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人民日報:“蛟龍”是怎樣鑄成的
所屬類別:國資監管  發布日期:2012/9/4

人民日報:“蛟龍”是怎樣鑄成的   

6月底,“蛟龍”號載人潛水器又一次沖破7000米深海,下潛至7062米的最新深度,完成了全流程功能驗證等各項深海科考試驗,刷新了世界海洋科考的新深度。新深度標志著“蛟龍”號的工作范圍可覆蓋全球99%以上的海域。我國也成為擁有世界上作業深度最大的作業型載人潛水器的國家。

6次下潛,3次超過7000米,4次刷新最深下潛紀錄,7000多米的水下進行離海底5米的定高運動……這些不斷刷新的紀錄背后是無數技術難關的攻克,“蛟龍”號的成就凝聚著老中青三代“蛟龍”人十幾年的心血。

  下潛7000米,抗壓每平方米7000

  載人深潛是復雜的系統工程,從設計到下水,風險無處不在,成敗系于毫發。

  “蛟龍”號總設計師、中船重工集團七○二研究所研究員徐芑南告訴記者,在“蛟龍”號下潛過程中,海洋的環境會隨著下潛的深度不斷發生變化,下潛得越深,海洋的環境也就越復雜,與預想產生差別的可能性就越大,如果能與下潛環境順利匹配,那么下潛成功。否則,哪怕出現一絲的疏忽,都可能產生致命的危險。
  10年間,“蛟龍”號的研究攻克了大量技術難關。要下潛至7000米,最大的難點就是700個大氣壓——每平方米承受7000噸的壓力。同時,7000米水下的溫度約為1攝氏度,海水表面溫度為25攝氏度左右,潛航員在下潛過程中要經歷春夏秋冬四季。經過研究,“蛟龍”使用特殊玻璃微珠材料作為外殼材料,不僅承受住了重壓,還出色地適應了溫度的變化,堅不可摧。
  應對7000米巨大的水壓,對于耐壓載人艙和其他耐壓罐而言,選擇材料只是第一步。耐壓殼的形狀、直徑,穿艙體的數目與大小,艙口蓋的尺寸與其密封形式,觀察窗數量、大小與密封等諸多問題,都需要設計者既要滿足潛水器的技術指標要求,又要顧及加工制造工藝的現實條件和能力,尋求最佳技術路線。
  此外,近底自動航行和懸停定位、高速水聲通信、大容量充油銀鋅蓄電池這三大特色,對“蛟龍”號的成功起了重要作用。
  拿高速水聲通信來說,“蛟龍”號與其母船“向陽紅09”船之間的垂直距離為7000米,水聲通信要經過很多的溫躍層、不同的流躍層及密躍層,在此過程中溫度、鹽度、深度、密度變化很大,在這種情況下信道受到很大的干擾與反射,想要保持7000米的水聲通信很困難。
  在海試初期,水聲通信在試驗過程中屢屢出現問題。積累了幾十年水中聲吶研究技術的北京長城電子裝備有限責任公司經過3個多月的技術攻關,展示出多年的技術功底,解決了此前出現的問題,確保了水面和水下的通信。
  中船重工原總工程師方書甲告訴記者:“我們的水聲通信不僅要與母船對話,接受母船指揮,還要上傳圖像,而且實現了寬帶傳輸,傳上來的圖像清晰,且信噪比非常好,這些都是很不容易的。從這一點上也表明我們的水聲通信技術已經進入國際領先行列。”
  “‘蛟龍’號是我國自主研制的。”方書甲介紹,“蛟龍”號使用的充油蓄電池、電子耐壓罐、自動控制裝置與生命工程系統等都是在國內完成的。在引進、消化、自行研發基礎上,目前材料和設備的國產化率已大大提高,“蛟龍”號的應用再也不會受到進口部件或設備的約束。
  三代“蛟龍”人,共圓深海夢
  “蛟龍”成功的背后,有一群可愛的“蛟龍”人。他們孜孜以求的奉獻,成就了“蛟龍”不斷刷新下潛深度。

  早在1992年,徐芑南就在時任七○二所所長的吳有生院士領導下,和其他老專家一起提出搞載人深潛的項目,因當時需求不夠迫切,再加上技術難度太大,投入力度也不小,項目當時未獲審批。就這樣,徐芑南帶著遺憾與無奈退休了。
  直到20026月,科技部正式把7000米載人潛水器列為國家863計劃重大專項。在立項選擇總設計師時,所有人不約而同地想到了徐芑南。他長期致力于我國深海裝備研究,先后擔任單人常壓潛水器、雙功能常壓潛水器、纜控水下機器人、大深度無纜智能水下機器人、6000米自治水下機器人等項目的總設計師,具有豐富的經驗和深厚的技術功底。當時,雖然徐芑南退休已經有6年,但組織上還要他擔任總師職務。
  有人勸他說:“萬一項目做不出來,也許就會毀掉你一輩子的成就。”因他患有心臟病、高血壓,一只眼睛已經僅存光感,身體能不能適應也是大問題。出于這些擔心,當時徐芑南的家人也顧慮重重。
  但是,深海潛水器是徐芑南的生命里被擱淺的夢。面對實現夢想的機會,他又怎能放棄?
  時年66歲的徐芑南放棄了在國外享受天倫之樂的生活,帶著夫人方之芬回到所里,挑起了7000米深海載人潛水器總設計師的重擔。
  “蛟龍”第一次做海試的時候,徐芑南已經73歲。但是他仍然堅持親自上船,為海試“護航”。母船“向陽紅09”船是一條舊船,條件很差。“當時在送徐總出海的時候,大家心里都特別不好受。”方書甲告訴記者。
  在深潛事業的感召下,我國首批長江學者、七○二所副所長崔維成也加入到這個研究隊伍中來。崔維成畢業于清華大學工程力學系, 1993年在國外完成學業后,面對祖國的召喚,他毅然放棄國外優厚的工作待遇回國發展。作為“蛟龍”號第一副總設計師,他帶領科研人員首次將多學科設計優化理論應用于潛水器的設計,并首次給出了大深度載人潛水器的設計載荷以及疲勞壽命的評估方法。
  胡震、侯德永、葉聰、程斐、楊申申等一批年輕的科研人員也加入其中,一支擁有老中青三代人的載人潛水器創作團隊很快組建起來。所有參研參試人員都時刻銘記“扎實”二字,精益求精體現在每一個細小的環節,力求分秒不差、萬無一失,夯實了“蛟龍”入海的可靠性和安全性基礎。
  刷新了7062米的深潛新紀錄后,人們對因“用”而生的“蛟龍”有著更多的期待。海洋作為我們家門口的鄰居,蘊含著非常豐富的資源。除了深度上的突破,“蛟龍”還承擔著多項科考任務。實現深海極端環境下的地質和資源探測科考才是研發“蛟龍”的真正目的。
  徐芑南介紹,想要了解海洋,走向深海,僅憑載人潛水器是不夠的,仍需完善深海運載器的系列,逐漸形成有纜控水下機器人、無纜水下機器人、載人潛水器這三者形成合力的深海調查梯隊。還需建立兼具工作站和試驗站功能的水下深海空間站,它可以為長期在水底工作的潛水器提供修整、維護的工作基地。深海空間站還可給海洋領域的“原味研究”——在水下對水下的生物,特別是生物體系進行持續一定時間的研究提供條件。

  (本文章摘自93日《人民日報》)

 

 

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