紧随“蛟龙”再探海
从通常意义来说,“蛟龙”的“眼神”不太好。
曾有人说,潜器在水下能看200米远,这个说法并不准确。中船重工702所高级工程师叶聪表示,所谓“看”200米远,其实是通过类似B超的成像声呐,对是否有障碍物进行基本判断。真正的视觉范围十分有限。
702所高级工程师杨申申介绍,即使在一类水质的大洋中,“蛟龙”最远也只能看到20米外的物体,看清轮廓需在10米以内,而5米范围内才能体现出真实的颜色。
要是在陆地上,这样的“视力”绝对得算近视眼,但在海中却已经很不容易,需要在多种灯光配合下才能实现。
杨申申的工作是负责“蛟龙”的灯光。他说,“蛟龙”号上共有17盏灯,除了尾部是一盏功率250瓦的卤素灯外,其余的灯全部集中在前方及两舷,包括HID、HMI两种氙灯,以及多个LED灯。
叶聪说,“蛟龙”在入水及下潜过程中基本无需照明,若要确认采样篮状态,开一组LED灯即可,接近海底时才将所有灯光开启。这些灯主要有两种搭配形式,分别为不同光谱波段的搭配和不同照射角度的搭配,目的是满足视觉需求,同时为拍摄服务。
所有的氙灯和LED灯色温均在6000K左右,趋于白光,以防在水下拍摄时出现偏色。但其光谱波段却不相同,直接表现是颜色略有区别,氙灯偏绿,LED偏蓝,以便在水中获得更强的穿透力。如此设计,目的是兼顾照射距离和色彩还原。唯一的例外是尾部那盏卤素灯,色温大约3000K,作用是给尾部摄像机照明。这台摄像机的用途类似汽车上的倒车影像,在特殊情况下为后方避障提供画面,对清晰度及色彩的要求并不太高。
如同汽车拥有远光、近光灯一样,“蛟龙”号的灯也分为聚光灯和散光灯,照射角度从20度到90度不等。其中聚光灯主要布置在前方,可形成光柱,照射距离较远;散光灯在前方、两侧都有分布,虽然照不远,但对眼前的环境照射覆盖面大,光线也更均匀。
比较特别的是装在云台上的两盏HMI灯。云台指位于“蛟龙”前方的摄像机支架,左右各一个,可受控实现多自由度旋转。上面的两盏灯随摄像机一起转动,拍哪照哪,实现局部补光。
在大洋深处,灯光越强照射效果越好。杨申申说,如果海水浑浊则不能开远光灯,不但照不出去,还会形成散射和反射,对照射效果产生反作用。而“蛟龙”号在深海作业,水质是大洋一类水质,杂质很少,反射、散射小,灯光多多益善。
目前,“蛟龙”的灯光配备已能满足当前作业需求,如果将来有更高拍摄要求,也可能进一步增强,但需符合多种条件。
杨申申介绍,灯的安装首先要考虑电力负载,如果耗电负荷过大,可能对电缆通道造成影响。与5000米海试时相比,目前“蛟龙”的灯已增加一倍有余。
更重要的是,灯的布置很受约束。两舷顶部的拖拽缆是一定要避开的,如果布放、回收时被挂住,肯定造成损坏。两侧的灯不能探出潜水器之外,以防在回收入位时,因吊缆摆动而撞到钢架上。
这些灯的选择也颇有讲究,除对色温、光谱的要求外,灯体设计还要兼顾耐压和散热。在深海作业,耐压壳体的作用不言而喻,而散热不好也将影响灯的寿命,温度不能超过100摄氏度,70摄氏度以内最佳。
(科技日报“向阳红09”船北京时间8月16日电)