2010年7月『蛟龍號』在中國南海執行一次成功下潛後出水 align=left bgcolor="#E0E0C9" warp> 2010年7月在一次成功下潛後,『蛟龍號』在海底插上中國國旗。 align=center bgcolor="#E0E0C9" warp>在...">
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align=center bgcolor="#E0E0C9" warp>2010年7月『蛟龍號』在中國南海執行一次成功下潛後出水 |
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align=center bgcolor="#E0E0C9" warp>在2010年7月『蛟龍號』一次成功下潛後,潛航員凱旋。 |
『可上九天攬月』,『可下五洋捉鱉』,一代偉人毛澤東為中華民族描繪的這兩大瑰麗夢想,如今實現了。
3759米,這是它潛入深海的最大深度;9小時零3分,這是它創造的水下和海底作業時間。這一記錄把中國的載人深潛技術推向了國際前沿水平。
它叫『蛟龍號』。
26日上午,科技部、國家海洋局在北京聯合宣布:我國第一臺自行設計、自主集成研制的『蛟龍號』載人潛水器3000米級海試取得成功,最大下潛深度達到3759米,超過全球海洋平均深度3682米,這標志著我國成為繼美、法、俄、日之後,第5個掌握3500米以上大深度載人深潛技術的國家。
深海高新技術是海洋開發和海洋技術發展的最前沿與制高點,也是目前世界高科技發展的方向之一。『蛟龍號』載人深潛器是現代高新技術的綜合集成,其設計最大下潛深度為7000米。『在世界上同類型的載人潛水器中具有最大下潛深度7000米,這意味著該潛水器可在佔世界海洋面積99.8%的廣闊海域使用。它代表著深海高技術領域的最前沿。』潛水器總設計師徐芑南表示。
蔚藍色的海洋,蘊含著中華民族的無數夢想。一代『蛟龍』是如何入海的?它凝聚了科研工作者的多少智慧和汗水?我國載人深潛事業在國際上處於什麼樣的地位?記者為此采訪了這一重大科學項目的幾位參與者。
6年攻關,『蛟龍』問世
深海載人潛水器是運載科學家、工程技術人員和各種電子裝置、特種設備快速、精確地到達各種深海復雜環境,進行高效勘探、科學考察和近海底作業的裝備,是和平開發和利用深海資源的重要技術手段。
『蛟龍號』深海載人潛水器研制專項總設計師徐芑南告訴記者,很早以前,人類為了滿足對深海的好奇,借鑒高空氣球原理,采用深水載人球和浮力艙(汽油艙)相組合的方式建造了載人潛水器,這種潛水器被稱為第一代載人潛水器。從20世紀50年代末到60年代中期,載人潛水器的技術得到迅猛發展,自由自航式潛水器取代了前期載人潛水器,成為第二代潛水器。第一艘自由自航式潛水器叫『潛碟』,後改叫SP-350,是在1959年下水的,可以下潛到305米,重量不到4噸。它的誕生揭開第二代載人潛水器的快速發展的序幕。
經過50年的發展歷程,美國、法國、俄羅斯、日本等相繼研制成功當前世界僅有的5艘6000米級深海載人潛水器。這些裝備到達的范圍遍及海洋的大陸坡、海山頂、火山口、洋脊以及6000米的洋底,科學家親臨現場,主觀能動性和創造力得到充分發揮,在地質、地球化學、地球物理和海洋生物等方面取得了大量的重要發現。
為推動我國深海運載技術發展,為我國大洋國際海底資源調查和科學研究提供重要的高技術裝備,同時為我國深海勘探、海底作業研發共性技術,2002年,科技部將『蛟龍號』深海載人潛水器研制列為863計劃重大專項,啟動了『蛟龍號』載人深潛器的自行設計、自主集成研制工作。
