人機交互操作控制系統。 南京航空航天大學供圖
(王偉 柯龍婕旻)11月8日1時16分,經過約6.5個小時的出艙活動,神舟十三號航天員乘組順利完成首次出艙任務。航天員出艙背後凝結了眾多科研人員的智慧和心血,其中,南京航空航天大學科研團隊參與研製的「水下機械臂及其智能控制系統」提供了重要技術保障。
應航天員中心、上海宇航系統工程研究所委託,南航機電學院張得禮副教授領銜課題組(以下簡稱課題組),參與研製「水下機械臂及其智能控制系統」,該系統逼真地模擬了空間站出艙活動的機械臂轉運以及定點作業支持工況,是出艙活動任務工程實驗驗證和航天員訓練的重要保障。
在航天員中心總體單位指導下,上海宇航系統工程研究所聯合課題組經過技術途徑模擬驗證、總體方案設計、工程實施、調試聯試以及試運行,創新性研製出了國內首台10米級水下大作業空間、高可靠性、高安全性水下機械臂。
臨時水池。 南京航空航天大學供圖
其中,課題組面向模擬失重環境的中性浮力水槽航天員訓練任務,開展了水下機械臂控制系統、人機交互系統以及供配電支持系統的學術研究與工程研製。
據介紹,課題組研製的內容作為整系統核心指揮樞紐,突破了基於多感測融合和基於優化演算法的水下路徑規劃技術、水下機械臂人機交互控制技術、虛擬孿生的大尺寸空間碰撞檢測預測技術、水下安全監控技術等,有力保障了整系統的可靠、高效運行。
課題組接到任務時,離產品交付時間只有10個月。設備涉及結構、軟體、硬件、關鍵演算法、人機工程、水下安全等多方面的技術,時間緊,任務重,疫情的影響更給研製工作增加了不小的難度。
為獲得水下試驗的條件,課題組搭建臨時水池,進行關鍵部件的靜、動密封和重力配比水下試驗,並租用上海交通大學的海洋實驗水池進行集成測試。在有限的經費條件下,租用時間僅有一周。一周時間,需要完成所有指標的驗證,團隊每天工作到凌晨,一天只睡2至3個小時。
談及未來的研究計劃,張得禮介紹,課題組瞄準空間站長期運營期間出艙活動水下工程驗證以及航天員訓練的需要,將繼續深入探討研究相關技術、擴展應用需求、優化人機控制系統,為載人航天任務再立新功。
神州快訊
** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **
大雪還在下……
預計11月9日08時至10日08時,內蒙古 東北部、遼寧 中北部、吉林 南部、黑龍江 西部等地的部分地區有大雪,局地暴雪 (10~13毫米)。上述部分地區新增積雪深度3~8厘米,局地可達10厘米以上。
中央氣象台11月9日6時發佈暴雪藍色預警 。
內蒙古通遼市遭遇有氣象記錄以來最強暴風雪天氣
目前通遼市正經歷有氣象記錄以來最強的暴風雪天氣,11月5日20時至11月8日7時,通遼市降水量30毫米以上的氣象站點達24個,最大積雪深度達50厘米,全市大部分中小學和幼兒園停課,機場跑道臨時關閉。
內蒙古通遼遭遇暴雪。來源:中新視頻
氣象部門的數據顯示,11月7日8時至11月8日8時,通遼市科爾沁區、庫倫旗、奈曼旗出現特大暴雪、大暴雪 ,科爾沁左翼中旗、科爾沁左翼後旗等5個氣象站突破歷年降雪量日極值 ,庫倫旗最大積雪深度達50厘米。
圖為內蒙古通遼降雪現場。通遼氣象局供圖
針對此次降雪過程,通遼市氣象部門發佈多次預警信號,其中有3次暴雪紅色預警信號 ,4次道路結冰黃色預警信號,並於11月7日11時40分啟動重大氣象災害(暴雪大風)II級應急響應。
圖為內蒙古通遼降雪現場。通遼氣象局供圖
通遼市應急、交通、教育、住建等單位,也實施了應急響應機制。11月7日起,通遼市大部分中小學和幼兒園停課;轄區內G45、G2511、G25等高速公路臨時管制。另據內蒙古通遼民航機場有限責任公司8日上午發佈的信息,機場跑道臨時關閉至11月8日22時。
氣象部門預計,未來3天,通遼市降雪大風天氣過程將逐漸減弱。
圖為內蒙古部分地區迎降雪。端木 攝
遼寧部分地區出現大暴雪到特大暴雪
連日來,兇猛寒潮裹挾大風暴雪「橫掃」中國多地。6日起,遼寧省迎來寒潮天氣,現“斷崖式”降溫。截至8日,極端天氣已致遼寧省海陸空交通大範圍停航、停運。
遼寧省氣象台首席預報員周春曉8日表示,遼寧省部分地區目前已出現大暴雪到特大暴雪,預計中北部還將有大雪到暴雪 。受東北冷渦及地面氣旋強烈發展影響,6日至8日,遼寧省62個氣象站,全部監測到降水。最大降雪量出現在鞍山站為63.8毫米。海區最大瞬時風力9至11級,陸地局部可達10級以上。
