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我国潜航器成功挑战一万米深海

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:采用第三条路线对于发展我国载人深潜事业贡献不大。这样的技术路线无疑是中国发展7000米载人潜水器的最佳路径。经过无数次的修改,凭着中国人特有的智慧,总师组攻下技术关,并设计出外形类似鲨鱼的载人潜水器。“7000米载人潜水器”专项领导小组成立大会暨第一次工作会议2005年7月12日,由中国设计、俄罗斯波罗的海造船厂加工的7000米载人潜水器载人球壳在俄罗斯克雷洛夫造船研究院完成打压验收。试验结果证明载人球壳符合中方设计要求。

我国潜航器成功挑战一万米深海

载人潜水器立项之初,中国研制过的载人潜水器的最大下潜深度只有600米,一步跨到深度是世界领先的7000米,连西方国家都觉得是天方夜谭。

载人潜水器的研制走什么样的技术路线?当时的项目组面临着3种选择:一是全部国产、自主研发;二是自主设计、集成创新;三是全部依靠进口,直接买来潜水器。

如果采用第一条路线,完全依靠自主开发,每一个部件都自行研制,那么项目周期会很长,研发的经费也会成倍增长。就当时国内的情况来讲,技术条件有限,相关的材料难以生产,技术水平和经验不足,要制造这样一个需要绝对安全的深海装备,显然很难。采用第三条路线对于发展我国载人深潜事业贡献不大。站在前人的肩膀上,依靠国际合作,引进部分部件后集成创新,不仅可以缩短周期,还可以节省经费投入。参与研制的几个组的专家在北京、无锡等地反复考察、研究,最终选择了一条“折中”的自主设计、集成创新之路。这样的技术路线无疑是中国发展7000米载人潜水器的最佳路径。

载人潜水器的每一个部件都很重要。在深海环境中作业,潜水器上任何一个部件都不能出现丝毫偏差,所谓“失之毫厘,谬以千里”在此体现得淋漓尽致。从载人球舱和浮力材料的制作中,我们便能体会一二。

载人球舱是潜水器的重中之重,是潜航员的生命保护神,如果造不好,载人潜水器就无从谈起。浮力材料可以提升潜水器的性能,其密度越小,载人潜水器的体积就越小,重量就越轻,整体性能就越好,相配套的水面支持系统、整体布局就越简便。

钛合金球壳加工

2002年11月5—20日,中国大洋协会组织刘峰、徐秉汉、徐芑南、崔维成、张艾群、贾培发、吴崇健7人组成的“7000米载人潜水器”技术代表团赴俄罗斯考察,深入了解俄方载人潜水器的设计和建造技术,确定了主要合作伙伴和模式,同克雷洛夫造船研究院签订了合作纪要,就合作研制压球壳及其他承压构件达成合作意向,扫清了技术障碍

浮力材料怎么办?项目组翻阅了大量资料,调研走访了一些单位,最终与美国一家公司达成订购浮力材料的合作意向。

与俄罗斯相关机构签约。

围绕浮力材料密度和价格的谈判进行得十分艰苦。美国公司拒绝提供最好的密度为0.47克/立方厘米的浮力材料,只同意提供密度为0.525克/立方厘米的浮力材料。

合同签好之后,美方专门成立了一个由外交部门、商务部门、国防部门等部门组成的审查委员会,对合同进行审查。审查结果认定,该公司提供给中国的浮力材料超标。审查委员会要求将浮力材料的密度降低一个等级,变成0.565克/立方厘米。这就使单位体积的浮力材料提供的有效浮力大幅下降。

又一轮谈判开始了。美国公司虽然降低了材料的质量,但坚持不降价格。这样一来,项目组先前设计的潜水器整体布局、水面支持系统等一系列设备都需要重新设计和计算,成本由此增加。此外,我方还要再订购一部分浮力材料来弥补密度变化造成的浮力差。即便如此,再次签订的合同还要经过审查。

签订浮力材料引进合同。

从开始调研到最终谈判成功,整个过程相当复杂和漫长,持续了大半年时间。

浮力材料被分成两批运往英国,在那里按照中方提供的图纸进行加工。第一批成型的材料于2004年顺利运回中国,第二批却在英国机场被海关扣留,理由是怀疑该材料不符合出口标准。得知此事,刘峰紧急飞赴伦敦,找到中国驻英国大使馆的科技参赞请求帮助。经过多方协调、疏通,在提供各种合同证明之后,这批材料才获准“通行”。

