大約在10天前,創(chuàng)造了中國(guó)載人深潛新紀(jì)錄的“奮斗者”號(hào)順利返航。在那之前五十天的時(shí)間里,在太平洋馬里亞納海溝,“奮斗者”號(hào)13次下潛,其中8次突破萬(wàn)米,實(shí)現(xiàn)了10909米的坐底深度,完成了首次海上試驗(yàn)。
現(xiàn)在它回來(lái)了,上岸以后,“奮斗者”號(hào)還要做什么呢?
“奮斗者”號(hào)上岸“體檢”
帶著我們近距離了解“奮斗者”號(hào)的這位,是它的總設(shè)計(jì)師葉聰。葉聰也曾經(jīng)是“蛟龍?zhí)枴钡氖紫瘽摵絾T和“深海勇士”號(hào)副總設(shè)計(jì)師。從外觀看,“奮斗者”號(hào)更像是一條綠色的大頭魚。
中國(guó)船舶集團(tuán)702所 “奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師 葉聰:“蛟龍”號(hào)下潛深度是7000米,我們要下萬(wàn)米深度的話這個(gè)路程更遠(yuǎn)了,所以我們把圓臉變成了這樣一個(gè)鴨蛋臉,這個(gè)形狀會(huì)減少阻力。
葉聰眼中有著一張鴨蛋臉的“奮斗者”號(hào),從立項(xiàng)到下海經(jīng)歷四年時(shí)間,但這一次的成功下潛和順利返航,并不意味著他和團(tuán)隊(duì)可以放松休息。
中國(guó)船舶集團(tuán)702所 “奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師 葉聰:回到岸上以后,我們會(huì)把潛水器整個(gè)再拆卸一遍,把每一個(gè)經(jīng)歷過(guò)海試的部件都做一次詳細(xì)檢查,類似于體檢,看它經(jīng)歷了這些試驗(yàn)以后有沒(méi)有什么變化,有什么損壞之類的?確保這個(gè)潛水器在完成了海試以后它的技術(shù)狀態(tài)是正常的。
2016年,作為國(guó)家十三五計(jì)劃中“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”的核心任務(wù),“奮斗者”號(hào)立項(xiàng),目標(biāo)就是挑戰(zhàn)全海深載人潛水器難以企及的萬(wàn)米深度。
中國(guó)船舶集團(tuán)702所 “奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師 葉聰:“奮斗者”號(hào)目前是人數(shù)最多,使用最頻繁,深度也是最大的,能夠提供這樣的一個(gè)深海到達(dá)的能力,是世界上獨(dú)一無(wú)二的。
潛航員帶你進(jìn)艙體驗(yàn)
我們關(guān)注了那么多天的萬(wàn)米深潛,一直看到潛航員和科學(xué)家在“奮斗者”號(hào)的艙內(nèi)開(kāi)展著各項(xiàng)科研工作。這次,我們的記者也跟隨“奮斗者”號(hào)的主駕駛張偉,一起進(jìn)到它的艙里體驗(yàn)了一番。
在這次萬(wàn)米深潛的海試中,來(lái)自中國(guó)船舶集團(tuán)702所的張偉是“奮斗者”號(hào)的主駕駛,與他一起下潛的還有另外一名潛航員與科學(xué)家。
中國(guó)船舶集團(tuán)702所 張偉:我是在這,比如說(shuō)我們要在作業(yè)的時(shí)候可以這樣子,讓我們的臉能夠更接近觀察窗,就是這樣子,如果說(shuō)你坐在這里姿勢(shì)也可以,但是我們時(shí)間長(zhǎng)了以后會(huì)變換一下姿勢(shì),這樣的話會(huì)感覺(jué)更好一些。
曾經(jīng)參加“深海勇士”號(hào)試航的張偉成為“奮斗者”號(hào)的一個(gè)潛航班組的主航員,“奮斗者”號(hào)共有三個(gè)潛航班組,三組輪流作業(yè),每個(gè)班組由包括主航員在內(nèi)的兩名潛航員和一名科學(xué)家組成。
11月10日,“奮斗者”號(hào)向馬里亞納海溝的最深處,也是世界海洋的最深處發(fā)起挑戰(zhàn)。完成坐底之后,“奮斗者”號(hào)要進(jìn)行六個(gè)小時(shí)的作業(yè)和巡航,這也是目前世界上的萬(wàn)米深潛中持續(xù)最長(zhǎng)的作業(yè)時(shí)間。
