
7月16日,三名深潜员在欢迎仪式上。当日,搭载“蛟龙”号深潜器的母船“向阳红09”返抵青岛奥帆中心码头,国家相关部门及青岛市民代表近千人举行仪式迎接“蛟龙号”载人潜水器7000米级海试队伍凯旋。新华社记者 李紫恒 摄
新华社山东青岛7月16日电(记者 刘奕湛、罗沙)16日,执行载人7000米级海试任务的“蛟龙”号顺利返抵青岛。至此,历时44天的“蛟龙”号圆满完成了本次海试任务,也标志着“蛟龙”号10年研制和海试工作圆满结束。
2012年6月3日,“向阳红09”船自江阴起航奔赴马里亚纳海沟执行“蛟龙”号载人潜水器7000米级海试任务。本次海试,共完成6次下潜试验,其中3次超过7000米,最大下潜深度达到7062米。
据介绍,海试期间,参试队员对潜水器289项、水面支持系统24项功能和性能指标进行了逐一验证,对关键指标进行了多次验证。此外,开展了坐底、定深定高航行、近底巡航和海底微地形地貌精细测量作业内容,取得了地质、生物、沉淀物样品盒水样,并记录了大量海底影像资料,实现了人类首次亲临7000米深的海底开展作业和科学研究实验。
据了解,科技部将会同有关部门继续落实《国家深海高技术发展专项规划(2009-2020)》各项任务,全面推进不同类型潜水器国产化、谱系化进程。科技部还将会同国内海洋界,以形成“蛟龙”号载人潜水器深海作业能力为目标,针对特殊作业需求,研发配套工具和作业技术,促进相关配套产业的发展。
“蛟龙”猜想――“蛟龙号”业务化应用关键热点解答
新华社青岛7月16日电(记者 张旭东、罗沙、刘奕湛)“蛟龙号”载人潜水器结束7000米级海试任务后,随母船“向阳红09”于16日返回青岛。这标志着“蛟龙号”已完成研制与海试,即将转入业务化应用。对于刚“毕业”的“蛟龙”,第一份工作会是什么?是否会有女潜航员驾驭“蛟龙”?“蛟龙”又是否会有“姊妹”?对“蛟龙号”未来的种种猜想,海试参试单位相关负责人进行了权威解答。
“蛟龙”首份工作或赴南海
中国大洋矿产资源研究开发协会办公室主任金建才说,“蛟龙号”载人潜水器业务化应用阶段将主要用于深海科研和海底资源勘查,提高人类认识海底和利用海底资源的水平。“海底不仅拥有广阔的空间,还有丰富的矿产等资源。载人潜水器是勘探开发资源的基础,而且在生物多样性和海洋环境评价方面具有不可替代的作用。”他说。
“但是‘蛟龙号’试验母船‘向阳红09’已有34年船龄,噪声大、作业甲板高,工作条件和环境有限,而且潜器存放、维护和保养的国家深海基地还未动工建设,因此未来3年至4年宜进行试验性应用。”金建才说。
中国大洋矿产资源研究开发协会办公室副主任、“蛟龙号”载人潜水器7000米级海试现场总指挥刘峰介绍,明年“蛟龙号”的任务正在进行申报,计划是进行南海进化史研究和调查,并分析南海海洋环境对我国的影响。“‘蛟龙号’最突出的特点是具有定点和精确作业的能力,这是无人潜水器所不能企及的。”他说。
“调查、评价海底矿产资源和试采过程中,载人潜水器也都将发挥不可代替的作用。”刘峰说,“此外,在地形调查中,载人潜水器也比多波束调查的数据精确很多。”
性别不是成为潜航员的阻碍
刘洋成为我国首位女宇航员引发了人们对首位女潜航员的关注,女性是否可以成为潜航员?刘峰表示,潜航员首先是要心理素质过硬,其次是要有好的身体条件,性别不应该是成为潜航员的阻碍。
“潜航员最重要的是心理素质,在7000米级海试的时候,每次下潜作业长达10多个小时。他们长期待在狭窄的空间内,周围一片漆黑,有幽闭症肯定不行。如果遇到故障就慌张,操作出现失误就可能有危险,这也肯定不行。”刘峰说。
