為一道焊縫，就要忙活八九個(gè)月
1個(gè)多月時(shí)間，累計(jì)完成13次下潛，其中8次突破萬米。10909米的紀(jì)錄，讓人類在大深度載人深潛領(lǐng)域有了新坐標(biāo)。“奮斗者”號(hào)全海深載人潛水器讓全世界看到了中國(guó)的載人深潛的實(shí)力。而在這項(xiàng)榮光背后，“奮斗者”號(hào)又有怎樣的故事呢？揚(yáng)子晚報(bào)/紫牛新聞?dòng)浾咦蛉兆哌M(jìn)位于無錫的中國(guó)船舶七〇二所一探究竟。 揚(yáng)子晚報(bào)/紫牛新聞?dòng)浾?張建波
深潛
10909米！
11月10日清晨，載有3名潛航員的“奮斗者”號(hào)從“探索一號(hào)”母船機(jī)庫緩緩?fù)瞥?，被穩(wěn)穩(wěn)起吊布放入水，近4小時(shí)后，“奮斗者”號(hào)成功坐底，下潛深度達(dá)10909米，創(chuàng)造了中國(guó)載人深潛新紀(jì)錄，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
11月28日8時(shí)30分許，一陣汽笛聲響，“奮斗者”號(hào)完成第二階段海試，勝利返航。
探秘
“地球第四極”
馬里亞納海溝被稱為“地球第四極”，水壓高、完全黑暗，是地球上環(huán)境最惡劣的區(qū)域之一，其最深處約11000米，相當(dāng)于珠穆朗瑪峰疊加華山的海拔高度。
“奮斗者”號(hào)讓中國(guó)到達(dá)了全球深海裝備和技術(shù)的制高點(diǎn)，中國(guó)人也首次來到了這個(gè)“人比到達(dá)過月球的人還要少”的地球深淵。
10909米是什么概念？
10米
普通人在不攜帶潛水裝備可以下潛到的深度
113米
一名法國(guó)潛水員創(chuàng)造的裸潛紀(jì)錄
332米
人在借助水下呼吸器后下潛到的最深紀(jì)錄
10909米
水壓超過110兆帕，相當(dāng)于2000頭非洲象踩在一個(gè)人的背上
深海游歷之旅
1、布放
“奮斗者”號(hào)從“探索一號(hào)”科考船轉(zhuǎn)移到海面
2、下潛
蛙人小隊(duì)幫助潛器脫鉤，潛器注水下潛，臨近海底后拋掉第一組壓載鐵，達(dá)到懸浮在水中的均衡狀態(tài)
3、坐底
在綜合考慮潛水器速讀、姿態(tài)和海底地質(zhì)情況下，讓“奮斗者”號(hào)人為地在海底著陸
4、巡航作業(yè)
在海底進(jìn)行拍攝作業(yè)、巡航，同時(shí)采集洋底環(huán)境數(shù)據(jù)
5、拋載上浮
拋出兩塊壓載鐵，開始上??；潛水器外層的浮力材料也會(huì)為潛水器提供足夠的浮力
6、回收
通過蛙人掛攬、起吊等操作，“奮斗者”號(hào)回到母船懷抱
2012年，7000米級(jí)“蛟龍”號(hào)載人潛水器問世，創(chuàng)當(dāng)時(shí)同類載人潛水器下潛深度7062米的世界紀(jì)錄
2017年，4500米級(jí)“深海勇士”號(hào)載人潛水器獲得突破，實(shí)現(xiàn)“關(guān)鍵技術(shù)自主化、關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化”
2020年7月起，“奮斗者”號(hào)累計(jì)完成30次下潛，其中8次突破萬米
海試呈現(xiàn)“加速度”
“蛟龍”號(hào)從立項(xiàng)到海試用了10年，“深海勇士”號(hào)用了8年，“奮斗者”號(hào)用了4年。
國(guó)產(chǎn)化率超96.5%
根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定測(cè)算，“奮斗者”號(hào)國(guó)產(chǎn)化率超過96.5%，更重要的是，實(shí)現(xiàn)了由集成創(chuàng)新向自主創(chuàng)新的歷史性跨越。
“奮斗者”號(hào)的成長(zhǎng)手冊(cè)
A 近百家單位近5年研制 最關(guān)鍵組件在無錫安裝
