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零距離探“蛟龍”-流行·視覺

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零距離探“蛟龍”-流行·視覺

“清晨,海風微微,細波粼粼。我又一次爬上腳手架,細細檢查每一個設備。每一次觸摸潛水器,我都像撫摸自己的孩子,關切中帶著期待。我深深了解潛水器上每一條脈絡,每一條脈絡上流動著的激情,我知道它不會讓我失望。”這段海試日記出自蛟龍號副總設計師胡震之手。對于蛟龍號,所有工作人員都投入了太多的感情與心血。
  
  2023年12月12日,央視第十四屆中國經濟年度人物頒獎盛典,蛟龍號載人潛水器團隊榮獲創新獎。站在頒獎臺上,已經77歲高齡的蛟龍號總設計師徐芑南向所有支持蛟龍號研發的科研人員以及他們的家屬致謝。
  
  蛟龍號副總設計師、中國船舶重工集團公司第702研究所(下稱“702所”)水下工程研究設計室主任胡震徐芑南介紹,根據進行海底資源和科學調查研究的目標需求,蛟龍號的球殼直徑是2。1米,一次可容納三個人。具備海底巡航和強大的懸停能力,可以沿著海底的平原、山坡和熱液噴口進行調查活動。同時,蛟龍號還要進行海底作業,把設備放到海底,又把海底的樣品取回來,這需要潛水器具備良好的平衡控制能力。
  
  2023年12月5日,我們來到位于江蘇無錫的702所,在蛟龍號維護車間看到了今年夏季成功完成了為期100余天試驗性應用航次的蛟龍號。登上距地10余米高的腳手架,進入蛟龍號駕駛艙,記者看到,封閉的球體內部各種操作平臺整齊有序。
  
  蛟龍號的球體載人艙使用高強度鈦合金材料,在俄羅斯加工制成,該球體內直徑2。1米,巨大的海水壓力全靠它承擔。在同級別、同類型潛水器中間,蛟龍號的載人艙空間已經是最大的。當然,殼體也可以再增大,可以在艙內增加更多的設備,人員也更加舒適,但是如果要保持相同的作業深度,就必須加大殼體厚度,這樣會帶來指數級的重量增加,所以還是有一定限制的。
  
  據胡震介紹,蛟龍號針對作業目標穩定的懸停定位能力,可以保證潛水器在需要停留的深度進行高精度作業。此外,蛟龍號還具備先進的水聲通信和海底微地形地貌探測、高速傳輸圖像和語音、探測海底小目標的能力。
  
  “千里傳音”看似簡單,但實際有許多難題需要攻克。蛟龍號首席潛航員、702所水下工程研究設計室副主任葉聰,是蛟龍號總布置系統的主任設計師,也參與、主持了蛟龍號研發過程中的多項設計工作,他告訴記者:“2009年蛟龍號首次下海試驗,剛脫離母船就失去了聯系,我就每兩分鐘呼叫一次,總共呼叫了兩個小時。”葉聰回憶,他當時并不緊張。
  
  經過多次試驗,蛟龍號目前采用了先進的水聲通信技術,利用聲波來實現和水面母船的通訊。聲波速度大約是1500米/秒,蛟龍號在大海深處傳送的聲音、文字和圖像,只要不到5秒鐘就能被水面上的母船接收到。
  
  并不神秘的蛟龍號
  
  2023年6月24日,憑借著先進的通信技術,在深海潛到7000多米的蛟龍號,與在太空翱翔的“神舟九號”來了一次“海天對話”。這次最遙遠的對話,令葉聰記憶猶新。
  
  迄今為止,葉聰已經參加了蛟龍號73次下潛中的47次,被親切地稱為“海底的哥”。經歷越多,葉聰越感受到自己的無知、自然的偉大和人類的渺小。6年研制、4年海試給他的感覺是“直臨深淵、如履薄冰”。
  
  與大自然相比,蛟龍號并不神秘。葉聰告訴記者,蛟龍號的下潛過程一般全程控制在12個小時之內(來回路程各用3小時左右,海底作業時間6小時),清晨開始作業,傍晚結束。一次下潛3個人,一個駕駛員帶兩個乘客,乘客多為生物學家、地球化學家等。科學家引導駕駛員到達感興趣的區域,駕駛員利用機械手采集標本。
  
  據悉,蛟龍號2023年試驗性應用航次完成了21次下潛任務,從深海帶回了共390只生物、161枚結核、8塊結殼、32塊巖石和180公斤沉積物等樣品。
  
  近期熱播的《地心引力》引發了人們對于宇宙無限的求知欲望,也讓一些人對深海出艙產生了興趣。對此,葉聰表示,航天是1個大氣壓的壓力,而海底是700個大氣壓的壓力,“根本不可能出艙”,而且“也無需出艙,潛水器本身的機械手可以靈活作業”。
  
  “2023年完成4500米級蛟龍號研制”
  
  成功突破7000米之后,胡震眼下正率領蛟龍號團隊全力撲在4500米級載人潛水器上。之所以回過頭來研究4500米級的潛水器,是因為這個深度的潛水器有更廣泛的科學應用市場,可以滿足絕大多數科學家的科考需求,同時在鈦合金耐壓球、機械手等關鍵技術上繼續攻關。
  
  胡震說,下潛深度為4500米的新一代蛟龍潛水器,從球體的設計上增加和擴大了觀察窗,提升了作業能力。較之7000米級的蛟龍號,“新蛟龍”大大降低了使用成本和維修成本,更具經濟性。
  
  蛟龍號載人潛水器前第一副總設計師、現任上海海洋大學深淵科技研究中心主任崔維成向記者介紹,大規模的深海科研和應用都是在4500米以內,用7000米級深潛器來完成4500米以內的海域科研,有點類似“殺雞用牛刀”,從使用成本上來看,蛟龍號的一次深潛成本大約在50萬,而4500米級潛水器的一次深潛成本希望能夠控制在30萬左右。
  
  除此以外,“新蛟龍”還有一個技術攻關,“就是希望能夠提高國產化率,潛水器的核心部位——高壓鈦合金載人艙和機械手等都將由我們自主研制,預計國產化率將達到90%。”崔維成說。
  
  據悉,“新蛟龍”的球體載人艙現正在寶雞寶鈦集團建造。載人艙相關的軋板、加工、焊接技術只有少數國家具備,其難點有二:一是超厚鈦合金板(3。2m)的軋制;二是如何將兩個半球體天衣無縫地焊接。對于這兩個難關,前者,中國已攻克;后者,中國已基本攻克。
  
  “我們將總結經驗,對載人球艙、高壓海水泵、鋰電池等關鍵技術進行攻關,爭取在2023年完成4500米級載人潛水器的研制。”胡震說。

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