“蛟龙号”副总设计师:中国将建深渊“国际空间站”

2017年11月07日15:16  来源:广州日报
 

  万米深潜追梦人

  对话“蛟龙号”副总设计师崔维成 他设计的“彩虹鱼” 2020年载人探地球最深渊

  一年四季,崔维成的作息很规律。早上六点半起床,晚上十点半睡觉。最近崔维成很兴奋,因为11000米全海深载人潜水器的球形舱冲压成功了,这是潜水器研制成功的一大突破。2012年6月,“蛟龙号”下潜深度达7062米,创造了我国载人深潜纪录。“蛟龙号”第一副总设计师、潜航员崔维成被党中央、国务院授予“载人深潜英雄”称号,受到习近平总书记接见。但他却在人生巅峰离开了让他成名的702研究所,成为我国首个万米级载人潜水器“彩虹鱼”号总设计师。

  “我对2020年让中国潜水器开进极限深渊充满信心,届时,中国将成为第一个研制出万米级全海深作业型潜水器的国家。”近日,崔维成在接受本报记者专访时表示。

  “蛟龙号”首次7000米级海试下潜试验,崔维成(左)和队员凯旋归来。

  下海难度比上天更大

  离开体制内工作,崔维成并不后悔。“以前只是落后别人一点。再等几年,中国可能又被其他国家甩在身后。”

  研发费用五六亿元

  让他决定离开的一个重要诱因是,2012年,美国导演卡梅隆驾驶“深海挑战者”潜水器深潜到了世界最深海沟——11000米的马里亚纳海沟。这使“蛟龙号”与世界最深纪录失之交臂。崔维成感到了压力。2013年3月,他来到上海海洋大学,组建“深渊科学技术研究中心”,启动1.1万米全海深载人潜水器研制项目“彩虹鱼”。这是一个深渊科学技术流动实验室,包括一艘4000吨级的科考母船、一台全海深载人潜水器、一台全海深无人潜水器、三台全海深着陆器。

  他的计划是,第一步,先做出一个无人潜水器着陆器的样机,去南海完成4000米海试。第二步,设计11000米无人潜水器和三台可作业的着陆器,完成11000米马里亚纳海沟的海试。第三步,造出全世界首台11000米全海深载人潜水器。2018年年底,完成总装联调和水池试验;2019年至2020年海试,挑战马里亚纳海沟1.1万米的极限深度。

  崔维成研发万米潜水器的进展超出预期。2016年12月27日,他设计的“彩虹鱼”号深渊无人探测器成功着陆马里亚纳海沟最深处,使我国成为世界上第三个掌握全海深无人深潜器技术的国家。

  近日,万米潜水器的核心构件——载人球舱冲压成功,这是万米级载人潜水器的一项重大技术突破。对于2020年完成载人潜水器在马里亚纳海沟底部着陆的目标,崔维成信心满满。他说,万米级载人潜水器的研发费用大概是5、6亿人民币。“只要有经费支持,让我带二十几人的团队,花五六年时间,我们就能够研制出来。现在比‘蛟龙号’的条件更好,我完全有信心。” 崔维成说,进展顺利的话,中国将成为第一个研制出11000米全海深作业型潜水器的国家。

  “蛟龙号”进行7000米级海试首次下潜试验。

  将建深渊“国际空间站”

  崔维成喜欢看书。在“张謇号”科考母船上,他的卧室外有一间书房。他喜欢在船上的日子,没有外界的打扰,每天有计划地工作和休息,还可以看看在岸上没时间看的电视剧。他时常回忆起在“蛟龙号”上的日子。

  “蛟龙号”下潜到200米深海,已是一片漆黑,“蛟龙号”自身所带的灯光,只能照亮周围20米开外。不时有发亮的浮游生物,像流星一样划破海底的黑暗。下潜深度越大,舱内温度越低,最低时可能只有3℃-4℃,潜航员一路下潜一路加衣服,从短袖变成外套。

  黑暗、诡谲的深海,静谧得可怕。崔维成说,潜入7000米深海并不像想象中那么刺激和恐怖。“在无声的世界,十多个小时不说话挺无聊的,也有些压抑。”

  每次任务基本3人一组,主驾驶位于舱内最中间,左边是副驾驶员,协助主驾驶员观察海况;右边是科学家,为海底科考提供建议,比如用机械手抓取哪些生物和海水样品。每人都有一个圆形观察窗,这是“蛟龙号”的眼睛,透过它可以观察到海底世界。

  潜航员的生活其实很枯燥,就是上浮、下潜,每次出海短则3个月,长则半年。“每当从水下回到水面,看到蓝天白云,心里就踏实多了,好像重生了一般。”

  在崔维成看来,人们常常将载人航天与深海勘探作比较。从人数上来看,全球已有400多人进入过太空,而仅有3人成功下潜到马里亚纳海沟最深处。从这个角度讲,下海的难度比上天要更大。如今,他的万米海深载人潜水器“三步走”已经完成第二步。

  崔维成还有一个想法——建立深渊科学技术研究流动室,可供国际科学家共用、分享成果,有点像太空探索中的国际空间站。“过去,这样的平台都是西方科学家来搭建。我们要自己搭建平台,让全球科学家用我们的平台做研究。”

  对话:中国已是深海探测强国

  广州日报:万米潜水器研发有何新进展?

  崔维成:近日,我国万米潜水器的核心构件——载人球舱冲压成功。冲压就是将一块巨大的钛合金板材用垂直的圆柱体打压变形,使它变成一个“碗”,两个“碗”扣在一起,就成了载人潜水器的球舱。球舱冲压成功为潜水器的建造奠定了基础。这是所有部件里最难啃的骨头。它是潜航员乘坐、驾驶潜水器的活动区,也是整个潜水器的心脏。要保证潜航员的安全,球舱的薄厚、尺寸、性能、甚至圆度都有严苛的要求。这是中国率先在国际上研制的技术。

  广州日报:万米载人潜水器的制造难点在哪里?