“奮斗者”號(hào)作為中國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全海深載人潛水器，由中國(guó)船舶七〇二所牽頭，近百家科研院所、高校、企業(yè)的近千名科研人員，經(jīng)過艱苦攻關(guān)，歷時(shí)4年多研制完成。其中，無錫市作為中國(guó)船舶七〇二所的駐地城市，就有近30家企業(yè)和科研單位參與。據(jù)介紹。“奮斗者”號(hào)最核心的載人艙由兩個(gè)半球焊接而成，半球球殼的一體沖壓、將半球焊成一個(gè)整體等工作，都是由無錫本地企業(yè)完成的。同時(shí)，焊接完成后，要對(duì)焊縫部位進(jìn)行殘余應(yīng)力檢測(cè)和無損探傷等，確保焊接能達(dá)到要求，敲定“合格章”的機(jī)構(gòu)也是無錫的。
與此前的“蛟龍”號(hào)、“深海勇士”號(hào)一樣，“奮斗者”號(hào)的關(guān)鍵組件也是在無錫安裝完成的。作為制造業(yè)強(qiáng)市，無錫一直是中國(guó)載人深潛器研制、建造和載人深潛事業(yè)的積極參與者和主力軍。“三臺(tái)潛水器都誕生在無錫，無錫市、濱湖區(qū)領(lǐng)導(dǎo)都特別關(guān)注。”難得的是，“奮斗者”號(hào)的幕后團(tuán)隊(duì)是一群平均年齡30多歲的年輕人。“從‘蛟龍’到‘深海勇士’再到‘奮斗者’，經(jīng)歷了20年，始終是老同志支撐，年輕人在第一線，不斷更新我們的技術(shù)，創(chuàng)新我們的成果。”中國(guó)船舶七〇二所所長(zhǎng)、“奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師葉聰稱。
B 為一道焊縫忙活八九個(gè)月，確保載人艙安全
圓球形的載人艙的安全可靠，是“奮斗者”號(hào)的頭等大事。
最初，適合萬米深海超高壓(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的1100多倍)、低溫(0℃-2℃)環(huán)境特點(diǎn)的載人艙球殼的選材并不好找，當(dāng)時(shí)所有的鈦合金材料均無法滿足要求。而當(dāng)材料找到并完成半球沖壓后，另一個(gè)棘手的問題出現(xiàn)了：焊接工藝能行嗎？焊縫到底能不能過關(guān)？
載人艙的選材決定了其焊接工藝要求極高、難度極大。根據(jù)“慣例”，當(dāng)初團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備了兩對(duì)半圓形球殼，用于制作載人艙。但首次焊接后的焊縫無損探傷發(fā)現(xiàn)，焊縫部位的承壓性能達(dá)不到要求，“要求焊縫處的性能必須和其他完整部位一致，否則就是事關(guān)安全的大問題。”問題很快被查了出來，癥結(jié)是在工藝上。
團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，沒有問題是解決不了的，得“摸著石頭過河”。重新驗(yàn)證，改進(jìn)工藝，經(jīng)過八九個(gè)月的努力，終于突破了高強(qiáng)高韌鈦合金材料的特殊焊接工藝，在世界上首次應(yīng)用此類技術(shù)一次性成功完成半球赤道縫焊接，焊接質(zhì)量滿足技術(shù)指標(biāo)要求。最終，通過在另一個(gè)球殼上的操作，順利達(dá)到了安全性能要求。
C 新型固體浮力材料保障“快上快下”
相比“深海勇士”號(hào)，“奮斗者”號(hào)的海底作業(yè)時(shí)間延長(zhǎng)了一倍，達(dá)到了6個(gè)小時(shí)。雖然與“蛟龍”號(hào)時(shí)間相當(dāng)，但作業(yè)效率大大提升。這一切，得益于“奮斗者”號(hào)實(shí)現(xiàn)了“快上快下”。
而這，首先歸功于一種新型固體浮力材料。研制團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，萬米載人潛水器不僅要潛得深，還要能安全上得來。在超高壓環(huán)境下，需采用可抵抗萬米海深壓力的新型固體浮力材料。一款滿足萬米深海超高壓條件下高強(qiáng)度、低密度的固體浮力材料標(biāo)準(zhǔn)塊，幫了大忙。同時(shí)，由于系統(tǒng)性解決了浮力材料粘接過程中的特殊控制工藝等難題，“奮斗者”號(hào)實(shí)現(xiàn)了增大有效載荷、減少外形尺寸的設(shè)計(jì)目標(biāo)，為“快上快下”打下了基礎(chǔ)。