刘峰表示,其实女性与男性相比,更为细心,而操作潜器就需要胆大心细,动作敏捷,女性在这方面挺有优势。美国就有女潜航员,日本也正在培训一名年轻的女潜航员。因此,女性只要心理素质和身体条件过硬,学习能力强,都可以报名参加第二批潜航员的选拔。
国家海洋局北海分局副局长、“蛟龙号”载人潜水器7000米级海试临时党委书记刘心成说,由于“蛟龙号”内部空间十分狭小,而每次下潜长达10余个小时,如果一名女潜航员和两位男潜航员下潜,他们在潜器内解手将是很大的问题。“当然,如果是三名女潜航员下潜就不会出现这样的问题。”他说。
“蛟龙”将有“小姊妹”
中船重工第702研究所副所长、“蛟龙号”载人潜水器7000米级海试现场副总指挥崔维成介绍,“蛟龙号”海试成功后,我国载人深潜的另外一项重要工程就是进行4500米级高国产化率载人潜水器关键技术的研制。4500米级的潜水器是要在比较经济的前提下满足国内大部分科研需求。
“载人球舱、高压海水泵、潜水器用锂电池以及国产推进器,是我们目前正在集中攻关的关键技术。从国内的科研需求来说,4500米级的潜水器可以满足大部分需要,同时更多强调经济性,相比‘蛟龙号’可以降低大约40%的使用成本。”崔维成说。
据了解,“蛟龙号”与新造的4500米级载人潜水器将视具体需要配合使用。
对于将来人们是否可以乘“蛟龙号”等载人潜水器去体验观光,崔维成表示,载人深潜成本高昂,出海船舶的成本就很高,加上潜器等人力成本,常人很难承受。同时,我国现阶段研发载人潜水器是用于科研和资源勘探,并非是为满足个人好奇心。
崔维成说,如果个人经济能力确实比较强,我国科研人员同样可以为其制作类似喀麦隆乘坐的潜器,下到海底11000米,甚至比他们的潜器更先进,可以乘坐两个人。但这种潜器只是为体验和拍摄视频,其他功能要弱很多。
“蛟龙”号从这里驶向大海——探寻“蛟龙”号背后的故事
新华社南京7月16日电(记者 蔡玉高、王敏)圆满完成7000米海试任务的“蛟龙”号从哪里诞生?它的背后又有着怎样的技术团队?它的成功需要克服哪些技术难题?适逢“蛟龙”号载誉归来之际,新华社记者走近“蛟龙”号总体设计和集成的责任单位及总设计师单位——位于太湖之滨无锡市的中船重工702所,探寻“蛟龙”背后的故事。
中国“蛟龙”号,无锡702所造
美丽的太湖之滨,坐落着“蛟龙”号的设计生产单位——中船重工702所。
“十年磨砺闯海沟,四度探海成正果。”步入702所大门,眼前红色横幅上的这句话让人印象深刻。研究所副所长、党委书记蔡大明介绍,听到海试成功的消息,整个研究所沸腾了,很多人流下了泪水,“20年的梦想和十年的艰苦努力,终于有了回报”。
1951年建立,1965年总部搬至无锡的702所主要从事船舶及海洋工程领域的水动力学、结构力学及振动等相关技术的研究,以及高性能船舶与水下工程的研究设计与开发。为向海洋强国梦想迈进,上世纪90年代,在成功研制载人潜水器、有缆水下机器人和无缆水下机器人后,研究所老一代科学家们提出了设计大深度载人潜水器的计划。但由于当时条件所限,研究工作未能启动。
2002年6月,科技部正式把7000米载人潜水器列为国家863计划重大专项。在科技部、国家海洋局的领导下和中国大洋协会的具体组织下,作为载人潜水器总师单位,702所联合中科院沈阳自动化所、中科院声学所负责潜水器本体研制任务,同时承担总装与集成、潜航员培训等工作。
十年来,以702所为主的国内100多家科研单位,从无到有,在很多深海设备、加工工艺国内外处于空白的情况下,打造出了在海洋深处潜行自如的“蛟龙”号。
“蛟龙”身后有支“龙之队”
从总体方案设计,到潜水器的初步设计和详细设计,到总装联调和水池实验,以及最后的海试……“蛟龙”号是一条完全自行设计、自主集成的“中国龙”,而这些都得归功于它身后有支“龙之队”。
