潜水装备|面对面丨万米深潜!“奋斗者”号总设计师:“不是终点,我们刚刚打开了深海的一个门缝”

11月28日 , 创造中国载人深潜新纪录的“奋斗者”号载人潜水器顺利返航 。 1个多月时间 , 累计完成13次下潜 , 其中8次突破万米 。 10909米的纪录 , 让中国在大深度载人深潜领域有了新坐标 。
海底1万米的世界有多大魅力?
中国的深潜勇士们经历了怎样的艰险?
载人深潜精神如何助力中国勇攀深海科技高峰?
听“奋斗者”号总设计师叶聪、主航员张伟 , 讲述万米深潜背后的故事 。
世界唯一 超强的深海到达和作业能力
上岸之后 , 团队把“奋斗者”号潜水器重新拆卸 , 把每一个经历过海试的部件都做了一次详细的检查 , 类似于对“奋斗者”号进行了一次“体检” 。 “体检”结果表明 , 完成海试的“奋斗者”号技术状态一切正常 。

潜水装备|面对面丨万米深潜!“奋斗者”号总设计师:“不是终点,我们刚刚打开了深海的一个门缝”
本文图片

叶聪 , 曾担任“蛟龙”号首席潜航员和“深海勇士”号副总设计师 , 被任命为“奋斗者”号总设计师 。
“奋斗者”号总设计师 叶聪:“奋斗者”号目前是乘载人数最多、使用最频繁、深度最大的潜水器 。 这样的深海到达和作业能力是全世界唯一的 。
如同几千头大象踩后背 载人舱承受巨大水压
2016年 , 作为国家“十三五”计划中“深海关键技术与装备”的核心任务 , “奋斗者”号立项 , 目标就是挑战全海深载人潜水器难以企及的万米深度 。
海洋中深度大于6000米的海域被称为“深渊” , 只占海洋总面积的1.2% , 想要通过深海载人潜水器抵达那里 , 首先要打造足以对抗深海高压的铠甲 。

潜水装备|面对面丨万米深潜!“奋斗者”号总设计师:“不是终点,我们刚刚打开了深海的一个门缝”
本文图片

“奋斗者”号需要承载的水压是112兆帕 , 通俗来讲 , 相当于每平方米的面积承受着11000多吨的重量 , 或者是几千头大象踩在一个人的后背上 , 如此巨大的压力 , 无比考验深潜器的抗压能力 。
经过多年上千次的优化测试 , “奋斗者”号选择了中国自主研发的全新高强高韧钛合金作为外壳的材料 。

潜水装备|面对面丨万米深潜!“奋斗者”号总设计师:“不是终点,我们刚刚打开了深海的一个门缝”
本文图片

“奋斗者”号总设计师 叶聪:最关键的载人舱 , 从选材到安装各个环节 , 我陪着跑了全国各个地方 。 设计图纸完成以后 , 从沈阳拿到材料 , 去陕西做轧板 , 到四川加工 , 到江苏成型 , 到河南焊接 , 最后到海南做试验 , 再回到无锡安装 。 安装的时候 , 一两毫米的差距我们调整了半个月 , 球壳被吊上来吊下去 , 不断调整、不断优化 , 让测量结果达到我们图纸的要求 。
千名科研人员齐攻关 国产化率达96.5%
“奋斗者”号项目由中国船舶集团七〇二所牵头 , 中科院深海科学与工程研究所等30多家科研院所和高校、60余家企业 , 近千名科研人员参与了关键核心技术的攻关 。
在所有科研人员和各方力量的全力推动下 , “奋斗者”号进入了超常而有序的研制节奏 , 观察窗、舱盖等开孔位置的设计和加工备受重视 。

