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碧海寻声的中国载人潜水器

2019-12-11

科学之友 2019年12期
关键词:潜水器国产化蛟龙

“蛟龙”炼成记

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,2002年大深度载人潜水器终于正式批准立项。在7 000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6 000米,美国、法国、日本、俄罗斯差不多花了50年,“蛟龙”号则计划用10年时间完成。

立项选总设计师时,大家不约而同地想到了徐芑南。

“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702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。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的经验,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。从600米到7 000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轻的设计师队伍讲课。

面对这一项巨大的系统工程,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。

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7 000米级海试,通过海试来验证和改进“蛟龙”号的各项性能指标。2012年,“蛟龙”号在马里亚纳海沟完成最大设计深度海试,最大下潜深度7 062米,刷新了作业型载人潜水器的世界纪录。

高度国产化的“深海勇士”

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。

下潛深度是深海探索能力的一种象征,深海潜水器国产化程度和运行能力的提高,是确保深海探索能力的关键。作为我国第二台深海载人潜水器,4 500米级载人潜水器“深海勇士”号的研发目标,是在“蛟龙”号研制与海试的基础上,推动我国大深度潜水器关键技术和核心部件国产化、功能化、谱系化,并带动深海技术相关产业的发展。

2017年底,课题通过科技部组织的验收。2018年,“深海勇士”号完成87次下潜,不仅超过了美国“阿尔文”号2018年度下潜次数,还创造了我国潜水器年度潜次纪录。2019年2月23日,“深海勇士”号在中印度洋洋脊热液场完成了第150次下潜。4 500米级载人潜水器国产化率达到95%,这也大大降低了运行成本,提高了科考性价比。

在2019年的南海科考航次中,“深海勇士”号在19天里连续下潜,总计完成20次下潜,并首次创造了52小时内连续下潜4次的纪录,包含1次六级海况的布放和回收,3次夜晚布放及回收。目前,在国际上只有俄罗斯具备夜晚布放与回收的能力。

万米级载人潜水器即将投入使用

在“蛟龙”号和“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7 000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。

据万米级载人潜水器总设计师、中船重工702所副所长叶聪介绍,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。

“很多技术都经历了曲折坎坷。”叶聪说,虽然难度很大,好在有准备。“2018年7月设计阶段全部完成,2019年3月已进入总装阶段。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。”

“蛟龙”号是为了推进国家深海装备生产技术的发展而诞生的,它的成功引领了国产技术装备向深海发展,第一次带我们走向深海。“深海勇士”号是为了真正形成自主的生产研发体系和团队,实现生产装备的国产化。万米级载人潜水器要达到国际上最先进的水平,引领国际潜水器的发展。

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