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  • 中国“深蓝科考”添奇兵 4500米级载人潜器海试在即
  • 日期:2017-08-07   点击:次   字体:[ ]

  随着6月1日在太平洋马里亚纳海沟的最后一潜,载人深潜器蛟龙号即将完成中国大洋38航次第三航段科考任务,同时,也标志着蛟龙号为期4年的试验性应用阶段即将正式“收官”,进入常态化科考阶段。然而,科技进步永无止境,攀登科技高峰永不停歇。正当蛟龙号一次又一次探秘太平洋深处的时候,我国第二台深海载人装备——4500米级载人潜器在江苏无锡中船重工702所完成总装联调,进入全流程水池试验阶段,为下一步海试做好准备。

4500米级载人潜器科考母船探索一号

  国产化率提高到90%

  有了7000米级深度的蛟龙号,我国为什么还要研制4500米级的载人潜器呢?这无疑是很多人关心的问题。其答案在于几个方面。第一,从根本上来说,研制适应不同需求、不同下潜深度的载人潜器是完成“建设海洋强国”目标的要求,是实现“深海进入、深海探测、深海开发”的前提条件。第二,新潜器定位在4500米级可以与蛟龙号工作深度形成很好互补关系。该潜器总设计师胡震就此指出,大洋中脊和南海地区等是我国科考的热点,而这些地区的深度基本上在4500米以内。蛟龙号作为7000米级载人潜器,可在世界99.8%海域开展科考活动,这两者可以很好地互补和合作。第三,4500米级潜器与蛟龙号7000米级潜器构成了通往研制万米级载人潜器的“桥梁”。蛟龙号总设计师徐芑南指出,新研制的4500米级潜器将国产化率大幅提高到90%,特别是核心部件全部国产化,可以为研制万米级潜器积累更多经验,打好更坚实基础。

  与蛟龙号研制相比,新潜器最大下潜深度降低了约2500米,这意味着研制难度降低了吗?其实不然。因为两者研制思路和要求不同。前者作为我国第一台载人潜器,鉴于当时的技术基础,研制时坚持的是“自行设计、自主集成”的原则,零部件的国产化率相对较低。胡震举例说,潜水器的核心部件——载人球舱就是由我方出资,由俄罗斯用钛合金厚板锻造构件拼接而成;此外,蛟龙的推进器、液压系统等不少部件也是进口的。而新潜器研制坚定独立自主的方针,不仅实现了包括载人球舱在内的核心部件全部自主生产,而且把整体国产化率提高到9成,彻底消除受制于人的隐患。

  实现球舱等核心技术突破

  作为国家“863”重点项目,4500米载人潜水器于2009年立项,由曾担任蛟龙号副总设计师的胡震担任总设计,很快聚集了一批包括中国顶尖材料科学、自动控制科学等在内的专家和工程师进行技术攻关,实现了钛合金载人舱球壳和充油锂电池研制等一系列关键技术突破。

  “载人球舱的研制不仅依赖于一个国家的科研能力,而且取决于该国工业综合制造实力,可以说,这是国际制造业巨头的决赛项目之一。”蛟龙号副总设计师崔维成曾这样形容载人球舱的研制难度之大。然而,功夫不负有心人,一个来自中船重工725所的团队和一个宝鸡钛业股份有限公司的团队居然都实现了技术突破。前者突破了Ti80钛合金大规格厚板研制、球瓣成型、球瓣机加工、焊接、无损探测等关键技术;后者则是用TC4 ELI钛合金板材整体冲压成两个半球,之后将两者通过电子束焊接缝合等技术焊接而成。制成的3个球壳都顺利经过多项检测,主要技术指标达到任务书要求,并均通过57.5兆帕压力测试实验。潜器集成项目总师组和总体专家组优中选优,确定其中1个用于4500米载人潜水器的载人舱。

  载人球舱的设计也进行了改进,观测窗由原来的3个增加到5个,大大开阔了视野。4500米载人潜水器副总设计师、总质量师叶聪介绍说,在潜水器运动的时候,舱内所有人员都必须密切观察窗外,避免潜水器发生碰撞。而增加观察窗,就使得大家观察更方便、更全面;当然,这也要求舱内人员提升对潜器的操作水平,提高作业效率,能够更好地保证潜器和人员安全。

  此外,新潜器还有一个重要创新:用锂电池替代了银锌电池,可用次数从原来的50次增加到了500次,大大延长了使用寿命,降低了使用成本。

  科考母船探索一号性能强大

  就在4500米级载人潜器研制工作紧锣密鼓进行的同时,其科考母船改修和扩展工作也在有条不紊地展开。经过相关部门论证和遴选,原名“海洋石油299”的海洋工程船被确定为该潜器工作支持母船,并将其名称更改为探索一号。

  2015年3月,改修工作启动,中船重工702所担任设计单位,中船澄西船舶(广州)有限公司组织实施,中科院深海科学与工程研究所负责监造。据中船澄西船舶董事长殷学明介绍,该船所有的改造设计均考虑环保节能,采用降噪、减振等技术。经过1年多努力,完成了主船体加长、生活区重建、大量舱室管路改装、新设备安装调试等工程。改造后的探索一号满载排水量为6250吨,船长94.45米,型宽17.9米,无限航区,二级动力定位,续航能力大于1万海里,自持力大于60天。

  除作为深潜器的工作母船和工程试验平台外,探索一号还具有强大的深海科考作业能力。船上建有地质、地球物理、化学、生物、冷冻样品库等10多个实验室,能同时搭载60名船员、科学家及潜航员。2016年5月,探索一号抵达三亚通过验收并进行了海试。6月下旬至8月上旬,探索一号在马里亚纳海沟海域进行我国第一次综合性万米深渊科考,首次实现了我国万米海底水体取样,出色完成了各项使命,初步显示出其超强的科考综合平台能力。

  与探索一号投入科研实战遥相呼应,4500米潜器也顺利完成研制,并从总装车间转场至船坞检查测试,再进入为期约两个月的水池试验阶段。叶聪表示,在水池试验阶段需要把陆地上、空气中已经进行的测试在淡水环境下进一步测试,连续进行模拟海上作业状况的模拟测试。此外,还要进行人和潜水器的合练,让操作驾驶调试人员熟悉相关的应急操作预案,为下一步海试做充分准备。

  可以预期,如果各方面进展顺利,约两个月之后,新潜器将和它的科考母船探索一号胜利会合,首次“双剑合璧”,联袂进入海试阶段,打造又一支中国深蓝奇兵。记者 张保淑



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