『「蛟龍號」是我國自行設計、擁有自主知識產權的第一臺深海載人潛水器。從方案設計、初步設計到詳細設計,全部由我國工程技術人員自主完成。總裝聯調和海上試驗也由我國獨立完成。』徐芑南告訴記者,與國際上現有的5個大深度載人潛水器相比,『蛟龍號』在技術上有很多獨特之處。首先,『蛟龍號』具有先進的近底自動航行功能和懸停定位功能,便於目標搜索和定位;其次,它具有高速水聲通信功能,可以將潛水器在水下的語音、圖像、文字等各種信息實時傳輸到母船上,母船的指令也可以實時地傳給潛水器;第三,我國自行開發研制的充油銀鋅蓄電池與國外同類潛水器相比,容量是最大的,從而保證了在水下的作業時間;第四,『蛟龍號』設計深度是7000米,研制人員已經對每個部件進行了7000米壓力試驗考核。
在國家海洋局組織下,中國大洋協會作為業主具體負責項目的組織實施,並會同中船重工集團公司702所、中科院沈陽自動化所、聲學所等國內約100家科研機構和企業聯合攻關,在引進消化吸收的基礎上,開展了大量的自主研發工作,經過6年時間完成了載人潛水器本體研制,完成了水面支持系統研制和試驗母船改造,完成了潛航員選拔和培訓,具備了開展海上試驗的技術條件。
困難重重,『蛟龍』成長
從2009年8月開始,有關單位先後組織開展了『蛟龍號』載人深潛器1000米級和3000米級海試。
『海試是一項復雜的系統工程。「蛟龍號」研制是我國深海載人技術從幾百米到幾千米的技術跨域,遇到的困難難以計數。』在項目負責人、海試現場總指揮劉峰看來,『最大難題在於缺少經驗,立項之初,到國外參觀都困難,更何況了解掌握關鍵核心技術!』
劉峰說,由於該項目設計部門多,技術領域廣,組織協調難度大;試驗過程中還遇到了復雜的天氣和海況。此外,母船『向陽紅09』是一條有30年航齡的老船,噪音非常大,對水聲通信系統的質量產生很大影響。雖然挑戰巨大,但都被工程技術人員克服。
那麼,『蛟龍號』究竟如何下潛和作業呢?
其實,這種潛水器外觀近似橢圓形球體。『深潛一般在清晨開始,傍晚結束。』潛航員葉聰告訴記者,『每次下水有3個人。大家都在一個內徑為2.1米的鈦合金艙體內工作。1名潛航員坐中間,2名試航員坐兩側,並蜷縮在艙內的狹小空間內。艙內布置得非常緊湊,在這麼小的空間內,布滿了各種監測面板、控制儀器和駕駛、作業用的操縱杆,還有生命支持系統。雖然在艙內會覺得有點擠,但這已是國外同類載人潛水器中尺寸最大的了。』
據介紹,3000米深度的下潛和上浮各需要100分鍾,作業要300分鍾。由於采用的是無動力下潛和上浮,期間不需要推進器工作,不需要消耗能量。
『將來整個下潛、作業時長可達12小時,如果一切正常,給養還可以讓我們多待3天。』葉聰說,『由於艙內是常壓,因此與我們日常工作環境一樣,如廁等生理需求也有專業設備。這項工作關鍵考驗我們的水下決策能力,正所謂「將在外,軍令有所不受」,我們遇到各種突發情況,都有權在水下繼續執行或者終止試驗。』
『「蛟龍號」操控性很好,駕駛起來,運動靈活。』葉聰說,『潛水器駕駛有手操和自動駕駛兩種模式。自動駕駛時,可以自動實現定高、定深、定速和定向航行,如果遇到障礙物,潛水器會發出警報。這些功能減輕了潛航員的勞動強度,我們會覺得很輕松。但有的任務必須手動駕駛、手動操縱,比如取樣、布放海底裝置等。我們會按照任務要求,到達指定目標,熟練操縱聲納、攝像機、機械手等設備進行作業。』
9小時零3分,『蛟龍』潛海
今年5月31日—7月18日,『蛟龍號』載人潛水器在中國南海3000米級海上試驗中取得巨大成功,共完成17次下潛,其中7次穿越2000米深度,4次突破3000米,完成了多項海底作業,創造了水下和海底作業9小時零3分的記錄,驗證了『蛟龍號』載人潛水器在3000米級水深的各項性能和功能指標。
科技部社發司司長馬燕合表示,在短短11個月內,我國載人深潛試驗完成了從零到3700米水深的重大跨越。海上試驗充分驗證了潛水器的功能和各項技術指標,為資源調查和科學研究的實際應用和更大深度試驗奠定了堅實基礎。