  崔维成:有“蛟龙号”的基础,设计不难,但把所有东西造出来有难度。之前没一个厂家做过要承受1.1万米海深的产品,球形舱冲压、浮力材料、高压水泵、电机、灯光、摄像机等,所有部件都要重新生产。需要协调国际、国内各方面关系。

  广州日报:我们的万米深无人潜水器已海试成功,为什么一定要设计载人的?

  崔维成:从技术上说,并不是载人的就比无人的难很多,就是多了个载人舱。但载人舱对材料、制造、集成工艺都是极限挑战,对这些行业促进大,为我们走进深海大洋打下基础。

  第二,载人潜水器与无人潜水器相比,作业效率高很多。俄罗斯专家做过对比,载人潜水器在水下工作一个小时,相当于无人潜水器工作三到四个小时。

  第三是安全性。实际上,载人潜水器按规程操作是最安全的,到现在为止,没发生过伤亡事故。并且,因为里面有人,不大可能丢失潜水器。在海试时,我们对无人潜水器能否上来的紧张程度,比载人潜水器要大得多。

  第四,从运行成本上看,两者差不多,主要是母船成本,而不是潜水器本身。潜水器可以充电,带点水和食品,花不了多少钱。长远来看,载人潜水器效率高,更省钱。

  广州日报:中国现在算不算深海探测强国?

  崔维成:中国已经是深海探测强国,我们已经进入深海探测技术发达国家俱乐部,和美日同一层次。如果我们把11000米载人潜水器做出来,那就是世界第一。以前“蛟龙号”是国际合作,60%的设备是买国外的,但现在做万米载人潜水器,超过一半是国产。

  广州日报:“蛟龙号”研制成功后,中国已经可以去全球99%的海底,为何要做深海探测项目?

  崔维成:没错。但这最后的1%,对地球生态、气候、海洋环境保护、地球生命起源研究、地震预报等均有重要意义,是未来海洋大国竞逐的核心区。载人潜水器涉及无人技术、材料技术、机械、液压等,而11000米的深海探测则需要将工业制造能力、材料制造能力、热处理等都推向极致,带动的测试面非常广,这是我们做这个项目的缘由之一。

  广州日报:你对2020年完成研制有信心吗?

  崔维成:我的目标是2020年前完成研制,科技部也是这样要求的,大家都往这个方向努力。即便2020年还没研制成功,这个过程中我们解决了一些关键技术,精力不会白费。

  饿到受不了才吃东西

  广州日报:7000米的深海会不会很冷?

  崔维成:深海不结冰,温度在2℃左右。待在球形舱里,温度不低于10℃,穿工作服就行了。海底一片漆黑,但潜水器配有灯光。作业时可以用不同的灯光,就像汽车的远近光灯。

  广州日报:如何躲避障碍物?

  崔维成:潜水器周围配了7个闭孔声呐,可以测量距离。离悬崖峭壁很近或者有东西靠近,就会报警。各个方向还装有摄像机。跟在地面上开车一样。

  广州日报:在7000米深海底你都做些什么?

  崔维成:深海生活其实很闷。除了作业,没事干时大家就聊天。也带了很多吃的东西,但没有厕所,不饿到一定程度不能吃东西,直到快返回,不用上厕所了,才敢吃东西。吃的东西是简单的冷食,一般都是巧克力、苹果等。

  广州日报:每次在海底待多长时间?

  崔维成:正常是12小时,我们潜水器上的电、水、食品供应都是按84小时配的。今后,我们希望能在舱里解决上厕所问题,让身体可以在海底待二三十个小时,或者累了坐着眯一会儿。“彩虹鱼”号载人潜水器将会研究配厕问题。这个问题解决了,想在海底待多久就待多久。

  广州日报:出现故障如何排除?

  崔维成:出故障以后,驾驶员把总下潜器抛掉,自己浮上来。一般情况下,把潜水器调到甲板上来,大家一起排除故障。如果陷在泥里上不来,就释放应急浮标,一根缆绳会浮上来,上面就通过绳子把潜水器拖上来。自救的手段配得很全,应急浮标配了五六十年,但现在还没用过。

  深潜前要先签“生死状”

  广州日报:那么多次海试,最难的是哪一次?

  崔维成:最难的一次还是1000米海试。到海面以下300米,我们就没有救援能力了。当时团队没有水下测试经验,水下通讯系统也不能用。8 个试航员中3个外借人员必须确保安全才下水,另5 个试航员中还有 3 个不敢下水。最后我只好亲自下水。这次海试虽然暴露出系统设计等方面的问题,但还是成功了。从3000米海试以后,就很少出现意外。

  广州日报:你前后深潜了9次,有没有遇到过险情?

  崔维成:有一次我们返回时,潜水器卡住,采样篮沉到淤泥里去了。当时我们心疼,舍不得丢掉,还是把它拔出来了。采样篮一大块被划破了,让我们惊出一身冷汗。

  广州日报:听说潜航员下深海很危险,出发前连遗书都写好了?

  崔维成:每个潜航员在下水之前要跟单位签订一个协议书,声明自愿下潜,并且要征得家人同意,组织系统拿到后才能派你下去。但这个不叫遗书,就是个声明。在海试现场,还要和试航员谈话,要口头承诺并报名,是自愿的。

  文/广州日报全媒体记者肖欢欢、石钰  图/由受访者提供

(责编:单芳、陈悦)

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