(lǐng)域。
但自容式潛標系統(tǒng)存在很大缺陷:在測量期間所得到的原始數(shù)據(jù)和信息是貯存在測量設(shè)備或潛標專用記錄儀器中,人們要想獲取這些資料,只能在潛標回收后進行讀取,因此,測量數(shù)據(jù)的連續(xù)性、時效性不強,一旦潛標丟失或回收失敗,就將一無所獲。
實時傳輸潛標系統(tǒng)正彌補其不足,可以成功地完成數(shù)據(jù)測量及實時傳輸。搭載的測量傳感器按程序控制要求進行測量。每天0時和12時,傳輸控制中心定時將各儀器的測量數(shù)據(jù)及主浮體深度數(shù)據(jù)采集存入內(nèi)記模塊,同時檢測水面通信浮標的狀態(tài)。若主浮體當前水深未超過極限深度,且水面浮標通信系統(tǒng)狀態(tài)完好,傳輸控制中心從內(nèi)記中讀取數(shù)據(jù),進行處理,將12小時內(nèi)所有測量數(shù)據(jù)通過一根很細的高強度Kevlar電纜傳輸?shù)剿娓送ㄐ趴刂葡到y(tǒng),再經(jīng)海事衛(wèi)星傳輸?shù)桨墩緮?shù)據(jù)接收系統(tǒng)。
傳輸控制中心負責人高級工程師鄧國新補充說,傳輸控制中心既可以傳送當前的實時數(shù)據(jù),也可以一次性傳送前幾個月的歷史數(shù)據(jù)。假如一次需要傳送的數(shù)據(jù)容量過大,就會按時序進行打包,在盡可能短的時限內(nèi)傳送更多的數(shù)據(jù)量。
變“堅強”:姿態(tài)穩(wěn)定超強抗流
海洋氣候,千變?nèi)f化,這只“九頭鳥”能否承受住狂風巨浪?記者不禁產(chǎn)生了疑問:“這個系統(tǒng)究竟有多穩(wěn)定?”
“能包容世界上所有海洋的流速?!睆堅坪o@然很自信。他說,在研制過程中,解決
浮標的穩(wěn)定性、抗流性是一個關(guān)鍵問題。
由于在軍事海洋專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域具有優(yōu)勢,中船重工710所的工作人員根據(jù)海洋監(jiān)測的技術(shù)需求,他們借鑒并發(fā)展了水中系留平臺的技術(shù)關(guān)鍵,從而保證潛標系統(tǒng)在流場的姿態(tài)穩(wěn)定。
“該方案的優(yōu)勢在于迎流阻力小,在海流中姿態(tài)穩(wěn)定且容易控制,可為水面通訊浮標的正常工作提供穩(wěn)定的環(huán)境。同時,對布置多套水面通訊浮標十分有利。除了結(jié)構(gòu)上有所突破,殼體材料為強重比高的防銹鋁,價格適中,抗腐蝕和工藝性能好。”他說,經(jīng)過高速拖曳水池流體動力測試及長江抗流拖曳試驗,本方案采用的主浮體在4kn流下姿態(tài)穩(wěn)定且阻力較小,工作正常。
變“靈敏”:海洋環(huán)境全面監(jiān)測
“為了提高本系統(tǒng)對海洋動力環(huán)境的全面監(jiān)測能力,該系統(tǒng)裝載了ADCP、溫度鏈、深度傳感器等海洋測量儀器設(shè)備,這樣就可以實現(xiàn)海流剖面參數(shù)、溫度剖面參數(shù)和鹽溫深流測量的數(shù)據(jù)實時傳輸技術(shù)?!眹液Q蠹夹g(shù)中心浮標技術(shù)研究室副主任張選明教授接著說。