有缆无人遥控潜水器(ROV),也称为水下机器人,是一种工作于水下的极限作业机器人,能潜入水中代替人完成某些操作。它由水面母船上的工作人员,通过连接潜水器的脐带缆提供动力,操纵或控制潜水器,通过水下电视、声呐等专用设备进行观察,还能通过机械手,进行水下作业,是国际上目前海洋科考中的重要设备。掌握深海ROV技术的国家并不多,目前下潜深度深的ROV由日本研发成功,可下潜1.1万米,但是这唯一的一台试验机器却在考察时沉落海底,至今难觅踪迹。
年6月海洋化工研究院研制开发的密度为0.34g/cm3的固体浮力材料成功应用于我国自主研发的RECON-IV中型ROV,经4.5MPa保持30min,3.6MPa保持16h静水压力试验后,固体浮力材料体积无形变,吸水率为0%,交付使用后,在南中国海的海上石油钻井平台作业中,服务十年有余,工作状态良好,没有发生因浮力材料破坏、进水等事故引起的设备故障。图为RECON-IV-SIA中型ROV海试和研制的水下机器人主浮体。
20世纪90年代末期,海洋化工研究院为中国科学院沈阳自动化研究所研制的海极号和海潜Ⅱ号水下机器人制作了主浮体,如图所示。海极号和海潜Ⅱ号水机机器人在RECONⅠV-SIA中型ROV的基础上进行了改进,部分实现了国产化。
装备在大洋一号科学考察船上的“海龙号”m深海观测和取样型ROV(见图)主要用于大洋海底调查活动,包括海底热液矿物取样、大洋深海生物基因和极端微生物的研究以及探索人类起源的秘密等,同时也叮用于海洋石油工程服务,水下管道、电缆检测维修,以及海上救助打捞等各种水下作业,并于年5月在中国南海完成了目前世界上只有极少数国家能够做到的m深海试验,年10月在东太平洋海隆区域用机械手获取了热液黑烟囱样品,获取了宝贵的资料,这一发现标志着我国成为国际上少数能使用水下机器人开展洋中脊热液调查和取样研究的国家之一。“海龙号”ROV已经成功应用于“大洋号”21航次第三航段的深海热液科考任务目前是我国下潜深度大、功能强的ROV。当今世界上只有少数几个发达国家拥有同等作业能力潜水器,我国这台无人遥控潜水器无论是从性能上讲还是从控制方式上讲都超越了国际同类型的ROV,总体性能达到高水平。
“海龙号”ROⅤ因深海科考需要增加了监测装备,提高了“海龙号”ROV的载荷能力,为使ROV在水下作业时处于零浮力状态,达到抵偿平衡,需增加浮力材料,以增加浮力。海洋化工研究院于年9月为其提供密度为0.52g/cm3,耐35MPa全方位静水压,可用于m水深的深海用固体浮力材料。提供的固体浮力材料可以为“海龙号”ROV提供4.8kg的净浮力,同时采用固体浮力材料的粘接技术为“海龙号”现有浮体进行了修补。目前,新装备的“海龙号”ROV将随“大洋一号”开展又一次的环球大洋科学考察。