大约在10天前 , 创造了中国载人深潜新纪录的“奋斗者”号顺利返航 。 在那之前五十天的时间里 , 在太平洋马里亚纳海沟 , “奋斗者”号13次下潜 , 其中8次突破万米 , 实现了10909米的坐底深度 , 完成了首次海上试验 。
现在它回来了 , 上岸以后 , “奋斗者”号还要做什么呢?
“奋斗者”号上岸“体检”
带着我们近距离了解“奋斗者”号的这位 , 是它的总设计师叶聪 。 叶聪也曾经是“蛟龙号”的首席潜航员和“深海勇士”号副总设计师 。 从外观看 , “奋斗者”号更像是一条绿色的大头鱼 。
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中国船舶集团702所 “奋斗者”号总设计师 叶聪:“蛟龙”号下潜深度是7000米 , 我们要下万米深度的话这个路程更远了 , 所以我们把圆脸变成了这样一个鸭蛋脸 , 这个形状会减少阻力 。
叶聪眼中有着一张鸭蛋脸的“奋斗者”号 , 从立项到下海经历四年时间 , 但这一次的成功下潜和顺利返航 , 并不意味着他和团队可以放松休息 。
中国船舶集团702所 “奋斗者”号总设计师 叶聪:回到岸上以后 , 我们会把潜水器整个再拆卸一遍 , 把每一个经历过海试的部件都做一次详细检查 , 类似于体检 , 看它经历了这些试验以后有没有什么变化 , 有什么损坏之类的?确保这个潜水器在完成了海试以后它的技术状态是正常的 。
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2016年 , 作为国家十三五计划中“深海关键技术与装备”的核心任务 , “奋斗者”号立项 , 目标就是挑战全海深载人潜水器难以企及的万米深度 。
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中国船舶集团702所 “奋斗者”号总设计师 叶聪:“奋斗者”号目前是人数最多 , 使用最频繁 , 深度也是最大的 , 能够提供这样的一个深海到达的能力 , 是世界上独一无二的 。
潜航员带你进舱体验
我们关注了那么多天的万米深潜 , 一直看到潜航员和科学家在“奋斗者”号的舱内开展着各项科研工作 。 这次 , 我们的采访人员也跟随“奋斗者”号的主驾驶张伟 , 一起进到它的舱里体验了一番 。
在这次万米深潜的海试中 , 来自中国船舶集团702所的张伟是“奋斗者”号的主驾驶 , 与他一起下潜的还有另外一名潜航员与科学家 。
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中国船舶集团702所 张伟:我是在这 , 比如说我们要在作业的时候可以这样子 , 让我们的脸能够更接近观察窗 , 就是这样子 , 如果说你坐在这里姿势也可以 , 但是我们时间长了以后会变换一下姿势 , 这样的话会感觉更好一些 。
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曾经参加“深海勇士”号试航的张伟成为“奋斗者”号的一个潜航班组的主航员 , “奋斗者”号共有三个潜航班组 , 三组轮流作业 , 每个班组由包括主航员在内的两名潜航员和一名科学家组成 。
11月10日 , “奋斗者”号向马里亚纳海沟的最深处 , 也是世界海洋的最深处发起挑战 。 完成坐底之后 , “奋斗者”号要进行六个小时的作业和巡航 , 这也是目前世界上的万米深潜中持续最长的作业时间 。
【深海|到家啦!“奋斗者”号上岸“体检” 潜航员带你进舱体验】
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中国船舶集团702所 张伟:首先从身体上来说应该还行 , 因为我们的空间确实比较小 , 我们的腿部可能会比较难受 。 甚至有时候我们为了缓解一下腰部会蹲着 。 另外我们时间越长 , 我们舱内的温度、湿度都会降到一个比较低的水平 。 我们在下潜过程中实际上从这种舱内可能会有30多度 , 到最后也就是一二十度 , 包括我们这里非常贴近舱壁 , 虽然这里有个垫子 , 但是那个时候外面海水的温度实际上是一两度左右 。
