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如何让潜水器从深海传出声音?

乐鱼体育APP下载 动态 2021-09-02 13:39

深海一直带着美丽而又神秘的色彩,吸引着我们去往海底深处,探索更多秘密,于是众多国家开始研究载人深潜技术。

有很多人好奇潜水器在深海是如何与地面通信的?“奋斗者”号载人潜水器潜航员、中国科学院声学研究所高级工程师刘烨瑶为大家细细讲解这个问题。

在研究载人深潜技术时,科研团队遇到了许多问题,有很多关键部件是采用和国外合作研发的形式,但有一些设备是被国外技术控制的,比如水声通信。

水声通信是潜水器和母船之间唯一的沟通桥梁,它是载人潜水器必不可少的设备。如果没有水声通信,潜水器在下潜时,接收不到母船的信号或是失去联系,就无法确定潜水器在多长时间内抛载上浮,停止作业。

在“蛟龙”号之前,国外的载人潜水器都采用模拟通信技术,就像是对讲机一样,必须水上和水下两个人相互喊话,才能建立潜水器和母船的联系。而我国自主研发的高速数字水声通信比模拟通信技术简单很多,水声通信技术可以自主将潜水器和母船的数据进行交互,节省了大量时间与操作步骤,使得科学家能把更多精力放在检查潜水器运作、水下采样等工作上,这提高了潜水器的工作效率。除此之外,水声通信技术还能把潜水器中的众多关键信息定时与母船进行数据交互,避免了人员汇报时可能出现口误或观察不到等问题。

在深海水声通信技术有什么样的难点?刘烨瑶表示,第一个难点便是距离。水声通信的关键词就是通信,比如两个人对话,距离越远嗓门就需要越大,但这是有限度的。对应人体,水下通信的“嗓门”便是水生学科里提及的声源级,因为受到能源、线路、设备结构尺寸等限制,所以声源级也不能无限提高。

第二个难点便是增强接收信号。比如别人听到你说话,即使声音很小,可能别人也能听出来你说的是什么。对于水声通信技术而言,就需要其抗噪声能力和对信号检测能力特别强,想要实现这些,需要研究一个非常好的通信算法。

刘烨瑶和其科研团队除了对水声通信技术进行深入研究,对潜水器的定位系统也进行了很多改进,例如对算法和工程上一些应用层面的设备、硬件进行了提高,使得潜水器定位系统的稳定性也越来越强。

科技是国家立足世界的强大基础,科研人员的不懈努力是为了让设备在我国实现国产化,让我国拥有更多的自主知识产权。刘烨瑶希望能有更多的中青年参与到国家科研中,希望大家在最好最适合的年纪做一些有意义的事情,为我们的国家添砖加瓦。

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