“奋斗者”号身上的“黑科技”

那个在海底下潜10909米的“奋斗者”回来了。

11月28日，“奋斗者”号载人潜水器深海试验返航仪式在海南三亚举行。这位凯旋的“奋斗者”受到了热烈欢迎。

“奋斗者”号怎么这么牛气，能够“一口气”下潜到海底10000多米？它到底穿着什么样的装备，才能不惧海底高压、高腐蚀的极端环境？在深潜地球最深处时，3位潜航员还向全国观众分享了他们的心情，又是怎样做到的？

下面，我们就来扒一扒“奋斗者”号的那些“高精尖”技术装备。

深海一片漆黑，地形环境高度复杂，“奋斗者”号的“大脑”必须实现高精度航行控制，不然就可能有“触礁”风险。为此，研究人员克服了深渊复杂环境下大惯量载体多自由度航行操控、系统安全可靠运行等技术难题，“奋斗者”号的“指挥中心”实现了在线智能故障诊断、基于在线控制分配的容错控制以及海底自主避碰等功能，提高了潜水器的“智商”和安全性。

这位“奋斗者”之所以能够不惧海底高压、高腐蚀的极端环境，是因为它的战甲“钛”厉害。载人舱是全海深载人潜水器的核心关键部件，是人类进入万米深海的硬件保障和安全屏障，标志着一个国家载人潜水器的技术水平。“奋斗者”号的载人舱球形外壳由中国科学院金属研究所牵头研制。

研究团队解决了若干钛合金基础科学问题，攻克了载人舱材料、成形、焊接等一系列关键技术瓶颈。“我们独创的新型钛合金材料Ti62A成功解决了载人舱材料所面临的强度、韧性和可焊性等难题。”中国科学院金属研究所研究员、全海深载人潜水器载人舱项目负责人杨锐说。

事实上，钛合金材料存在固有的“尺寸效应”，即尺寸和厚度越大，其均勻性和力学性能的稳定性就越难保证。但这又是其应用于深海极端高压环境必须跨越的障碍。经过攻关，研究人员通过设计材料微观组织及其获取工艺，成功克服了钛合金的“尺寸效应”。

“亲爱的观众们，万米的海底妙不可言，希望我们能够通过‘奋斗者的画面向大家展示万米的海底。”

2020年11月10日8时12分，“奋斗者”号成功坐底世界最深处马里亚纳海沟，3位潜航员第一时间通过水声通信系统向全国观众直播了他们所看到的万米海底世界。

相较于前两代的“蛟龙”号与“深海勇士”号载人潜水器，“奋斗者”号的声学系统实现了完全国产化，这个系统由中国科学院声学研究所牵头研制。

“‘奋斗者号的声学系统突破了全海深难关，技术指标更高，在整个海试过程中表现优秀，为全海深范围内的持续巡航作业提供了可靠的技术保障。”中国科学院声学研究所高级工程师、“奋斗者”号副总建造师和主任设计师、潜航员刘烨瑶说。

水声通信是“奋斗者”号与母船“探索一号”之间沟通的唯一桥梁，实现了潜水器从万米海底至海面母船的文字、语音及图像的实时传输。

此外，由声学多普勒测速仪和定位声呐及惯性导航等设备相集成的组合导航系统，还为“奋斗者”号的巡航作业提供了高精度的水下定位导航。

在11月16日的下潜作业中，借助组合导航系统和声呐设备，“奋斗者”号潜航员仅用了半小时便成功取回了此前布放在万米海底的3个水下取样器，成功实现“海底捞针”，并通过水声通信机将取样画面回传至母船。

（摘自《科技日报》11.30）