近日，我國首臺載人深潛器“蛟龍”號完成了其承擔(dān)的首個國家自然科學(xué)基金共享航次，這是“蛟龍”號2025年技術(shù)升級后的首個科考航次。此次升級工作歷時1年有余，在7000米級鋰電池、推進(jìn)器、觀通系統(tǒng)和應(yīng)急液壓系統(tǒng)等方面進(jìn)行技術(shù)升級，升級后的“蛟龍”號“游”得更快、“看”得更清。

6月18日，記者來到被稱為深海技術(shù)裝備“4S店”的國家深海基地管理中心（以下簡稱“國家深海基地”），采訪“蛟龍”號技術(shù)團(tuán)隊，揭開“蛟龍”號的升級秘密！

在2024西太平洋國際航次中，升級后的“蛟龍”號在西太平洋海山區(qū)進(jìn)行布放

“看”得更清，“游”得更快

“升級后的蛟龍?zhí)柨擅α耍F(xiàn)在它正在海上執(zhí)行下潛任務(wù)。今年一整年，估計這個‘伙伴’都很少有機(jī)會回家了。”當(dāng)聽到記者想看看升級后的“蛟龍”號時，國家深海基地副總工程師丁忠軍說。雖然有些遺憾，但他說，目前在國家深海基地潛水器試驗(yàn)車間里停放著“蛟龍”號1:1模型，外觀與“蛟龍”號完全一樣。

國家深海基地副總工程師丁忠軍

看到“蛟龍”號1:1模型后，記者略帶疑惑，從外觀看升級后的“蛟龍”號與原來的差別并不大呢？丁忠軍說，這些變化從外觀并不明顯，但內(nèi)里可是大有乾坤。

“首先就是觀通系統(tǒng)升級，它能讓‘蛟龍’號‘看’得更遠(yuǎn)、更清晰。”丁忠軍指著“蛟龍”號頭部說，這套系統(tǒng)就像“蛟龍”號的眼睛，由觀察、照明、攝影部件等組成。

記者發(fā)現(xiàn)，在“蛟龍”號頭部外掛了6個橙色的圓盤和類似喇叭形狀的物體，圓盤中央還有一個黑點(diǎn)，就像螃蟹的眼睛一般。丁忠軍介紹，橙色的圓盤是由原來的鹵素?zé)舾鼡Q的LED。由于陽光無法穿透海面200米以下的深度，所以海底是漆黑一片，需要燈光為“蛟龍”號照明。更換后的照明系統(tǒng)將原來的熱光源變?yōu)槔涔庠矗行Ы档湍茉茨芎模Ｕ稀膀札垺碧栐谒掠凶銐虻哪茉醋鳂I(yè)。

而喇叭形狀的物體則是升級的36變倍4K高清攝像頭，通過它“蛟龍”號能清晰觀察深海環(huán)境，甚至可以看清海葵觸角上的絨毛，這便于科學(xué)家在水下觀測、獲取樣品數(shù)據(jù)。而“蛟龍”號頭部的三個觀察舷窗，也在原來的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級了，使得駕駛員能更清晰地勘察舷窗外的海底景象。

“這套系統(tǒng)，就像人在黑夜里戴著放大鏡、拿著手電筒一樣，讓“蛟龍”號在漆黑的海底也能觀測自如。”丁忠軍說。

蛟龍?zhí)柵牡降乃律?/span>

順著“蛟龍”號的頭部往后，就來到了它的胸部，丁忠軍介紹，在這個部位加載著蛟龍?zhí)柕碾姵叵到y(tǒng)，此次也由原來的鋅銀電池組更換為高能量密度的柔性鋰電池。過去一套鋅銀電池的充放電次數(shù)約50次，使用壽命約一年，現(xiàn)在的鋰電池組可以充放電1000余次，能使用3-4年，而成本是原來電池的30%左右。大大提高“蛟龍”號的能量儲備，降低“蛟龍”號的下潛成本。在執(zhí)行任務(wù)中，以前下潛回來后，要充電10小時。但更換鋰電池后，只用三四個小時就能充滿電，大大提高了下潛頻次。“這相當(dāng)于為‘蛟龍’號安裝了一個強(qiáng)大心臟。”丁忠軍說。

“蛟龍”號的上浮、下潛和轉(zhuǎn)向，離不開尾部的推進(jìn)器。在“蛟龍”號兩翼和尾部共有7個推進(jìn)器，此次升級全部實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化替代。推進(jìn)器的螺旋槳葉片由原來的3片變?yōu)?片，“蛟龍”號的巡航速度由原來的每小時2.5海里提升到3海里以上，推力由原來的89kg提高到了100kg以上。“這讓‘蛟龍’號在水下‘游’得更快。”

