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“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。
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3 Z, A. x" @5 k- Z' i, A. t 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。
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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。
8 P1 |4 c% D2 s( z# F7 O5 s( w5 y3 J) l 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。
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借助影视作品画面
& l. ~' F! L, B! o( g 启发潜水器设计
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& }! }1 G- J! D, C 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。
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“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。
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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。
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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。
: p9 h6 J2 Z( p+ e3 g1 T 从600米到7000米,数字背后是非常大的技术跨越。
# v8 y& ?2 m. G, a1 W 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。
; f6 j: a! y! H6 a 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。
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海试逼出设计中潜伏问题
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6 u2 C) I% l! M) u2 L7 D0 i. Z 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。
( [0 h z1 L1 J( M2 K 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。
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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”。
( q$ j& ^' [0 \6 v3 O! D 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。
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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。
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海试4年,潜水器下潜深度不断增加,问题也不断暴露。
Q- c' K9 j/ k- W% E 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”。
5 L& v: ~: h: B3 e' ?$ L3 L “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!”2012年6月24日9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。
+ t1 i8 u) H, _, I 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。
. W4 E) j/ U2 S( ~" z/ \ 2020年将创造新的“中国深度”
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1 C# \* r8 s! o6 Y 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。
+ s: G6 B6 ^* q# R 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。
7 B* B- U- o: C/ q 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。
+ }$ J I9 F/ o* o- _ 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。
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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”。
/ h8 Z; F: g5 k( o' C9 ]/ N9 U; } (来源:微信公众号:科技日报)
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