『蛟龍號』在那麼深的海底能乾什麼?『能在大深度超常環境下進行資源勘查、科學考察和其他深海特定作業,可使中國深海活動能力覆蓋世界99%以上的洋底。』科技部副部長王偉中說。
據專家介紹,『蛟龍號』載人潛水器可以運載科學家和工程技術人員進入深海,在海山、洋脊、盆地和熱液噴口等復雜海底進行機動、懸停、正確就位和定點坐坡,執行海洋地質、海洋生物等科學考察;它還具備深海探礦、海底高精度地形測量、可疑物探測與捕獲、深海生物考察等功能,如對多金屬結核資源進行勘查,對多金屬硫化物熱液噴口進行溫度測量,對鈷結殼資源的勘查,執行水下設備定點布放、海底電纜和管道檢測等。
徐芑南同時表示:『雖然每個部件都經受了7000米壓力的試驗,當然我們還必須遵循由深入淺的原則,在今後的海上試驗中最終給予驗證。』
蔚藍色的海洋國土,是資源,也是新的經濟領域和生產、生活的空間。海洋資源的開發,需要高精尖的技術手段來實現。『蛟龍』的下海,為中華民族的蔚藍色夢想插上了翅膀。(據《光明日報》、《科技日報》、新華社)
潛航員講述:『蛟龍號』中的海底生活
8月26日上午,新聞發布會會場,記者遠遠地看著坐在主席臺上、一臉憨厚、著海藍色作業服的葉聰,怎麼也無法把獨闖深海的『蛟龍』和他連在一起。記者了解到,像葉聰這樣通過『認證』的潛航員,全國加上他纔3個,比航天員還少;而有3000米以下深潛經驗的『蛟龍』葉聰獨一個!
3700米水深是什麼概念?『這個深度的壓力之大,相當於1平方米的面積要承受3700噸的重量。』葉聰說。
每次下水,內徑為2.1米的球體艙都載有3個人,一個是潛航員,還有兩名試航員負責科研項目。葉聰說,『進艙的第一感覺就是載人艙空間太小,剛剛能容下3個人,但3個人很難同時站立起來。』
葉聰說,『在下水過程中潛水器搖晃厲害,艙內會非常熱,揮汗如雨。隨著深度增大,潛水器周圍會逐步變暗,直至漆黑一片,溫度很低,作業時間長了會比較寒冷。』
下潛中會不會害怕?『雖然深潛器各個設備都經過7000米深度壓力的測試,鈦合金的外殼也很牢固。但開始下水的時候,還是有些緊張和害怕。』葉聰說。
在深海試驗中,突發故障甚至事故並不少見。1968年,美國的『阿爾文』潛水器在一次布放時沈沒,所幸沒有人員傷亡。
『就在今年7月的一次3000米深海試驗中,艙內絕緣檢測儀突然顯示「電源短路」,此時,一兩分鍾內就要作出「上浮」或「排除故障、繼續工作」的判斷,絲毫拖延不得。』葉聰說,這個時候日常練就的技術和心理功夫怎樣就顯現出來了。那次,他及時找到了故障原因,繼續深潛作業。
葉聰的工作角色叫潛航員,其實就是『蛟龍號』的船長、駕駛員兼領航員,主要工作就是在深海環境下保證載人潛水器的正常運行,能夠熟練操縱潛水器在指定的海域巡航和作業,同時還要肩負起導航、通訊、輪機、攝影、生命保障、故障修理與維護、醫療急救等工作。葉聰30歲,他的兩名同伴唐嘉陵、付文韜都是『80後』,3人都是大學畢業生。目前深潛人員的年齡在20歲到50歲之間。作為潛航員,葉聰還專門參加過中美聯合深潛航次,有一定的水下實際操作經驗,還接受了系統的心理、生理和專業知識培訓。
『要深潛到這麼深的海底,我們的選拔過程比較嚴格。』葉聰說,比如身體不能有異味,以免在如此狹小的空間裡影響同伴;不能有幽閉恐懼癥;一般體重不超過80公斤;還要具備一定的精細操作能力。
每次下潛前,下水人員都不能吃有刺激性味道和容易導致腸胃不適的食品。『我一般不吃早飯,中午出海前吃一點,因為艙內不方便上廁所。』葉聰說,以下潛3700米為例,上浮100分鍾,下潛也要100分鍾,工作300分鍾,中間還要在艙內就餐。
『航天員在太空,想得最多的是祖國;和他們一樣,潛航員在幾千米寂寞的深海下,想得最多的,也是祖國!』小伙子這句話,說得認認真真。(據《人民日報》、《光明日報》)