中國(guó)船舶集團(tuán)702所 張偉:首先從身體上來(lái)說(shuō)應(yīng)該還行,因?yàn)槲覀兊目臻g確實(shí)比較小,我們的腿部可能會(huì)比較難受。甚至有時(shí)候我們?yōu)榱司徑庖幌卵繒?huì)蹲著。另外我們時(shí)間越長(zhǎng),我們艙內(nèi)的溫度、濕度都會(huì)降到一個(gè)比較低的水平。我們?cè)谙聺撨^(guò)程中實(shí)際上從這種艙內(nèi)可能會(huì)有30多度,到最后也就是一二十度,包括我們這里非常貼近艙壁,雖然這里有個(gè)墊子,但是那個(gè)時(shí)候外面海水的溫度實(shí)際上是一兩度左右。
11月10日上午,三名潛航員在連續(xù)工作幾個(gè)小時(shí)后,享受了一頓距離地心最近的午餐。
中國(guó)船舶集團(tuán)702所 張偉:最主要的就是不能吃辛辣的東西,我們每次下去船上的廚師都會(huì)用保溫桶給我們準(zhǔn)備一些炒飯炒面,還有其他一些零食、飲料、水果,吃得還是比較豐盛的。
中國(guó)船舶集團(tuán)702所 “奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師 葉聰:通過(guò)三個(gè)潛器研制,我們已經(jīng)形成了一個(gè)潛航員的隊(duì)伍,三班潛航員輪流,現(xiàn)在都搶著下潛。像我,三個(gè)潛器我下了七八十次,應(yīng)該講大家現(xiàn)在對(duì)下潛沒(méi)有那么緊張了。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)可能有上百名科學(xué)家都通過(guò)“蛟龍”號(hào)、“深海勇士”號(hào)下潛過(guò),這一次我們還有一個(gè)女科學(xué)家,我們也希望有越來(lái)越多的科學(xué)家能夠乘坐我們的潛水器到深海去,那個(gè)感受那個(gè)樣品肯定會(huì)給他們帶來(lái)驚喜。
極致設(shè)計(jì) 精益求精 打造頂級(jí)水平
在“奮斗者”號(hào)之前,我國(guó)第一臺(tái)自主設(shè)計(jì)和集成研制的載人潛水器“蛟龍”號(hào)創(chuàng)造了7062米的下潛記錄,第二代載人潛水器 “深海勇士”號(hào)下潛最大深度4500米,實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化,實(shí)用性更強(qiáng)。
葉聰說(shuō),挑戰(zhàn)萬(wàn)米深海,“奮斗者”號(hào)是“蛟龍”號(hào)的加強(qiáng)版,是去做世界上獨(dú)一無(wú)二的事情。
中國(guó)船舶集團(tuán)702所 “奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師 葉聰:其實(shí)我能夠做這個(gè)項(xiàng)目,想著要去挑戰(zhàn)萬(wàn)米,做這個(gè)世界上獨(dú)一無(wú)二的事情我整個(gè)人狀態(tài)是非常興奮,甚至有一點(diǎn)亢奮的這樣一個(gè)狀態(tài)。如果說(shuō)當(dāng)時(shí)有什么疑慮的話,確實(shí)技術(shù)挑戰(zhàn)和時(shí)間限制這兩點(diǎn)對(duì)我來(lái)講,是有很大一個(gè)不確定度。因?yàn)橛幸恍┰O(shè)計(jì)已經(jīng)到達(dá)了設(shè)計(jì)方法的邊緣了,我們叫做極致設(shè)計(jì)。通俗地講就是我們這一塊地板磚上面有一萬(wàn)噸的重量,或者是相當(dāng)于在后背上有幾千只大象。
不光是外殼,對(duì)人待的這個(gè)載人艙,還有裝的電池箱,包括我們的計(jì)算機(jī),所以這一系列都是涉及到材料,制造,密封等一系列的難題。
