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潜器

/submersible;submersible vehicle/
条目作者谭华

谭华

最后更新 2022-12-23
浏览 149
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各种水下运行器具的总称。又称潜水器。

英文名称
submersible;submersible vehicle
又称
潜水器
所属学科
仪器科学与技术

可在水下移动、具有感知系统、通过遥控或自主操作方式使用机械手等工具,代替或辅助人去完成某些水下作业的装置。主要用于执行水下考察、海底勘探、海底开发、打捞及救生等任务,某些潜器可作为潜水员活动的水下作业基地。

典型的潜器有载人潜器、有缆遥控潜器、自主式潜器等。载人潜器的研制与应用始于20世纪30年代。1934年,美国彼比号载人潜器下潜至922米。1960年,美国曲斯特号载人潜器下潜至10915米。早期的潜器仅能用于水下观察。深海应用型载人潜器多为6000~7000米级,代表性潜器包括美国阿尔文号、法国鹦鹉螺号、俄罗斯和平Ⅰ号及和平Ⅱ号、日本深海6500号和中国蛟龙号等。中、美、日等国家已启动万米级科考应用型载人潜器的研发计划。

有缆遥控潜器的研制始于20世纪50年代。1960年,美国研制成功第一台实用型有缆遥控潜器CURV,通过它在西班牙外海海底找到一颗失落的氢弹。60年代,海洋石油产业的发展推动了有缆遥控潜器的产业化。有缆遥控潜器已广泛应用于海洋工程、油气开发、科研、救捞及军事等领域,是最经济实用的一类潜器。

自主式潜器的发展源于19世纪的白头鱼雷。20世纪50年代,美国研制成功了真正意义上的自主式潜器SPURV,用于水文调查。1980年,法国逆战鲸号自主式潜器潜深达6000米。90年代,自主式潜器技术开始走向成熟,中国也研制成功探索者号等潜器。在军用及民用领域,自主式潜器都有良好的应用前景。

潜器由主舱体、重量调整装置、动力及推进装置、控制及通信装置及搭载的探测、作业设备等组成。潜器的动力装置一般为蓄电池,有缆潜器则通过电缆由母船提供电能。潜器一般装有多个推进器,可朝不同方向运动。利用主压载舱、重量调整装置或纵倾调整装置来控制潜水器的稳定。潜器可搭载罗经、深度计、障碍物探测声呐、高度深度声呐、方位探测听音机和各种水声通讯设备以及供水下作业用的机械手、水下电视和照明设备等。

按照是否载人,潜器可分为载人潜器和无人潜器。按照是否有缆,潜器可分为有缆潜器和无缆潜器。载人潜器、遥控式有缆潜器和自主式无缆潜器是最重要的三类潜器。

载人潜器。可载人下潜完成各种任务,包括观察及回收采样任务等。载人潜器通常工作时间较短(受限于人类生理能力),并且操作及维修费用相对昂贵,其部分原因是为了保证人的安全。

遥控式有缆潜器。通过脐带缆来提供能源、传输传感器数据和传输水面操纵命令。遥控潜器在近海石油及天然气领域有着广泛的应用,可以完成各种检测和操作任务,可以铺设海底电缆,也常用于海洋科学研究。有缆遥控潜器在其脐带缆范围内可以灵活地操纵,海底作业时间较长。大型的有缆遥控潜器通常要配备专门的水面支持母船。

自主式无缆潜器。靠自带能源供电,通常在很少甚至没有人工干预的情况下通过预编程来完成设定的任务。自主式潜器的实时性是其显著的特点,且可以完成大范围的探测与搜索任务。

载人潜器下潜示意图载人潜器下潜示意图

  • 蒋新松,封锡盛,王棣棠.水下机器人.沈阳:辽宁科学技术出版社,2000.
  • WILLIAM K.Review of deep ocean manned submersible activity in 2013.Marine Technology Society Journal,2013,47(5):56-68.
  • 封锡盛,刘永宽.自治水下机器人研究开发的现状和趋势.高技术通讯,1999,(9):55-59.

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