據氣象專家分析,此次過程,降雪量大,持續時間長,影響範圍廣,降水相態複雜多樣,將造成道路結冰、電線覆冰、低能見度等災害天氣。
據預測,遼寧省中北部和東部地區的降雪將於10日至11日進入收尾階段 ,各地降雪過程將逐漸結束。
瀋陽交警救援車輛。 瀋陽市公安局交通警察局 供圖
吉林多地遭遇雨雪天氣
11月8日,經歷了降雪天氣的吉林長春又迎降雨。吉林省氣象部門發佈的消息顯示,此系該省近十年最早寒潮天氣 ,強度從本月6日起逐日遞增。極端天氣導致陸空交通一度出現大範圍停運。
吉林省氣象台台 劉海峰介紹,9到10日吉林省的大部分地方還會有持續的大雪,部分地方雪量還是比較大,11日要明顯減弱。本輪雨雪過程要到12日中午前後才徹底結束 ,9到12日的日均氣溫較常年會偏低3℃到5℃,尤其是12日早晨可能會達到今年下半年新低。
圖為環衛車輛在清理積雪。張瑤 攝
黑龍江進入暴雪二級應急響應狀態
黑龍江省氣象局發佈信息,7日8時至8日16時,大慶、綏化、哈爾濱、佳木斯等地局部共23個站點降水量超過10毫米,最大降水量在哈爾濱,達到29.5毫米。8日16時,黑龍江省氣象災害應急指揮部提升暴雪三級應急響應為二級應急響應。
預計8日夜間到9日白天,黑龍江省繼續維持雨雪天氣,黑河東部、伊春、鶴崗西部、齊齊哈爾、綏化、大慶、哈爾濱北部、佳木斯西部有暴雪,局部大暴雪、局地特大暴雪,哈爾濱南部、黑河中部有大雪,其它大部地區有中雨夾雪或小到中雪。伊春、哈爾濱、鶴崗、佳木斯、雙鴨山、七台河、雞西、牡丹江部分時段有凍雨;黑龍江省大部地區有道路結冰。雨雪天氣伴有5級至6級風,有暴風雪,能見度低,局地不足1000米。
11月8日,哈爾濱市遭遇凍雨天氣。 姜輝 攝
全國大部分地區氣溫將斷崖式下降
中央氣象台8日18時繼續發佈寒潮藍色預警 :受寒潮影響,預計11月8日20時至9日20時,東北地區中東部、福建中東部及海南島等地部分地區將出現6~8℃降溫,其中吉林東部局地降溫幅度可達8℃以上 ,並伴有5~7級偏北風、陣風8~10級。
另據預報,9日20時至10日20時,內蒙古東部、東北地區大部等地的部分地區有小到中雪或雨夾雪,其中,黑龍江東北部局地有大雪。雲南東部和南部、四川南部、貴州西部等地部分地區有小雨。內蒙古東部、華北北部、東北地區、黃淮東部等地部分地區有4~6級風。
氣象專家提醒,受寒潮影響,全國大部分地區氣溫將呈現斷崖式下降,公眾需注意增添衣物,做好防寒保暖措施;雨雪天氣會造成道路濕滑、積雪結冰,出行需注意交通安全。
資料圖:中新社記者 毛建軍 攝
這次寒潮、降雪天氣究竟為何如此之強?
東北、內蒙古這次寒潮、降雪天氣究竟為何如此之強?11月8日,遼寧省氣象台首席預報員周春曉、內蒙古自治區氣象台首席預報員張桂蓮進行解讀。
為什麼東北及內蒙古降雪量如此大?
周春曉分析,總體來看,此次降雪是多個天氣系統迅猛發展,冷暖空氣激烈交匯導致的。具體分析,在500hPa高空,東北冷渦強烈發展,低槽東移北抬,引導地面氣旋爆發性發展,從低層到高空形成深厚的低壓系統,動力抬升條件強;同時,西南氣流向東北地區輸送充足的暖濕空氣,水汽異常偏強。
張桂蓮補充,積雪厚度也與氣溫、雪花的含水量等有關。譬如,當氣溫達到-6℃至-8℃區間時,單位降雪量所產生的積雪深度會達到最大;隨著溫度上升,單位降雪量的積雪深度會出現明顯減小。此次降雪過程中,水汽條件較好,氣溫適宜,因此積雪厚度也較深。
這次降雪過程是否具有極端性?
周春曉認為,目前遼寧西部地區的過程降雪量已經突破1951年有氣象記錄以來的歷史極值,中北部部分地區的降雪還在持續,也存在突破歷史極值的可能。
張桂蓮介紹,這次降雪範圍比較大,內蒙古西部偏東、中部和東部偏南地區普遍出現中到大雪。從5日夜間至7日,內蒙古有32個站出現降雪極端事件,其中3個站降雪量突破歷史極值,分別是錫盟西烏旗、通遼市奈曼旗青龍山和庫倫旗。
資料圖:哈爾濱凍雨形成冰掛景觀。圖片來源:ICphoto
為何部分地區出現凍雨?
周春曉介紹,前期,地面的冷高壓自西向東楔入底層,形成了「近地層冷墊」。西南暖濕氣流則在冷墊上進行爬升,在850hPa高空,形成了明顯的逆溫層,尤其在遼寧中西部地區上空,從低向高形成“冷-暖-冷”的結構。因此,瀋陽大部、鞍山北部、錦州大部、營口大部、阜新、遼陽、鐵嶺、盤錦南部地區及撫順市區、葫蘆島市區出現了凍雨。