全海深ROV 非金属铠装脐带缆动力学性能研究①

王海龙 张奇峰 全伟才 崔雨晨* 闫兴亚

(*中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室 沈阳110016)

(**中国科学院机器人与智能制造创新研究院 沈阳110169)

(***湖南科技大学海洋矿产资源探采装备与安全技术国家地方联合工程实验室 湘潭411201)

(****中国科学院大学 北京100049)

0 引言

遥控潜水器(remotely operated vehicle,ROV)是一种有缆遥控无人潜水器,通过脐带缆传输动力和信号,因其具有强大的水下作业能力,已成为海洋科学研究、海洋探查和资源开发等不可或缺的手段[1-3]。随着海洋装备研制能力和配套水平的提高,当前我国正在建设覆盖全海深的海洋探测作业体系,而全海深ROV 是该体系的重要组成部分[4]。

目前,制约全海深ROV 发展的首要瓶颈问题就是脐带缆,由于传统的ROV 采用金属铠装脐带缆,因受强度/重量比限制,其最大使用深度很难突破6000 m,更大深度的脐带缆的研制仍是一项国际技术难题。

世界海洋最深处是太平洋上的马里亚纳海沟,最深处达到11 034 m。由于受技术手段的限制,人类对该区域的研究甚少,目前仅日本和美国研制了相关无人潜水器开展了少量科学研究。其中,日本研制的最大工作深度11 000 m“海沟”号ROV 是国际上首套也是唯一一套全海深ROV。该ROV 系统采用中继器模式,母船与中继器之间通过主缆连接,中继器与ROV 之间通过次缆连接。而且仅有日本藤仓株式会社生产的非金属铠装脐带缆最大工作深度可达11 000 m,并成功应用于日本海洋科技中心研制的“海沟”号ROV。遗憾的是,2003 年6 月29日,“海沟”号ROV 在太平洋海域海底调查作业时由于次缆断裂导致丢失[5-8]。……