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“万米的海底,妙不可言”!我国载人潜水器创最深纪录10909米

来源:科技日报 时间:2020-11-11 10:12:48

北京时间11月10日17时左右,成功坐底10909米的“奋斗者”号载人潜水器浮出水面,之后被回收至母船。10909米也是我国载人潜水器最深纪录。

布放工作是在北京时间10日凌晨4时左右进行的。8时12分,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底后,3位潜航员在海底进行了约6个小时的采样工作——这是“奋斗者”号最长海底作业设计时间。

所谓坐底,是在综合考虑潜水器速度、姿态和海底地质情况下,让潜水器人为地在海底着陆,有人将其形容为“踩一脚刹车”,以便于接下来在海底进行科考和作业。

海底作业期间,通过潜水器搭载的声学通信系统,潜航员表达巡航万米感受:“万米的海底,妙不可言。”

为保障3名潜航员吃得舒服、顺口,工作人员为潜航员准备的食物包里包括运动饮料、洗好的香梨,还有一人一份的“煎蛋+炒面”爱心套餐。

2016年,研制万米潜水器的全海深载人潜水器项目正式立项。

中国船舶集团有限公司七〇二所副所长、“奋斗者”号总设计师叶聪告诉记者,走向深海并不容易,第一个难题就是海水带来的高压。万米载人潜水器要承受1000个大气压,相当于2000头非洲象踩在一个人的背上。这么大的压力,意味着潜水器的材料、结构设计等都面临巨大挑战。

除了承受巨大水压,“奋斗者”号还要搭载相关人员、一系列科学设施等,在水中完成科考作业。这进一步加大了制造难度。

“奋斗者”号具备覆盖全球海洋100%海域的作业能力,这有赖于一些关键技术的支撑,如载人潜水器球壳、浮力材料等。比如作为潜水器主结构之一的载人潜水器球壳,可以说是极限设计、极限制造。

“奋斗者”号使用了钛合金材料。此外,科研人员大胆推翻原有的设计,改变了此前使用的瓜瓣焊接方法。所谓瓜瓣焊接方法,就是先制造西瓜瓣,再焊接为一个整球,但这种方法焊缝多、工期长。“奋斗者”号采用了半球焊接,工艺更难,但焊缝数减少了,可靠性显著提高。

值得一提的是,在“奋斗者”号研发与深海试验上,无锡举全市之力,充分发挥集中力量办大事的体制机制优势,根据需求协调众多科研机构、企业参与项目协同攻关。其中,有近30家无锡企业给予配套支持,核心钛合金半球设备成型在无锡完成。

本次海试任务采用了“双船”保障模式,“探索一号”支持船和“探索二号”保障船累计可以搭乘科考队员120人。

“探索一号”总长94.45米,型宽17.9米,排水量6250吨,续航能力大于1万海里。“探索二号”由海洋工程船改造而来,今年6月完工。值得一提的是,“探索二号”CTD绞车及收放装置、100吨门架式潜水器布放回收系统、10吨20米折臂伸缩吊等6项关键设备均实现国产化。

1986年,我国成功研制第一艘载人潜水器——7103救生艇。虽然只能下潜300米,航速也只有四节,但它掀开了我国载人深潜新篇章。在载人潜水器方面,我国先后研制了“蛟龙”号、“深海勇士”号,此外还有“海斗”号、“海燕”号和“海翼”号等无人潜水器。

海底万米深渊可谓是科研的“无人区”,全海深载人潜水器是“人无我无”的科考装备。以深渊进入技术、深渊探测技术为代表的深海技术,代表了当前国际深海工程技术领域的顶级水平。放眼全球,到访过万米深渊的全海深潜水器屈指可数。

在此之前,10月27日,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜至10058米。这些年,我国参与载人潜水器的核心单位已经多达40多家,部分装置级的项目甚至引入了PK机制。

之前我国已经有了万米无人潜水器,为什么还要研制万米载人潜水器呢?中科院深海科学与工程研究院研究员包更生解释,从技术角度来说,研制万米载人潜水器会推进突破一系列关键技术问题。从科学角度来说,载人潜水器在进行水下科考时,机动性、巡航能力更强,可以搭载更多科考装备。所以既要有无人的,也要有载人的。

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