“蛟龙”号正式立项时,被誉为“中国深潜领路人”的徐芑南已退休。接到担任总设计师的邀请,尽管身体不好,但徐老还是义无反顾地回到了工作岗位上,一干就是十年。刚从“蛟龙”号陆上基地保障中心回到702所的徐芑南说:“载人潜水器是从海洋大国走向海洋强国的重要支撑,为实现这一梦想,我们愿意发挥余热。”
在如此信念支撑下,一批老科学家重新聚集在702所,他们带着年轻的科研人员,很快组成了“蛟龙”号载人潜水器创新团队。
“龙之队”最终用7000米级成功海试向世界宣告,中国已经掌握了深海载人潜水器自主设计、集成创新等核心能力。徐芑南感慨地说,“全靠团队精神,没有这样的团队,怎么也拿不出如此复杂的系统工程产品。”
“蛟龙”号每一次下潜都伴随着风险,尤其是每个深度的第一次尝试。作为“蛟龙”号第一副总设计师、702所副所长的崔维成,在1000米级、3000米级、5000米级和此次7000米级的海试中,自始至终冲在第一线。
一批年轻科技人员在工程实践中逐步成长,成为国家海洋装备开发的骨干。“蛟龙”号第一次突破1000米、3000米、5000米及7000米,都在33岁的叶聪驾驶下完成的。“当舱门关上的那一刻,所有恐惧和焦虑都随之抛开。潜行在几千米的大洋深处,想得最多的是祖国!”叶聪的话道出了“龙之队”的动力所在。
求解12道技术难题
“蛟龙”号立项之初,我国曾研制过最深载人潜水器只有600米,从600米到7000米,是一次非常困难的技术跨越。徐芑南介绍,正如载人航天器一样,“蛟龙”号也是总体设计和总体集成的。在7000米的水压下,一元硬币也会压成薄片,研究人员必须设计出能承受水压的壳体、装置,同时要使处在7000米水下的舱内潜航员仍处于常压环境下。
据介绍,“蛟龙”号整个项目分为12个系统,主要包括总体性能、结构设计、航行控制、动力和配电、生命支持、水声通信等,其中10个系统都由702所承担。
每一道难题的解决都挑战着设计人员的智慧极限。以潜水器构型为例,从方案设计、初步设计、详细设计,到进行多个尺度的拖曳试验、下潜上浮试验的优化设计,研究团队经历了数不清的失败。有时为解决一个细节问题,研发人员要熬上两个通宵。
“蛟龙”号结构系统主任设计师胡勇介绍,“蛟龙”号如鲨鱼般的身型完全是研究人员独创的,正是凭着这一巧妙的身型,它才能在大洋深处来去自如。
“蛟龙”号有许多独创:稳定的贴近海底自动巡航能力、精确的悬停定位能力、充油蓄电池……
徐芑南说,“蛟龙”号的成功,在于科研团队每个人的心中都怀抱着同样坚定的梦想。
蛟龙归来,下一站驶向哪里?——专访“蛟龙”号总体设计者
新华社北京7月16日电(记者 王敏、蔡玉高)经过日夜兼程的长途跋涉,搭载“蛟龙”号载人潜水器的“向阳红09”船16日顺利返抵青岛,这标志着“蛟龙”号历时10年的研制和海试工作圆满结束。下一站,“蛟龙”号将驶向哪里?记者为此专访了中船重工702所研究员、“蛟龙”号总设计师徐芑南和中船重工原总工程师、中国造船工程学会副理事长方书甲等。
“蛟龙”号圆梦记
10年前,就在数个国家已经多次执行5000米级下潜作业时,我国还没有1000米级深潜器。“我们用10年时间,步入了深潜界先进国家行列。”徐芑南告诉记者,然而,“蛟龙”号的梦想早在20年前就在中船重工人的心中扎根发芽了。
蓝色的大海不仅风光秀美,深邃的海底深处蕴藏着无穷无尽的奥秘和宝藏:与陆地截然不同的生命系统和压力环境,尤其是在陆地资源日益紧张甚至面临枯竭的情况下,丰富的油气、可燃冰、多金属结核体,吸引着造船人云集的中船重工:啥时候能造一个“蛟龙”,也到深海里遛遛?
