海底翱翔者：遥控潜水器的奇妙之旅！

下潜，再下潜，遥控潜水器正代替人类向着更深的海洋区域前进。海洋占据地球表面的70.8%，研究海洋就是研究地球，探索海洋就是探索未来。海底石油和天然气等资源正在海洋深处等待人类开发，潮汐能、波浪能、潮流能等海洋能源正在改变人类的生活。

但水下的环境极其复杂、多变，于是遥控潜水器成了人类在深海的“手”和“眼睛”。它的机械手在漆黑的深海中“穿针引线”，手持各种工具，一点点建成了万吨级深水工程。

水下“多面手”

遥控潜水器，英文缩写为“ROV”。因为海洋油气工程作业潜水员的潜水极限为300米，而遥控潜水器可以潜入几千米的深海，所以它成了海洋油气开发建设中不可或缺的工具，相关技术得以迅速发展。不仅如此，它还在多个领域大显身手。

海洋油气行业

目前，遥控潜水器最常被应用于勘探、开发海洋石油和天然气。主要用途包括钻井支持、水下设施安装支持、水下生产设施检测与维修三大类。

水下救助

遥控潜水器可以取代传统蛙人进行高危水下搜救工作，它搭载的声呐及其他载荷，可以更快地找到落水人员，提高工作效率和协同性，大大提升人员的生还概率。

水利水电行业

遥控潜水器可检查桥梁、防洪坝、蓄水池、水库等设施水中部位的状态，清理其上的附着物。它搭载的高精传感器可以检测居民饮用水、收集水下数据，为政府决策提供帮助。

海上科学研究

遥控潜水器可携带专用工具进行水下考古、水下生物观测、海洋样品收集、海洋水文考察、海洋地质研究、深海测量、海床剖面测绘、深水矿藏勘探等一系列水下科研工作。

在海底“翱翔”

遥控潜水器与母船之间连有一根电缆，操作人员在海面上发出的指令便通过这根电缆传至水下。听起来像是操控一辆有线遥控玩具车，但操作人员需要同时观察9块显示器屏幕和声呐、定位、油位、油压等各种传感器的数据，这需要操作人员具备良好的空间想象力和方位辨识能力。

一套完整的遥控潜水器系统包括水上控制系统、收放系统及遥控潜水器本体，总共有上万个部件，涉及电子、液压、通信、机械等多门学科的技术，操作人员需要对它的每一个细小部件了如指掌，才能让遥控潜水器在海底“自由翱翔”。

观察级遥控潜水器

它配备基本的声呐、摄像头和导航设备，作业水深一般不超过1000米。没有作业级遥控潜水器那样的动力和负重能力，所以主要用来执行水下观察类任务，比如检查、测量、打捞水下结构物、收集样品等，被广泛应用于科学研究领域。

作业级遥控潜水器

它配备了完整的声呐、摄像头及导航设备，有2只多功能机械手，能够完成包括切割、打磨、扫描、连接、供压等各种作业任务。作业水深在1000米以上。在水平和垂直方向上的推力可达1000千克，机械手负载能力在400千克左右。主要应用于海洋油气开发领域。

履带式遥控潜水器

又称遥控潜水器式挖沟机，主要配置与常规遥控潜水器相同，但为了满足在海床上的挖沟作业需求，增加了双侧履带和2只用于冲刷海床上目标点的高压力、高流量喷射臂。最大作业水深可达几千米，主要对海底铺设的电缆和管道等进行挖沟掩埋保护工作。

神奇的“脐带”

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进入水下，遥控潜水器与母船之间便仅靠电缆相连。这根电缆被称为脐带缆，是遥控潜水器的特别之处。脐带缆分为铠甲缆和软缆两种，铠甲缆的外层一般会被编织、缠绕2～3层用于承重的钢丝，因此在水中较重，最大可承受83吨左右的重量。而软缆的外层则为一种热塑性橡胶材料，内部铺设凯夫拉材料（一种纤维材料），因此在水中很轻，承重力也较弱，最大可承受13吨左右的重量。

两种电缆内里都包裹了多条用于输送电力的芯线和一组用于通信的光纤，这组光纤可以将水上控制室的操控指令实时传递到水下，并将水下ROV的摄像头影像、声呐扫描影像和所有数据信息传送至水面上的控制室。

“自泳式”与“TMS式”遥控潜水器

按照不同的电缆连接模式，油气行业通常将遥控潜水器分为“自泳式”和“TMS（软缆中继管理器，Tether Manage System）式”两种。

直接用铠甲缆进行释放和回收的是自泳式遥控潜水器。因为铠甲缆的重量限制了遥控潜水器在水中的活动范围，因此自泳式遥控潜水器通常在浅水区域进行水下作业，且作业的区域半径较小。

大型的深水工作级遥控潜水器上均配备软缆中继管理器，使用铠甲缆和软缆两种电缆。软缆中继管理器会锁在遥控潜水器的顶部，和它一同入水。抵达指定水深后，软缆中继管理器放开底部锁着的遥控潜水器，让它前往作业区域，二者之间用较轻的软缆相连。它就像一个水下风筝滚轮，可以控制软缆的收放。

本文节选自《知识就是力量》杂志《海底翱翔者—遥控潜水器》。

遥控潜水器正推动着世界海洋事业向更远、更深、更智能的方向发展。它帮助我们认识海洋，了解海洋生态，探索海洋蕴藏的宝藏。神秘的海洋深处还藏着些什么？我们一定会知晓！

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编辑/段阳阳