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11月10日8时12分,“地球第四极”——西太平洋马里亚纳海沟,载人深潜“奋斗者”号成功坐底“挑战者深渊”,深度10909米,创下中国载人深潜新的深度纪录。就在此10多天前,“奋斗者”号在同一海域下潜一举突破1万米(10058)米大关。这连续取得的成就标志着中国万米级载人潜水器“奋斗者”号海试取得成功,意味着中国人驾驶自己的潜水器可以自由到达大洋任何深度并开展科学考察,取得了中国深海装备和深海技术的重大突破,实现了梦寐以求的中国科学家大洋科考“全海深”进入。   值得注意的是,万米级载人深潜器“奋斗
http://www.31oil.com 2020-11-19 09:48:00 人民日报海外版
石油机械网】讯

  11月10日8时12分,“地球第四极”——西太平洋马里亚纳海沟,载人深潜“奋斗者”号成功坐底“挑战者深渊”,深度10909米,创下中国载人深潜新的深度纪录。就在此10多天前,“奋斗者”号在同一海域下潜一举突破1万米(10058)米大关。这连续取得的成就标志着中国万米级载人潜水器“奋斗者”号海试取得成功,意味着中国人驾驶自己的潜水器可以自由到达大洋任何深度并开展科学考察,取得了中国深海装备和深海技术的重大突破,实现了梦寐以求的中国科学家大洋科考“全海深”进入。

  值得注意的是,万米级载人深潜器“奋斗者”号是中共十九届五中全会后首个进入公众视野,接受实战考验的新的“大国重器”,其首战告捷和堪称完美的表现彰显了中国日益增强的自主创新能力和科技自立自强取得的新成就。

  载人直下超万米深渊 首战告捷

  提起载人深潜器海试,很多人第一时间想到的可能是“蛟龙号”。的确,作为中国大洋科考的超级明星,“蛟龙号”从1000米级海试到3000米级、5000米级和7000米级海试,历时约3年,期间,每一次出海接受新的深度考验都是中国深蓝科技的重大新闻事件,吸引了公众的目光。对剑指“全海深”的万米级深潜器“奋斗者”号首次海试的消息,人们关注的热情无疑更高,而有了此前观察“蛟龙号”海试的既往经验做参照和对比,人们对“奋斗者”号此次海试的表现有了更深一层认识。

  “奋斗者”号首次海试就“一步到位”,直接挑战万米并一举成功。“蛟龙号”的定位是7000米级载人潜器,但是其海试经历了循序渐进的过程,大体上分为4个深度阶段完成,并且在每个深度的海试阶段,也是通过多次下潜来实现该阶段目标,如此一步一个脚印探索,最终成功挑战设计的7000米级下潜深度。“奋斗者”号海试则完全不同,大有几分“首战”即是“终战”、毕其功于一役的意味,干脆利落直接挑战设计的万米级深度。从目前获得的信息来看,“奋斗者”号首次海试的第一次下潜可能就瞄准了万米级目标。由此足见,“奋斗者”号此次海试豪气冲天,对顺利完成使命成竹在胸。截至11日晚23时,连续突破万米并接近1.1万米深度的表现证明“奋斗者”号的确功力非凡。

  “奋斗者”号下潜和回收效率更高。据报道,“奋斗者”号从10日4时50分开始下潜,到7时42分突破万米大关,用时2小时52分钟。2012年6月27日5时29分,“蛟龙号”开始下潜,到当日11时47分,到达约7062米,用时6小时18分钟。由此可以发现,就下潜速度而言,“奋斗者”号要比“蛟龙号”快得多。实际上,两者在上浮回收的速度方面也是如此。其原因应该在于“奋斗者”号应用了动力下潜和动力上浮模式,显然比“蛟龙号”靠压铁调节的无动力下潜和无动力上浮要快得多。动力下潜和回收大大提高了效率有助于为深海科考作业赢得更多宝贵时间,这一点也深刻体现在我国第二台深海载人潜水器“深海勇士”号身上。

  “奋斗者”号海试采用“双船保障”模式。“蛟龙号”每次海试,带其出征并提供保障的是“向阳红09”母船,二者的组合逐渐成为中国载人深潜的标志性符号。此次出征马里亚纳海沟,“奋斗者”号拥有双母船即“探索一号”支持船和“探索二号”保障船提供支撑。前者续航能力大于1万海里,后者配备CTD绞车及收放装置、100吨门架式潜水器布放回收系统、10吨20米折臂伸缩吊等多个国产关键设备。

  突破抗超大压核心技术自立自强

  “奋斗者”号与“蛟龙号”相比,最大的区别当然是深潜能力,从7000米级大幅跃升3000多米至万米级。7000米级意味着,“蛟龙号”最大下潜深度和作业深度可达约7000米,可以进入99.8%的全球海洋区域。万米级意味着,“奋斗者”号最大下潜深度和作业深度可达约10000米,可以进入包括余下0.2%海洋面积在内的全球海洋任意深度区域,即实现“全海深”进入。