海洋中深度大于6000米的海域被稱為“深淵”,只占海洋總面積的1.2%,想要通過(guò)深海載人潛水器抵達(dá)那里,首先要打造足以對(duì)抗深海高壓的鎧甲。經(jīng)過(guò)多年上千次的優(yōu)化測(cè)試,“奮斗者”號(hào)選擇了中國(guó)自主研發(fā)的全新高強(qiáng)高韌鈦合金作為外殼的材料。
中國(guó)船舶集團(tuán)702所 “奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師 葉聰:設(shè)計(jì)圖紙完成以后,在沈陽(yáng)拼它的材料,然后去陜西去做軋板,到四川去進(jìn)行加工,到江蘇去成型,到河南去焊接,最后到海南來(lái)做試驗(yàn),再回到無(wú)錫把它安裝起來(lái)。像這個(gè)球殼的安裝(精度)都是毫米級(jí)的,像這個(gè)觀察窗玻璃(安裝精度)都是零點(diǎn)零幾毫米的級(jí)別??梢哉f(shuō)通過(guò)一個(gè)球殼就能看出來(lái),它代表了我們國(guó)家設(shè)計(jì)的力量,也代表了我們國(guó)家制造的力量。
和下潛到7062米的“蛟龍”號(hào)相比,“奮斗者”號(hào)的重量增加了15噸,總重為36噸,“奮斗者”號(hào)的觀察窗也是這次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。
中國(guó)船舶集團(tuán)702所 “奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師 葉聰:這個(gè)潛器一共有六個(gè)開(kāi)孔,這些地方都是球殼的重點(diǎn)部位,因?yàn)樗_(kāi)孔所以它局部還要加強(qiáng),像玻璃的厚度是球殼厚度的接近三倍了。觀察窗實(shí)際上是活動(dòng)的,你感覺(jué)它個(gè)很大,外面有海水的時(shí)候,整個(gè)窗戶是往后退的。它提供了一個(gè)變形的裕度,整個(gè)窗戶是會(huì)被壓薄一些,這個(gè)變形還是曲面的,整個(gè)窗戶是錐形的。窗戶的外面是萬(wàn)米的海水,窗戶里面就是我們潛行員,所以這樣一個(gè)關(guān)鍵部件,我們一定要把它材料的均衡,在這種變形的時(shí)候形狀的控制做到非常精細(xì)。
兩年時(shí)間完成設(shè)計(jì),兩年時(shí)間完成建造、總裝、聯(lián)調(diào)和水池試驗(yàn),在多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)和重要材料領(lǐng)域擁有國(guó)產(chǎn)化核心技術(shù),國(guó)產(chǎn)化率96.5%?!皧^斗者”號(hào)代表了當(dāng)前深海工程技術(shù)領(lǐng)域的頂級(jí)水平。
破萬(wàn)米就是驗(yàn)收 考評(píng)結(jié)果硬邦邦
位于太平洋的馬里亞納海溝被稱為“地球第四極”,水壓高、溫度低、完全黑暗,是地球上環(huán)境最惡劣的海域之一。10月27日,“奮斗者”號(hào)在這里首次挑戰(zhàn)1萬(wàn)米的深度。
中國(guó)船舶集團(tuán)702所 張偉:我們看著那個(gè)深度數(shù)據(jù)九千九百多,然后慢慢一個(gè)一個(gè)的深度在跳變,接近萬(wàn)米的時(shí)候,我們就開(kāi)始準(zhǔn)備著要向水面去報(bào)告,就是說(shuō):一號(hào)奮斗者報(bào)告,當(dāng)前潛水器達(dá)到一萬(wàn)米深度,當(dāng)時(shí)說(shuō)話的語(yǔ)氣肯定比現(xiàn)在激動(dòng)很多。
中國(guó)船舶集團(tuán)702所 “奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師 葉聰:我們把它分成至少五步走,每一步下潛和下潛的跨度不會(huì)超過(guò)2000米。也就說(shuō)2000米如果有問(wèn)題,我就要把它解決。解決了以后再在2000米去下潛,確認(rèn)它沒(méi)問(wèn)題了,我再下4000米。到了萬(wàn)米的時(shí)候,要有一定的頻次,一次成功或者叫一次的無(wú)故障下潛,還不說(shuō)明問(wèn)題,兩次三次我們?cè)?0900米這個(gè)深度,這也是我們?cè)囼?yàn)的一個(gè)目標(biāo)。就說(shuō)要驗(yàn)收,我就把性能做得扎扎實(shí)實(shí)的,考評(píng)的結(jié)果硬邦邦的,不能讓將來(lái)使用乘坐這個(gè)潛水器的人,對(duì)我們的潛水器的能力有懷疑。