潜水装备|面对面丨万米深潜!“奋斗者”号总设计师:“不是终点,我们刚刚打开了深海的一个门缝”
本文图片

“奋斗者”号总设计师 叶聪:这个潜器一共有六个开孔 , 都是球壳的重点部位 。 因为它要开孔 , 所以局部还要加强 , 越是开孔的地方越要做得厚实 , 玻璃的厚度是球壳厚度的近三倍 。 而且观察窗是活动的 , 它提供了变形的裕度 , 当外面有海水的时候 , 整个窗户是往后退的 。 对于这种关键部件 , 我们一定要做到均衡 。
两年时间完成设计 , 两年时间完成建造、总装、联调和水池试验 , 在多个关键技术和重要材料领域拥有国产化核心技术 , 国产化率96.5% 。 “奋斗者”号代表了当前深海工程技术领域的顶级水平 。
“双船双潜” 打造科学家的两个工作室
2020年7月 , “奋斗者”号正式出海 , 开始了第一阶段的海试 。
【潜水装备|面对面丨万米深潜!“奋斗者”号总设计师:“不是终点,我们刚刚打开了深海的一个门缝”】“奋斗者”号共有三个潜航班组 , 三组轮流作业 。 曾经参加“深海勇士”号试航的张伟成为“奋斗者”号的一个潜航班组的主航员 , 主要负责对各种设备和仪器进行操作 , 对海底的突发情况做出正确的判断和决策 , 保证人员和设备的安全 。

潜水装备|面对面丨万米深潜!“奋斗者”号总设计师:“不是终点,我们刚刚打开了深海的一个门缝”
本文图片

“奋斗者”号主航员 张伟:目前人类到达万米深度的次数非常少 , 我们对海底深渊的底质情况也不是非常了解 , 面临的未知因素会更多 , 在超高压力下面潜水器表现出来的性能可能没有太大的底气 , 对潜航员来说 , 一定要确保我们的人员和设备安全 , 沉着应对突发情况 。
“双船双潜” , 是“奋斗者”号海试任务的关键词 。 “双船” , 是为“奋斗者”号深潜护航的双母船——“探索一号”和“探索二号”;“双潜”指的是双潜水器:一个是主角 , 即“奋斗者”号 , 另一个则是主角的“御用摄影师”——“沧海”号 。

潜水装备|面对面丨万米深潜!“奋斗者”号总设计师:“不是终点,我们刚刚打开了深海的一个门缝”
本文图片

“奋斗者”号总设计师 叶聪:“探索一号”和“探索二号”是科考船 , “奋斗者”号只是船上的一个工具 , 一个能够让科学家到深海去的运载器 , 船上有各种装置和科考工具 。 科学家到船上搭乘“奋斗者”号到海底去完成他们海底的作业 , 取回海底的样品 , 拿到海底的一些数据 , “探索一号”和“探索二号”是科学家的海面工作室 , “奋斗者”号是科学家的海底工作室 。
由浅到深 “五步走”到达万米深度
海试分为两个阶段 , 第一阶段的下潜深度是4500米 , 下潜次数是17次 。 第二阶段 , “奋斗者”号逐步挑战万米深渊 。
“奋斗者”号总设计师 叶聪:由浅到深 , 逐渐推进 , 至少分成五步走 , 2000米如果有问题 , 就要把它解决 , 再下潜 , 确认没问题了 , 我再下到4000米 。 我们从4000多米 , 到9000多米 , 用了5天 , 一天1000米 , 就要把性能做得扎扎实实的 , 考评的结果硬邦邦的 , 要做充分的验证 。

潜水装备|面对面丨万米深潜!“奋斗者”号总设计师:“不是终点,我们刚刚打开了深海的一个门缝”
本文图片

位于太平洋的马里亚纳海沟被称为“地球第四极” , 水压高、完全黑暗、温度低 , 是地球上环境最恶劣的海域之一 。 10月27日 , “奋斗者”号在这里成功挑战1万米的深度 。
深海中的异响 如何破解?
11月初 , 深潜任务继续进行 , 当天 , “奋斗者”号按照预定计划下潜到8850米左右 , 张伟忽然听到了潜水器身上发出的一声闷响 。

潜水装备|面对面丨万米深潜!“奋斗者”号总设计师:“不是终点,我们刚刚打开了深海的一个门缝”
本文图片

“奋斗者”号主航员 张伟:海底非常安静 , 整个潜水器发出的声音我们都非常熟悉 , 突然听到非常大的、我们没有听过的声音 , 我们很紧张 。 因为当时无法判断声音是舱内还是舱外发出的 , 我们就把舱内的设备都检查一遍 , 没有发现异常 , 所以我们心里面放松一点 。
因为异响 , “奋斗者”号提前抛掉压载铁做好了随时上浮的准备 , 所幸各项指标显示正常 , 海底试验得以继续 。 等结束任务后上升到水面 , 科研人员对各种零部件进行了详细检查 , 查找异响来源 。