  科学界认为,研究6000米以下的深海区域是探索包括生命起源和地球演化在内的重大科学问题的必然要求,而进入大洋深渊开展科考并获得科学研究样本是深入推进相关研究、作出原始和基础性贡献的重要条件和优势。作为致力于建设人类命运共同体的大国,中国一直注重海洋尤其是深海研究,以期促进取得重大科学突破;一直推进“深海进入”“深海探测”“深海开发”,为认识、利用和保护海洋,造福全人类而努力奋斗。实现“全海深”进入,开展“全海深”科考可以说是中国科学家孜孜以求的目标和夙愿。

  对于“奋斗者”号团队来说,从7000米级到万米级意味着要克服哪些困难呢?他们是如何做到的?作为深海载人科考平台,“奋斗者”号实现了万米级深潜技术系统性突破,其中最引人瞩目的无疑是载人球舱。其研制难点在于要在保持容纳3个人搭乘科考和控制自重的前提下承受万米级深潜的巨大水压,也就是说,要保障“奋斗者”号成为名副其实的万米级科考平台,而不简单地只是实现“全海深”进入的载体工具。研制团队经过多年的不断优化和上千次测试,终于开发出适合要求的新型钛合金材料。在此基础上,研制团队改进焊接方式,从焊缝多、工期长的传统“瓜瓣焊接”改为焊缝少、可靠性高的“半球焊接”。可以说,载人球舱是“奋斗者”号顶住万米海底巨大压力,取得海试成功的头号“功臣”。

  抗压锂电池是“奋斗者”号的另一个核心装备。据报道,“奋斗者”号的动力来源是锂电池,而它应用的是能够对抗深海超级压力防止结构变形出现短路等事故,又具备很好散热性能的特种锂电池。这既可以使“奋斗者”号机动性获得更充足的能源保障,又为海底科考赢得了更长的作业时间。

  载人深潜五十年探索风雨兼程

  “奋斗者”号使中国“全海深”科考一朝梦圆。今天,我们沉浸在胜利的喜悦中,回望中国载人深潜走过的非凡历程,不禁有万千感慨涌上心头。

  中国载人深潜梦启航于上世纪70年代。1971年,“深潜救生艇研制工作组即“7103研制工作组”成立。1976年,深潜救生艇设计工作完成。10年后,中国第一艘深潜救生艇完成试验,填补了我国深潜技术的空白,之后该项科研成果获国家科技进步一等奖。1992年,中国海工装备科研单位的多位知名学者专家开始论证研制中国载人潜水器的可行性。2002年,深海载人潜水器研制被列为国家高技术研究发展计划(863计划)重大专项,“蛟龙号”载人深潜器的自行设计、自主集成研制工作启动。最终历时10年完成研制和海试工作。研制团队创建了7000米级载人潜水器安全性设计技术体系,攻克了深海复杂环境下精准操控、精确定位与精细作业的关键技术,其悬停作业功能为国际同类潜水器首创;突破了复杂水声信道条件下大深度、远距离、高速率水声通信技术,可传输图像、数据、文字和语音等信息;创建了我国载人潜水器陆上测试、海上试验、潜航员培训、水面支持等深潜作业和检测技术体系;突破了超大潜深关重件设计制造技术,推动了深海装备产业的发展。在2017年度国家科学技术奖励大会上,“蛟龙号”载人潜水器荣获国家科学技术进步奖一等奖。

  “蛟龙号”成功后,有关方面并没有直接启动万米级深潜器研制,而是于2009年立项研制4500米级的载人潜器“深海勇士”号,目的之一就是进一步实现包括载人球舱在内的核心部件突破,实现技术自立自强,进而架设通向万米级载人潜器的“桥梁”。曾担任“蛟龙号”副总设计师的胡震担任“深海勇士”号总设计师,“蛟龙号”总布置主任设计师兼首席潜航员叶聪担任副总设计师。2017年九十月间,“深海勇士”号在南海完成全部海上试验任务,实现了我国深海装备由集成创新向自主创新的历史性跨越。

  就在“深海勇士”号研制实现关键技术突破之后,2016年3月,深海载人装备国家重点实验室主任颜开向外界透露万米级载人潜器研制工作于当年启动并将于“十三五”期间完成。“蛟龙号”和“深海勇士”号主要领衔者之一叶聪担任该潜器总设计师。今年上半年,万米载人潜水器进入出海试验前的最后试验阶段并根据在线征名活动反馈被命名为“奋斗者”号。近日,“奋斗者”号在两艘母船护卫下,在地球最深处的西太平洋海域成功坐底,以近1.1万米的深度宣告中国人“全海深”科考终梦圆。(记者张保淑)

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