11月10日上午 , 三名潜航员在连续工作几个小时后 , 享受了一顿距离地心最近的午餐 。
中国船舶集团702所 张伟:最主要的就是不能吃辛辣的东西 , 我们每次下去船上的厨师都会用保温桶给我们准备一些炒饭炒面 , 还有其他一些零食、饮料、水果 , 吃得还是比较丰盛的 。
中国船舶集团702所 “奋斗者”号总设计师 叶聪:通过三个潜器研制 , 我们已经形成了一个潜航员的队伍 , 三班潜航员轮流 , 现在都抢着下潜 。 像我 , 三个潜器我下了七八十次 , 应该讲大家现在对下潜没有那么紧张了 。 现在国内可能有上百名科学家都通过“蛟龙”号、“深海勇士”号下潜过 , 这一次我们还有一个女科学家 , 我们也希望有越来越多的科学家能够乘坐我们的潜水器到深海去 , 那个感受那个样品肯定会给他们带来惊喜 。
极致设计 精益求精 打造顶级水平
在“奋斗者”号之前 , 我国第一台自主设计和集成研制的载人潜水器“蛟龙”号创造了7062米的下潜记录 , 第二代载人潜水器 “深海勇士”号下潜最大深度4500米 , 实现了国产化 , 实用性更强 。
叶聪说 , 挑战万米深海 , “奋斗者”号是“蛟龙”号的加强版 , 是去做世界上独一无二的事情 。
中国船舶集团702所 “奋斗者”号总设计师 叶聪:其实我能够做这个项目 , 想着要去挑战万米 , 做这个世界上独一无二的事情我整个人状态是非常兴奋 , 甚至有一点亢奋的这样一个状态 。 如果说当时有什么疑虑的话 , 确实技术挑战和时间限制这两点对我来讲 , 是有很大一个不确定度 。 因为有一些设计已经到达了设计方法的边缘了 , 我们叫做极致设计 。 通俗地讲就是我们这一块地板砖上面有一万吨的重量 , 或者是相当于在后背上有几千只大象 。
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不光是外壳 , 对人待的这个载人舱 , 还有装的电池箱 , 包括我们的计算机 , 所以这一系列都是涉及到材料 , 制造 , 密封等一系列的难题 。
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海洋中深度大于6000米的海域被称为“深渊” , 只占海洋总面积的1.2% , 想要通过深海载人潜水器抵达那里 , 首先要打造足以对抗深海高压的铠甲 。 经过多年上千次的优化测试 , “奋斗者”号选择了中国自主研发的全新高强高韧钛合金作为外壳的材料 。
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中国船舶集团702所 “奋斗者”号总设计师 叶聪:设计图纸完成以后 , 在沈阳拼它的材料 , 然后去陕西去做轧板 , 到四川去进行加工 , 到江苏去成型 , 到河南去焊接 , 最后到海南来做试验 , 再回到无锡把它安装起来 。 像这个球壳的安装(精度)都是毫米级的 , 像这个观察窗玻璃(安装精度)都是零点零几毫米的级别 。 可以说通过一个球壳就能看出来 , 它代表了我们国家设计的力量 , 也代表了我们国家制造的力量 。
和下潜到7062米的“蛟龙”号相比 , “奋斗者”号的重量增加了15吨 , 总重为36吨 , “奋斗者”号的观察窗也是这次设计的重点 。
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中国船舶集团702所 “奋斗者”号总设计师 叶聪:这个潜器一共有六个开孔 , 这些地方都是球壳的重点部位 , 因为它要开孔所以它局部还要加强 , 像玻璃的厚度是球壳厚度的接近三倍了 。 观察窗实际上是活动的 , 你感觉它个很大 , 外面有海水的时候 , 整个窗户是往后退的 。 它提供了一个变形的裕度 , 整个窗户是会被压薄一些 , 这个变形还是曲面的 , 整个窗户是锥形的 。 窗户的外面是万米的海水 , 窗户里面就是我们潜行员 , 所以这样一个关键部件 , 我们一定要把它材料的均衡 , 在这种变形的时候形状的控制做到非常精细 。
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两年时间完成设计 , 两年时间完成建造、总装、联调和水池试验 , 在多个关键技术和重要材料领域拥有国产化核心技术 , 国产化率96.5% 。 “奋斗者”号代表了当前深海工程技术领域的顶级水平 。