潜水装备|面对面丨万米深潜!“奋斗者”号总设计师:“不是终点,我们刚刚打开了深海的一个门缝”
本文图片

“奋斗者”号主航员 张伟:我们发现潜水器尾部有一块浮力材 , 浮力材是通过螺栓跟框架连接的 , 它就相当于强度非常高的物体 , 跟一个没有那么高的物体连接 。 在这种高压力作用下 , 浮力材在连接处有个很小的裂纹 , 破裂的声音传到舱内 , 听到的声音是很大的 。
经过评估 , 出现裂纹的浮力材料并没有给“奋斗者”号带来致命伤 , 在修复之后 , 海试工作继续推进 。 下一个目标是坐底 , 所谓坐底是指可下潜的航行器 , 完全降落至海床上 , 可以理解为主动、安全地搁浅 。
克服疲惫 挑战寒冷 潜航员深海连创奇迹
11月10日 , “奋斗者”号再次出发 , 向挑战者深渊发起挑战 , 那里是马里亚纳海沟的最深处 , 也是世界海洋的最深处 。 8时12分 , “奋斗者”号成功坐底 , 深度为10909米 , 这是中国载人深潜的新纪录 。
完成坐底之后 , “奋斗者”号要进行六个小时的作业和巡航 , 这也是目前世界上的万米深潜中持续最长的作业时间 。

潜水装备|面对面丨万米深潜!“奋斗者”号总设计师:“不是终点,我们刚刚打开了深海的一个门缝”
本文图片

“奋斗者”号主航员 张伟:空间比较狭窄 , 我们腿部和腰部会比较难受 , 这几个小时身体会很疲惫 。 另外 , 随着我们在里面待的时间越长 , 舱内的温度和湿度也会降到一个比较低的水平 , 从最开始的三十多度 , 到最后也就是一二十度 。 那时外面海水的温度实际上是一两度左右 , 会传到舱内 , 在贴近舱壁的位置我们会放一个垫子 , 也会穿着毛巾袜给脚部保暖 。
自10909米的中国载人深潜新纪录之后的10天之内 , “奋斗者”号又进行了四次探洋底的海试工作 。
11月13日 , “奋斗者”号与“沧海”号着陆器联合作业 , 全球首次实现万米洋底4K电视信号直播 。
11月16日 , “奋斗者”号仅用半小时左右的时间就找回了此前布放在海底的3个取样器 , 作业难度堪比“大海捞针” 。

潜水装备|面对面丨万米深潜!“奋斗者”号总设计师:“不是终点,我们刚刚打开了深海的一个门缝”
本文图片

“奋斗者”号总设计师 叶聪:我们已经形成了一个潜航员的队伍 , 三班潜航员轮流 , 大家现在对下潜没有那么紧张了 , 都抢着下潜 。 国内有大概上百名科学家都通过“蛟龙”号和“深海勇士”号下潜过 。 我们也希望越来越多的科学家乘坐我们的潜水器到深海区 , 肯定给他们带来惊喜 。
“我们刚刚打开了深海的一个门缝”
11月19日 , “奋斗者”号完成最后一次深潜 , 至此 , 本次海上试验圆满完成 。 不久之后 , “奋斗者”号将交付给使用单位投入日常的科考工作 , 然而 , 对于参与研制的科研人员来说 , 这远远不是终点 。
“奋斗者”号总设计师 叶聪:我觉得不能用这五年来讲深潜的故事 , 应该用二十年甚至更长一些 。 我们从没有深海装备到有深海装备 , 从无人的到有人的 , 从简单的到复杂作业的 , 将来我们可能还会有载人的、无人的、固定的、移动的设备来做系统化深海的探测 。 所以 , “奋斗者”号远远不是终点 , 应该说 , 我们刚刚打开了深海的一个门缝 。
制片人丨张士峰
采访人员丨古兵
策划丨黄瑛
编导丨王惠东
编辑丨张宏飞
摄像丨王忠仁 王扬

    推荐阅读