“雙船雙潛”,是“奮斗者”號(hào)海試任務(wù)的關(guān)鍵詞?!半p船”,是為“奮斗者”號(hào)深潛護(hù)航的雙母船——“探索一號(hào)”和“探索二號(hào)”;“雙潛”指的是雙潛水器:一個(gè)是主角,即“奮斗者”號(hào),另一個(gè)是主角的“御用攝影師”——“滄海”號(hào)。
中國(guó)船舶集團(tuán)702所 “奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師 葉聰:探索一號(hào)它是一艘科考船,是科學(xué)家的海面工作室,“奮斗者”號(hào)是科學(xué)家的海底工作室。
自10909米的中國(guó)載人深潛新紀(jì)錄之后的10天之內(nèi),“奮斗者”號(hào)又進(jìn)行了四次探洋底的海試工作。11月13日,“奮斗者”號(hào)與“滄?!碧?hào)著陸器聯(lián)合作業(yè),全球首次實(shí)現(xiàn)萬(wàn)米洋底4K電視信號(hào)直播。11月16日,“奮斗者”號(hào)僅用半小時(shí)左右的時(shí)間就找回了此前布放在海底的3個(gè)取樣器,作業(yè)難度堪比“大海撈針”。
中國(guó)船舶集團(tuán)702所 “奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師 葉聰:這個(gè)我們叫做采樣籃,雖然它長(zhǎng)得像一塊平板,但是我們說(shuō)它是一個(gè)籃子,主要是放一些作業(yè)工具,比如說(shuō)我要取生物樣巖石樣,還有一些水樣,還有一些長(zhǎng)期駐留原位的測(cè)試裝置,平時(shí)下潛之前都放到這個(gè)籃子裝得滿滿當(dāng)當(dāng)?shù)?。我們現(xiàn)在潛航員要玩這個(gè)機(jī)械手已經(jīng)玩得非常流暢,包括哪怕取什么雞蛋他們都沒(méi)問(wèn)題。
“奮斗者”號(hào) 我國(guó)龐大深海體系的一員
11月19日,“奮斗者”號(hào)完成最后一次深潛。至此,本次海上試驗(yàn)圓滿完成。不久之后,“奮斗者”號(hào)將交付給使用單位投入日常的科考工作。然而,對(duì)于參與研制的科研人員來(lái)說(shuō),這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是終點(diǎn)。
中國(guó)船舶集團(tuán)702所 “奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師 葉聰:作為裝備的能力,在深度這個(gè)維度上我們做到最深,但是從對(duì)海洋的探索來(lái)講它只是一個(gè)維度,還有很多維度,將來(lái)我們還會(huì)做一些其他維度的突破。
我們還沒(méi)有去過(guò)北極的冰下的海洋,包括有一些復(fù)雜的河流區(qū)域,我們也沒(méi)有進(jìn)行復(fù)雜的載人深潛的作業(yè),我覺(jué)得不能用這五年來(lái)講深潛的故事,應(yīng)該用二十年的尺度甚至更長(zhǎng)一些,從沒(méi)有深海裝備到有深海裝備,從無(wú)人的到有人的,從簡(jiǎn)單的到復(fù)雜作業(yè)的。我覺(jué)得“奮斗者”號(hào)現(xiàn)在是我們國(guó)家龐大的深海體系的一員,這個(gè)體系在不斷增強(qiáng)。
遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是終點(diǎn),應(yīng)該說(shuō)我們還是剛剛打開(kāi)了深海的一個(gè)門縫。