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雪龙号首次配备无人船 主要用于“打前站”

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发布时间:2018-04-19 09:52:42
浏览:2587 次
广东造的无人船首次进入南极海域。

        我国第五个南极科考站———罗斯海新站,前不久正式在恩克斯堡岛(又称难言岛)奠基。按计划,新站建成还需要4年时间。而这座考察站的调研选址,早在几年前就开始了。去年11月,中国第34次南极科学考察正式启动。此次考察任务中,一艘来自广东珠海的无人船尤为吸引眼球。作为“雪龙”号未来靠泊码头的探路先锋,这个由珠海云洲智能科技有限公司参与研发的“极行者”号无人船,在恩克斯堡岛恶劣的自然环境下,工作总时长近4 0小时,完成了5平方公里海域多波束全覆盖海底地形测量,不仅填补了该区域的数据空白,也为船舶航行和新站建设提供基础空间地理信息数据支撑。

        中国第五个南极科考站建设启动

        2017年11月8日,中国第34次南极科学考察队,乘坐“雪龙”号极地考察船奔赴南极罗斯海,开启中国新一个南极科考站的建设。这是继长城站、中山站、昆仑站、泰山站之后我国建设的第5个南极科考站,也是我国在南极建设的第3个常年科考站。

        考察队由来自80余家单位的334名队员组成,在此次考察中,充分利用船基、冰基、海基等平台,通过陆地-海洋-大气-冰架-生物多学科联合观测,开展罗斯海西岸我国第5个南极考察站建设的前期工作以及国家南极观(监)测网建设、海洋环境保护调查、站区环境整治等重点工作。

        根据之前几次南极科考的综合观测环境评估之后,科考队会预选大致范围,做实际地形勘察。罗斯海新站前期准备工程,是此次南极考察的重要任务。2017年12月初“雪龙”船首次抵达恩克斯堡岛,用直升机将340吨物资部署上岛;2018年1月中旬“雪龙”船从中山站返回恩克斯堡岛后,将建站工程机械和重型物资运输上岛,随即开始了新站临时建筑的建设。

        广东造无人船首次进入南极海域

        云洲智能工程师梁长信在去年7月,入选了中国第34次南极科学考察队伍。他带了两条无人船,登上极地科考船“雪龙”号。这两条船在此次科考实际工作中代替人工海洋测绘,为我国在南极新建站贡献一份科技力量。这也是广东造的无人船首次进入南极海域。梁长信回忆说,“我们在2017年10月直接从广州出发到新西兰,‘雪龙’号到新西兰补给,包括我在内的26名考察队员在这里登船,随后我们在12月2日进入南极圈。”

        国家海洋局南海调查技术中心(以下简称中心)是本次南极科考无人船两个项目的负责单位,其与云洲智能前期成立了无人船研发重点实验室,开展了大量的科研和应用试验。“(码头)水不能太深,海谷要足够宽阔,保证船能掉头,不能搁浅;风浪也不能太大,要保证船的稳定。当时‘雪龙’号是无法靠岸的,有一艘船和直升机来回卸货。无人船控制站就在‘雪龙’号上面,人在船上操作即可。”

        过去没有无人船的时候,需要人工驾船,存在一定风险,而且探测区域仅限于航道位置,其他区域尚属空白。无人船的使用能够节省人工,使用电、柴油成本也低。据悉,此次无人船的具体任务包括测量水深、海底地貌、水流、潮汐,其中,了解水流方向与建设科考站水循环系统有关;观测潮汐,确定海水水位最高点与科考站设立的海拔有关,避免被海水淹没,这些都是在为新建站临建码头做准备。

        无人船工作要看天天气不好一天只工作2小时

        “雪龙”号此次承载了200多项任务,想要协调好无人船测绘的时间、内容并不容易。科考队被分为4个队,“雪龙”号上有两个队,梁长信所在的队是新建站的保障项目,做无人船海洋测绘。“每一个项目对人员、设备限定比较严格,每个项目只有2-3个人参与;其次设备要高度集成,不能到现场现装,从7月接到任务到11月出发,团队协调了十几次,只因测绘任务必须在限定的时间内完成。”

        罗斯海新站没有码头,“雪龙”号多数时间停靠在中山站,无人船海洋测绘队伍只能抓住“雪龙”号在新建站卸货的时间作业。“‘雪龙’号到了恩克斯堡岛卸货用了近5天,然后去中山站,完成对应项目,十天以后又回到新建站,停留了近3天。”梁长信说,第一次他所在的队伍测了3 .6平方公里海域,两次总共测了近5平方公里的海域。

        “极地天气不好,无法预料,船起吊时还风平浪静的,等船下水后风雪就都来了,气温也降下来了。”恩克斯堡岛附近风多,无人船工作要看天气,天气不好一天只工作2小时,最多的一次连续工作了13小时。在短短的20多天里,科考队新站建设队27名队员克服严酷的自然条件和工具有限带来的种种困难,“人歇机不停”连续施工,完成了考察站临时建筑和临时码头的搭建等工作,为新站建设奠定了基础。

        揭秘

        对抗南极严酷气候无人船有哪些看家本领


        风、水流都会带来大量的浮冰,可能会将无人船撞离原有轨迹或撞坏,给无人船测线带来一定困难。测线是无人船在水上的看家本领,即船按照预定规划的路线在水上来回走直线,搭载其内的传感器可对海底地形扫描,由此拼成整块的海底地形图。“无人船经常撞(随机漂来的冰块),但小的浮冰不会影响它正常工作,而且我们设计的球鼻艏可以缓冲。”梁长信说,除了船身的设计,南极无人船采用的是全自动操作,循线精度依赖于人工智能和高级算法,应对现场突发情况依靠无人船的自主避障系统和人工干预。

        南极气候严酷,瞬间的阵风风速可达到40米/秒,虽然当时处在极昼,但气温可达零下14摄氏度左右,无人船长期在低温环境下作业,船体的结构强度受到比较大挑战。据介绍,“极行者”第二代的船在材料方面有了改进,从复合材料换成铝合金,“铝合金韧性比较好,发生剐蹭顶多是变形,但是船体不会‘失效’(用不了);如果损伤比较严重,可以通过切割和焊接修补。”此外,受到低温的影响,电动船的作业时间比常态缩短,他们还预备了只有在零下35度才会结冰的柴油。
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