“20年前,社会对深海开发还没有成熟的需求。我们一直开展相关研究作技术积累。直到2002年国家863计划该项目批下来1.8亿元。”方书甲回忆说,有了资金,立即启动了“蛟龙”号研制工作。
于是,没有任何可直接套用的技术资料、没有任何实战经验,中船重工702所造一条“龙”只能从零做起:
深海高水压、低温度、腐蚀性强,仅做“龙形”的外壳材料就让人头疼,在无数次探索中,研发人员对钛合金材料进行了强度、冲击、疲劳、变形等一系列实验,掌握了钛合金材料在水下的特性,画出第一张设计图纸;
为了挑战7000米海底的能量供给,研发人员发明了一种极其大胆又巧妙的充油式蓄电池,电池浸泡在油中,核心部件却与海水隔绝,即使倾斜60度,电解液也不会与海水接触……
“‘蛟龙’号经费并不宽裕,要把钱花在刀刃上。”方书甲告诉记者,就连用来配合“蛟龙”号实验的“向阳红09”母船,也是利用一艘1978年超期服役的科考船改装而来。
2009年8月以来,“蛟龙”号转战海试:1000米、3000米、5000米、7000米……
“蛟龙”号归海记
“蛟龙”号这次海试一波三折。
“‘蛟龙’号刚一出海,就遭遇台风‘玛娃’,只好在长江口绿华山锚地抛锚避风。到达预定海域后,受西太平洋热带风暴‘古超’影响,第一次下潜试验只好推迟。”徐芑南介绍,6月15日海试正式开始后,接着潜水器液压系统的管路出现故障,海试又被迫延迟。
“虽然在地面上我们有仿真的模拟实验水池,做了大量的试验,但真正的深海环境是谁都没有遇到过的。”徐芑南告诉记者,这毕竟是我国第一台深海载人潜水器,第一次到达这样的深度,出现问题是预料中的,但要尽快想办法解决问题。
经过排查,问题很快被找到了。工作人员发现部件生锈带来锈蚀,从而使一根管子爆裂。“当时,我们不是说简单地换掉一根管子,而是彻底检查‘蛟龙’号,同样的管子一共用了16根,于是把所有的管子全部换掉,这样海试就延迟了。”
好事多磨。正是在研发人员精益求精、举一反三的工作作风下,此次“蛟龙”号海试共进行6次下潜试验,其中3次超过7000米,4次改变我国记录,最深达到7062米。
“通过这些试验,圆满完成了预定的7000米级海试任务,全面验证了潜水器的各项性能和功能,充分说明蛟龙号具有在占世界百分之九十九以上的海域进行海底作业考察调研的能力。”徐芑南说。
深海之处的奥秘让76岁的徐芑南欣喜而激动。“想想,深海一片漆黑,灯光一打,‘蛟龙’号在海底释放出诱饵后,各种各样不同大小、不同颜色的鱼、虾、海参等都游过来。我们还逮住两只海参。”
他说:“造物主多么神奇!在7000米海底,每平方米都要承受相当于一个埃菲尔铁塔的重量,然而,这些生物是怎样生存的,如果研究透了,是否可以有益人类长寿,甚至有可能解释地球形成之初生命的起源。这是一个多大的课题。”
此次“蛟龙”号在7000米海底按预定计划完成了坐底、拍摄海底景象、获取水样、沉积物、矿物样品、捕捉海底生物、布放标志物等全部试验内容,取得了珍贵的数据和资料。
“越探索越能发现海洋的神奇和价值。”方书甲说,开发利用海洋资源是我国的必然选择。“蛟龙”深潜7000米获得成功,为我们认识海洋开辟了新途径,为开发保护海洋提供了新支撑,为利用海洋聚集了新人气,为保卫海洋增添了软实力。
“蛟龙”号应用记
“虽然7000米级海试获得成功,但‘蛟龙’号的路还很长。”徐芑南说,“蛟龙”号是实实在在的科考作业平台,这次出征海试不是终点站,下一步将转向业务化运行,进入应用阶段,发挥科学效益。
