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20年矢志不渝,中国载人潜水器走向谱系化

2019-09-15 14:03 来源:科技日报 参与互动 
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  20年矢志不渝,中国载人潜水器走向谱系化

  “7000米载人深海潜水器立项了,我们想来想去,这个总师非你老徐来当不可!”经过一系列论证、研究,2002年大深度载人潜水器终于正式批准立项,选总设计师时,大家不约而同地想到了徐芑南,中船重工七〇二所原所长吴有生院士专门给徐芑南打了邀请电话。

  深海潜水器被认为是发展深海技术的引擎和集成平台,也是开展深海科学研究、资源开发的重要支撑。

  在7000米载人深海潜水器“蛟龙”号立项前,我国研制过的潜水器的最大深度只有600米。从下潜几百米到6000米,美、法、日、俄4国差不多花了50年。“蛟龙”号则计划用10年时间,走完国外同行用了近60年才走完的路。

  从“蛟龙”号到4500米级载人潜水器“深海勇士”号,再到万米载人潜水器,不到20年间,我国潜水器谱系化工程有序推进,载人深潜技术的突破也带动了我国深海科技领域全面发展。

  借助影视作品画面

  启发潜水器设计

  20世纪末,随着中国大洋协会在国际海底调查研究工作的深入,国家对载人潜水器的应用需求越来越迫切。

  “来不及了!要赶快赶回所里!”接到邀请电话时,徐芑南已从中船重工七〇二所退休6年,但心底始终有一个愿望,就是看到中国人独立自主研制的大深度载人潜水器能够在深海遨游。

  不顾患有高血压、心脏病、一只眼睛仅存光感,徐芑南毅然放弃在美国颐养天年的生活,带着老伴回国。

  但当时摆在徐芑南面前的却是特别沉重的担子——国内没有做这么大深度的载人潜水器经验,当时国外对载人深潜技术高度封锁。时间走到2005年,此时项目已立项3年,团队中仅有两人见过真的深海潜水器。这意味着,大部分人对潜水器的了解,只能借助国外的科普读物和观看影视作品。比如《泰坦尼克号》中有关潜水器的画面,被他们反复研究,并启发了我国潜水器的设计。

  从600米到7000米,数字背后是非常大的技术跨越。

  为统筹好“蛟龙”号本体12个分系统工作,徐芑南将每一个分系统的“任务输入、成果输出、约束和支撑条件”,按照技术进度和经费,制成表格,按表工作,大大提高了效率和质量。面对人才短缺的瓶颈,他格外注重对青年人的培养,还想方设法邀请国内外专家给年青的设计师队伍讲课。

  面对这一项大的系统工程,国内上百家科研机构集智攻关,解决了耐压结构和密封技术设计、高比强度合金材料的加工成形技术、航行性能优化、水下定位、水下通讯、自动控制等多个领域的最前沿技术难题。

  海试逼出设计中潜伏问题

  2009年8月,历经技术攻关、设计、总装建造和水池试验,“蛟龙”号驶向大海,计划用4年时间完成7000米级海试,通过海试来验证和改进“蛟龙”号的各项性能指标。

  尽管当时已年逾七旬,徐芑南还是坚持要求上船坐镇指挥,他拖着装满药品、氧气机、血压计等医疗器械的拉杆箱,和科研团队坚守在一起。

  然而,担任主驾的现任万米级载人潜水器总设计师、中船重工七○二所副所长叶聪在50米海区首次下潜中就迎来“当头一棒”。

  当时,为了检验通讯能力,工作人员首次将“蛟龙”号与母船连接的缆绳解开。不料,通讯信号接收不稳,对讲机瞬间“失声”。最长的一次,他与两名同事呆在内直径2.1米的球舱里,和母船失联两个小时,反复呼叫,无人应答。

  这只是叶聪与团队数年深潜生涯中,遇到的一次较为普通的困难。

  海试4年,潜水器下潜深度不断增加,问题也不断暴露。

  2012年7000米海试,为对可能出现的故障进行充分试验,潜水器拆装维修程度超过了以往任何一次海试,但故障解决时间较以往大大缩短,解决能力大大增强。在几次下潜试验中,现场指挥部并没有让逼近7000米的“蛟龙”号急于撞线,而是按照计划,逐一验证功能,力争在各项考核上都拿到高分。反复试验,通过海试将可能的问题逼出来,不让它潜伏,这种严谨求实的作风也成为载人深潜精神的“魂”。

  “祝福景海鹏、刘旺、刘洋3位航天员与天宫一号对接顺利!祝福我国载人航天、载人深潜事业取得辉煌成就!”2019-09-159时25分,通过水声通信系统,在马里亚纳海沟的7020米深度,叶聪代表同行的杨波、刘开周两名试航员,清晰地向外层空间送出来自海洋深处的声音。

  7062米,这是中国载人深潜纪录,也是世界同类作业型潜水器的最大下潜深度纪录,意味着我国具备了载人到达全球99.8%以上海洋深处进行作业的能力。

  2020年将创造新的“中国深度”

  随着对深海了解的深入,越来越多圈内人达成共识:向深海进军只有一个“蛟龙”号不行,要全面掌握核心技术,让谱系化的潜水器在国内得到技术、部件、运维等方方面面的支撑。

  在“蛟龙”号和4500米级载人潜水器“深海勇士”号研制经验基础上,2016年,全海深(万米级)载人潜水器项目正式立项。“蛟龙”号在7000米处的压力是700个大气压,万米级载人潜水器还要增加400余个大气压。

  叶聪告诉记者,即使有之前的技术基础,高压低温的深海环境给球壳焊接、浮力材料测试、锂电池质量控制、液压元件适应性等都带来了前所未有的挑战。

  按照计划,2020年万米级载人潜水器将完成试验、投入使用,创造新的“中国深度”,进一步提升我国海洋探测能力与研究水平。

  总有人问叶聪,为什么要越潜越深?这个问题的答案,他已经重复了多次:海底蕴藏丰富的资源,而我们对太空、对月球的了解,都超过了深海。探索海洋、保护海洋、经略海洋、建设海洋强国,都与深潜密切相关,需要借助高技术深潜装备来绘制深海“藏宝图”。

  (来源:微信公众号:科技日报)

【编辑:李玉素】

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