“蛟龍”號回收（國家深海基地管理中心供圖）

年下潛次數(shù)突破百次

除了上述三大系統(tǒng)升級外，還有一項(xiàng)為適應(yīng)接下來更嚴(yán)苛的科考環(huán)境而做的升級工作，那就是拋載系統(tǒng)升級。丁忠軍介紹過去“蛟龍”號是實(shí)行一次拋載，當(dāng)它完成下潛任務(wù)上浮回歸母船時，“蛟龍”號會將其攜帶的重物拋棄，利用浮力上浮直接到達(dá)水面。升級后的拋載系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)二次拋載，就是一次拋載后，當(dāng)它上浮到距離水面一定距離時，就不再上浮，此時會根據(jù)水面上障礙物的情況，進(jìn)行二次拋載，上浮到水面，這樣能避免在上浮過程中與水面的障礙物發(fā)生碰撞，極大保障了蛟龍?zhí)柕陌踩?/p>

同時，在作業(yè)工具包方面也進(jìn)行了升級，如對其探測、取樣手段、原位精細(xì)傳感探測等進(jìn)行升級，“讓它的手臂也更加靈活、健壯。”

丁忠軍介紹，此次升級工作原計劃3年完成，但實(shí)際用時不到2年，目前“蛟龍”號已經(jīng)完成升級后的3000米級海試實(shí)驗(yàn)。

“蛟龍”號是我國第一艘載人深潛器，由我國自行設(shè)計、自主集成研制而成， 設(shè)計最大下潛深度為7000米級，可以在占世界海洋面積99.8%的海域自由行動。

“蛟龍”號是2002年由科技部863計劃立項(xiàng)開始建造的，歷經(jīng)10年研發(fā)，于2012年完成海試，并于當(dāng)年在馬里亞納海溝成功突破7062米的下潛深度，刷新了世界同類作業(yè)型潛水器的最大下潛深度紀(jì)錄。之后歷時5年進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用，2017年后進(jìn)行業(yè)務(wù)化運(yùn)行。

丁忠軍介紹，2020年之后，隨著“蛟龍”號新母船“深海一號”投入使用，“蛟龍”號下潛頻次不斷刷新，目前，“蛟龍”號已執(zhí)行了360余個潛次，并能實(shí)現(xiàn)年下潛次數(shù)百次突破。

“目前‘蛟龍’號能實(shí)現(xiàn)一天兩潛的下潛頻次，整體性能持續(xù)保持國際領(lǐng)先。2025年全年下潛潛次有望突破100次。”丁忠軍說。

升級后的“蛟龍”號在西太平洋海山區(qū)執(zhí)行任務(wù)

將人工智能引入水下影像識別

隨著我國新興技術(shù)的不斷發(fā)展，“蛟龍”號的升級工作與時俱進(jìn)。在此次升級工作中，丁忠軍也一直秉持著這一原則。“我們正努力將人工智能技術(shù)應(yīng)用到‘蛟龍?zhí)柕膱D像識別上，這是一個極大的挑戰(zhàn)。”丁忠軍介紹，為完成這一挑戰(zhàn)，他們與中國科學(xué)院西安光機(jī)所合作，正在攻克水下原位快速人工智能識別技術(shù)。希望達(dá)到的效果是，在水下高清攝像機(jī)獲取影像后，在后臺計算機(jī)上，利用算法實(shí)時識別到觀測物體的尺寸、輪廓、生物物種、經(jīng)緯度、水深等信息，并將這些信息綜合起來形成一張專屬信息圖片。“這將對生物發(fā)現(xiàn)、海洋生物保護(hù)等方面具有跨時代意義。”丁忠軍和團(tuán)隊為此開發(fā)的水下影像觀測技術(shù)獲得2024年國家技術(shù)發(fā)明二等獎。

其實(shí)，“蛟龍”號在2017年已經(jīng)進(jìn)行過一次技術(shù)升級，歷時15個月。丁忠軍介紹，那次升級實(shí)現(xiàn)了對“蛟龍”號艙內(nèi)舾裝、生命支持系統(tǒng)、載人球殼、小耐壓罐、觀察窗、載體框架、浮力塊、水密電纜、液壓系統(tǒng)等超過1200個零部件的勘驗(yàn)，完成了配電系統(tǒng)、拋載系統(tǒng)、采樣系統(tǒng)、作業(yè)接口、導(dǎo)航控制和測深側(cè)掃等幾大系統(tǒng)的性能優(yōu)化升級，大大提升了“蛟龍”號在復(fù)雜環(huán)境下的取樣能力、水下目標(biāo)搜索能力。

“接下來，‘蛟龍’號升級工作將常態(tài)化進(jìn)行。”丁忠軍介紹，隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力、科研能力的持續(xù)發(fā)展，“蛟龍”號的升級工作會持續(xù)跟進(jìn)，讓“蛟龍”號整體性能持續(xù)保持國際領(lǐng)先水平。“這也是我們踐行嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、拼搏奉獻(xiàn)、勇攀高峰的載人深潛精神的重要體現(xiàn)。”丁忠軍說。