此外，還要?dú)w功于一款百千瓦時(shí)級(jí)的“全海深鋰電池組”。針對(duì)“奮斗者”號(hào)在萬米海深環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間工作，中國(guó)自主研發(fā)的該電池組大幅度提高了潛水器的水下作業(yè)時(shí)間。
深海世界“妙不可言”
專為“深淵”定制 親身感受深海的震撼
在這次海試期間，當(dāng)接受央視采訪時(shí)，海試團(tuán)隊(duì)成員說了一句“萬米深淵，妙不可言”。“這次，中國(guó)人第一次親身感受萬米下海底帶給我們的震撼。”一位團(tuán)隊(duì)成員說，每個(gè)人內(nèi)心都非常激動(dòng)，因?yàn)檫@是中國(guó)人自主設(shè)計(jì)并突破各項(xiàng)技術(shù)，達(dá)到了這樣的狀態(tài)。
為了此次要去的萬米“深淵”，“奮斗者”號(hào)也是做足了準(zhǔn)備。據(jù)介紹，萬米“深淵”區(qū)域大部分都是海溝，溝的兩側(cè)都是特殊的生物、不同的地形存在，等等，既“妙不可言”，也意味著復(fù)雜的環(huán)境。在項(xiàng)目剛開始時(shí)，針對(duì)“深淵”的環(huán)境特點(diǎn)，包括壓力參數(shù)、海水密度、水溫、鹽度等研制團(tuán)隊(duì)都做了充分的數(shù)據(jù)分析。在這個(gè)基礎(chǔ)之上，確定了潛水器的設(shè)計(jì)參數(shù)，之后依據(jù)參數(shù)指導(dǎo)著各個(gè)設(shè)施組件的準(zhǔn)備、打造，“像電池，我們要針對(duì)性考慮低溫環(huán)境、高壓等情況，很多的設(shè)計(jì)就是專門用于這個(gè)極限深度這個(gè)挑戰(zhàn)。”
越來越“舒適” 從帶干糧到吃上蛋炒飯
“總體上來說，駕駛室的空間還是那么大，但是舒適度已經(jīng)非常高了。”作為團(tuán)隊(duì)中的長(zhǎng)者，“深海勇士”號(hào)總設(shè)計(jì)師、“奮斗者”號(hào)副總設(shè)計(jì)師胡震告訴記者，作為三臺(tái)潛水器的老總，他介紹，通過對(duì)載人艙的系統(tǒng)改造和優(yōu)化，作業(yè)人員在操作時(shí)更加便捷和舒適。具體包括，對(duì)座椅角度進(jìn)行了調(diào)整，讓作業(yè)人員的坐姿更舒服。同時(shí)，對(duì)室內(nèi)的“裝修色彩”進(jìn)行調(diào)整，緩解長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)帶來的疲勞感。“特別是人機(jī)交互系統(tǒng)的重新布局、優(yōu)化，大大便利了各項(xiàng)作業(yè)，使得深海作業(yè)也能狀態(tài)輕松。以前下海帶著干糧，比如面包、水果，現(xiàn)在可以吃上蛋炒飯和炒面了。”此外，另一大干擾——噪音也得以大大降低，基本影響不到正常工作。
又“堅(jiān)強(qiáng)”又“嬌氣” 艙蓋連沾染灰塵都不行
盡管此次海試中也遭遇了臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣，所去的地方也是極其復(fù)雜的環(huán)境，但總體上，“奮斗者”號(hào)表現(xiàn)很棒，出現(xiàn)了一些小的故障，都很快解決了。這主要得益于“奮斗者”號(hào)的設(shè)計(jì)，加入了“故障隔離”的理念——對(duì)不影響整個(gè)任務(wù)大局的小毛病，可以做到“防火墻”一般的隔離處置。
實(shí)際上，“奮斗者”號(hào)也有“嬌氣”的一面。比如載人艙的艙蓋就很“金貴”。艙蓋是載人艙唯一的活動(dòng)區(qū)域，如果密封出問題，必然帶來可怕的災(zāi)難。為此，團(tuán)隊(duì)的每個(gè)成員進(jìn)出都很小心，就算是布質(zhì)的帽子都不能磕碰到，“艙蓋都是仔仔細(xì)細(xì)地擦干凈，生怕沾染的一?；覊m影響到密封性。”
張建波
閩公網(wǎng)安備
35099902000052號(hào)