据透露,目前我国正在加快构建深海基地,两年后将完成包括深潜器和母船停靠码头在内的一期工程建设,我国将成为继俄罗斯、美国、法国和日本之后世界上第五个拥有深海技术支撑基地的国家。届时,“向阳红09”号试验母船和“蛟龙”号载人潜水器将在深海基地“安家落户”。
徐芑南表示,海试完成后,未来3至5年将开展“蛟龙”号试验性应用。在总结“蛟龙”已有经验的基础上,团队还将开展常用工作深度专用深潜器关键技术攻关工作。
“我们还有大量的工作要做。一方面要尽快满足国内科技界对‘蛟龙’的急切需求,取得一批高水平研究成果;另一方面逐步培养出一支专业化和职业化的‘蛟龙’号应用队伍,充分开发、利用好海洋资源。” 徐芑南说。
而在更远的将来,“蛟龙”号母船将有望由海面转到海下,在海里和“蛟龙”号进行一次“交会对接”。“海面毕竟还要受到风浪影响,未来要在海里为‘蛟龙’号构建海底行宫——通过深海空间站实现物品储存供给和潜航员长期驻留。”方书甲说。
到那时,普通人将有机会下潜一睹深海秘境。
记者手记:未来人人都可以做“卡梅隆”
新华社北京7月16日电(记者 王敏)仅仅因为对海底世界的无限迷恋和真知探寻,美国导演卡梅隆驾驶其单人深潜器成功下潜至海下一万米。
7月16日,随着搭载“蛟龙”号载人潜水器的“向阳红09”船返抵青岛,“蛟龙”号圆满完成任务。中船重工702所研究员、“蛟龙”号总设计师徐芑南告诉记者,未来人人都可以做“卡梅隆”,都有机会一睹深海秘境。
蓝色的海洋,被誉为“生命的摇篮”,蕴藏着无数奥秘和宝藏。早在远古时代,从第一艘独木舟开始,人类便掀开了探索海洋、开发海洋的一页。
中国是个海洋大国,如何开发利用好海洋资源,是时代摆在我们面前的课题。
十年前,就在数个国家已经多次完成5000米级下潜作业时,中国还没有1000米级深潜器。
十年后,“蛟龙”号成功完成了从1000米级到7000米级的全部海试任务,即将进入试验性应用阶段。
这十年当中,体现着中国造船人坚持不懈的创新精神、精益求精的扎实作风、一往无前的豪迈气概。
迄今为止,人类一共有11位造访过深海7000米及以上。除了卡梅隆之外,还有瑞士科学家毕卡达,美国军官唐·华士,于1960年1月23日乘坐“曲雷斯特”号造访11000米级深海。
此外,就是我国参加“蛟龙”号海试的8名潜航员和试航员。他们是:叶聪、唐嘉陵、付文韬、崔维成、杨波等。这些潜航员,大多是“蛟龙”号的设计师。“蛟龙”号凝聚了设计者的心血,设计者驾驶着它终于可以在海底驰骋。
上世纪60年代人类第一次造访深海时几乎什么都没有得到,而“蛟龙”号不仅在7000米海底按照预定计划全面完成了坐底,即面对水下一平方米7000吨的水压,克服压力、阻力,安全到达预定位置,而且完成了拍摄海底景象、获取沉积物、矿物和生物样品、布放标志物等全部试验内容,取得了珍贵的数据和资料,和地面甚至和太空中的宇航员实现了无障碍的海天对话。
此前,卡梅隆深潜时的主要任务是探险和拍摄影像资料。“深海挑战者”号只能载1人,耐压舱的直径只有1.09米,只能供卡梅隆一人看看海。
“‘蛟龙’号可以同时带着3个人到海底深处进行资源调查和科学研究。它可以沿着海底平原、山坡进行自主‘行走’,具有很强的巡航和作业能力。”徐芑南说。
7000米级海试并不是“蛟龙”号的最终目标。3至5年的未来,“蛟龙”号主要开展试验性应用,其科考结果将日益走进寻常百姓家,使普通人受益。