破万米就是验收 考评结果硬邦邦
位于太平洋的马里亚纳海沟被称为“地球第四极” , 水压高、温度低、完全黑暗 , 是地球上环境最恶劣的海域之一 。 10月27日 , “奋斗者”号在这里首次挑战1万米的深度 。
中国船舶集团702所 张伟:我们看着那个深度数据九千九百多 , 然后慢慢一个一个的深度在跳变 , 接近万米的时候 , 我们就开始准备着要向水面去报告 , 就是说:一号奋斗者报告 , 当前潜水器达到一万米深度 , 当时说话的语气肯定比现在激动很多 。
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中国船舶集团702所 “奋斗者”号总设计师 叶聪:我们把它分成至少五步走 , 每一步下潜和下潜的跨度不会超过2000米 。 也就说2000米如果有问题 , 我就要把它解决 。 解决了以后再在2000米去下潜 , 确认它没问题了 , 我再下4000米 。 到了万米的时候 , 要有一定的频次 , 一次成功或者叫一次的无故障下潜 , 还不说明问题 , 两次三次我们在10900米这个深度 , 这也是我们试验的一个目标 。 就说要验收 , 我就把性能做得扎扎实实的 , 考评的结果硬邦邦的 , 不能让将来使用乘坐这个潜水器的人 , 对我们的潜水器的能力有怀疑 。
“双船双潜” , 是“奋斗者”号海试任务的关键词 。 “双船” , 是为“奋斗者”号深潜护航的双母船——“探索一号”和“探索二号”;“双潜”指的是双潜水器:一个是主角 , 即“奋斗者”号 , 另一个是主角的“御用摄影师”——“沧海”号 。
中国船舶集团702所 “奋斗者”号总设计师 叶聪:探索一号它是一艘科考船 , 是科学家的海面工作室 , “奋斗者”号是科学家的海底工作室 。
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自10909米的中国载人深潜新纪录之后的10天之内 , “奋斗者”号又进行了四次探洋底的海试工作 。 11月13日 , “奋斗者”号与“沧海”号着陆器联合作业 , 全球首次实现万米洋底4K电视信号直播 。 11月16日 , “奋斗者”号仅用半小时左右的时间就找回了此前布放在海底的3个取样器 , 作业难度堪比“大海捞针” 。
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中国船舶集团702所 “奋斗者”号总设计师 叶聪:这个我们叫做采样篮,虽然它长得像一块平板 , 但是我们说它是一个篮子 , 主要是放一些作业工具 , 比如说我要取生物样岩石样 , 还有一些水样,还有一些长期驻留原位的测试装置 , 平时下潜之前都放到这个篮子装得满满当当的 。 我们现在潜航员要玩这个机械手已经玩得非常流畅 , 包括哪怕取什么鸡蛋他们都没问题 。
“奋斗者”号 我国庞大深海体系的一员
11月19日 , “奋斗者”号完成最后一次深潜 。 至此 , 本次海上试验圆满完成 。 不久之后 , “奋斗者”号将交付给使用单位投入日常的科考工作 。 然而 , 对于参与研制的科研人员来说 , 这远远不是终点 。
中国船舶集团702所 “奋斗者”号总设计师 叶聪:作为装备的能力 , 在深度这个维度上我们做到最深 , 但是从对海洋的探索来讲它只是一个维度 , 还有很多维度 , 将来我们还会做一些其他维度的突破 。
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我们还没有去过北极的冰下的海洋 , 包括有一些复杂的河流区域 , 我们也没有进行复杂的载人深潜的作业 , 我觉得不能用这五年来讲深潜的故事 , 应该用二十年的尺度甚至更长一些 , 从没有深海装备到有深海装备 , 从无人的到有人的 , 从简单的到复杂作业的 。 我觉得“奋斗者”号现在是我们国家庞大的深海体系的一员 , 这个体系在不断增强 。
远远不是终点 , 应该说我们还是刚刚打开了深海的一个门缝 。
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