702所的设计人员都只是看过外国研制的载人潜水器照片,没有见过真正的载人潜水器。至于潜水器究竟有多少部件以及某个部件什么样、重量多少、体积多少,他们没有任何详细资料。避碰声呐、多普勒、灯光、摄像机机械手如何选型,成了令研制人员头痛的技术难题。他们只能从零开始进行设计,自己研究,自己琢磨。(www.xing528.com)

蛟龙”号本体总设计师徐芑南和第一副总设计师崔维成带着10多个刚入职的同事及从工厂抽调出的几个技术骨干,又返聘了几名内退的职工,组成了设计团队。23岁的小伙子叶聪就是其中一员。

设计团队成员叶聪

为了设计好载人潜水器,参加工作仅一年的叶聪在2002年做得最多的工作就是开会和画图。他和同事们仔细研究外国潜水器的图片,按照基本原理先画好图纸、设计三维效果图,再找来一些木头块,凭着想象把重要的部件组合起来,计算各个设备、部件的重量、大小,根据三维效果图做成1∶1的实物模型,用不锈钢质结构代替钛合金框架和载人球舱,用木块代替设备,用塑料管代替液压管路,并将它们连接布置好。之后,总体组对模型的外观、在水中的性能、动力模型、线型等进行评估、调整。经过无数次的修改,凭着中国人特有的智慧,总师组攻下技术关,并设计出外形类似鲨鱼的载人潜水器。

“7000米载人潜水器”专项领导小组成立大会暨第一次工作会议

2005年7月12日,由中国设计、俄罗斯波罗的海造船厂加工的7000米载人潜水器载人球壳在俄罗斯克雷洛夫造船研究院完成打压验收。试验结果证明载人球壳符合中方设计要求。9月9日,在中方技术人员的现场检验和监督下,由俄罗斯加工的钛合金耐压球壳和框架结构件完成了装箱验收。

2005年11月,委托国外加工的钛合金构件以及引进的浮力材料、水密电缆、照相机、海水泵、云台等绝大部分部件运抵上海海关。

2006年9月,无锡,中船重工702所总装车间,载人潜水器上所有部件都已到位待命。为了保证所有部件有效使用、严丝合缝,密闭得滴水不漏,总师组首先做了一个同等大小的模型,演练了许多遍之后再实体安装。

系统总装联调

车间里,横七竖八的钢管支撑着巨大的架子,架子中间是载人球舱。技术工人顾秋亮和工友们像包饺子一样,先把球壳装包在里面,然后按照图纸再放“骨架、心脏、动力、轻外壳” …… 一点一点包裹起来。南京有色金属公司的员工也在一旁待命,如果哪些部件需要切割,他们会现场切好,交给工作人员安装。300多个螺丝、几十块轻外壳、各种线路……分毫不能差。顾秋亮和同事们用电钻对准小孔,一个一个往上铆,一块一块往上装。

2007年,7000米载人潜水器生理、心理状态监测系统,声学系统,生命支持系统,浮潜与应急抛载分系统,电力与配电分系统,观通、推进、结构和舾装系统依次通过检验确认,均具备了总装联调的技术条件。在多个部门的合作下,许多科学家魂牵梦绕了许久的载人潜水器终于组装完成。

2007年5月28—29日,7000米载人潜水器总体组在上海组织召开了海上试验准备工作第一次会议。会议研究了海上试验基本方案、水面支持系统综合试航方案、母船改装进展、海上试验组织指挥体系以及海上试验选址和潜航员培训等事宜。时任国家海洋局副局长、重大专项领导小组组长王飞出席会议并作了讲话,要求海上试验精心组织、科学安排、严把质量、确保安全。

2007年11月27日,“7000米载人潜水器命名和水中试验”启动仪式在江苏无锡举行。这一天,我国第一艘体现集成创新成果、拥有自主知识产权的7000米载人潜水器被命名为“和谐”号。为了更加体现特色,2010年,“和谐”号更名为“蛟龙”号。

载人潜水器水池试验全面展开。104 个日夜,53 次水池试验,参试人员加班加点、精益求精,使“蛟龙”号具备了海上试验的技术条件。

“7000米载人潜水器命名和水中试验”启动仪式

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