更远的未来,“蛟龙”号还会与我国将要构建的深海空间站在水下进行“交会对接”,建立长期的“海底行宫”。届时人们可以到水下去看看海、吃吃鱼,尽情享受海底世界的乐趣。
那一天并不遥远。
“蛟龙”号有望明年执行南海深部计划
新华社山东青岛7月16日电(记者 罗沙 刘奕湛)“蛟龙”号载人潜水器7000米级海试现场总指挥刘峰16日对记者表示,“蛟龙”号将有可能于明年4至5月奔赴我国南海海域执行南海深部计划,进行试验性应用阶段的“首场秀”。
“深海已经成为科学界认识和研究地球科学、人类起源的突破口,无法获取深海第一手信息是制约我国科学家进入国际前沿研究的瓶颈。”刘峰说,“南海深部计划需要做精确调查,明年‘蛟龙’号有望搭载一到两名科学家下到海底,进行观察并有甄别地取样。”据介绍,南海深部计划是以南海深海过程演变为核心的大型研究计划,由洋盆形成、沉积响应和生物地球化学三大方面组成。计划从现代过程和地质记录入手,解剖南海的深海过程及其演变,再造边缘海的“生命史”。
“将‘蛟龙’号试验性应用阶段的第一次任务安排在南海,也是考虑到南海海域离家近,有问题很容易从陆地得到支撑。”刘峰说。
“蛟龙”号完成全部海试任务后,将进入为期3至4年的试验性应用阶段,任务内容将从简到繁、从易到难,同时利用三年时间练兵,等新工作母船造出来后,再将工作全面铺开。 刘峰同时表示,“蛟龙”号在完成南海任务后,可能在明年晚些时候在热液硫化物区开展作业,也可能奔赴东太平洋开展多金属结核区的详查,并奔赴东太平洋硫化物矿区开展下潜活动,一年中总的作业时间可能将达到150天。
我国将建造一艘全新工作母船搭载“蛟龙”号
新华社山东青岛7月16日电(记者 罗沙、刘奕湛)“蛟龙”号7000米级海试现场总指挥刘峰16日透露,目前,发改委已经批准立项,为“蛟龙”号建造一艘全新的工作母船,我们期待能在最短的时间内造出来。当“蛟龙”号结束3年的试验性应用阶段后,可以正式交付到新的工作母船上使用。
刘峰表示,“蛟龙”号载人潜水器项目由潜水器本体和水面支持系统组成,其中潜水器和潜航员的安全以及海上作业效率的提高需要一定的船舶条件。目前,船舶只能基本满足试验母船要求,用于潜水器日常应用的话,其海上作业效率将大打折扣。
他说,“向阳红09”试验母船作为一条超龄服役的“34岁老船”,虽然经过了改造,但先天不足仍十分明显,与新设计专用船相比差距较大。其尾部干舷在满载情况下达到4.3米,造成风浪稍大就很难安全布放和回收潜水器。相比之下,国外专业的潜水器工作母船,尾干舷高度最多不会超过3米。
此外,“向阳红09”船没有专业的潜水器库房,对潜水器维护带来很大困难,而潜水器整日在甲板暴晒让其部件寿命难以保证。船只噪音大,严重影响潜水器通信系统。没有装备动力定位系统,达不到潜水器工作母船的状态。
对于下阶段的重要任务,他说,目前我国自行培养的、能够驾驶“蛟龙”号的职业潜航员只有两名,因此选拔和培养我国潜航员队伍将是接下来的一个重要而紧迫的任务。
据介绍,“蛟龙”号潜航员的选拔标准相当严格,除了要具备良好的心理素质,胆大心细、在舱内动作灵敏,同时还要精通工程、海洋等专业知识。目前我国潜航员经过的培训,光教材摞起来就有一米多高。从明年开始,我国将计划选拔和培训一批潜航员,在专业、性别互补方面做一些考虑。只要满足条件,性别不会成为选拔潜航员的障碍。