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探海启新篇,中船重工将加快推进蛟龙号的实际

发布时间:2019-11-09 18:28编辑:科学浏览(112)

    新华网北京1月16日电中船重工副总经理孙波16日对记者表示,2013年将加快推进蛟龙号的实际应用工作,使它早日造福我国经济社会发展。

    蛟龙号,长8.2米,宽3米,高3.4米,舱门口上方延伸出许多“小触角”的“胖家伙”,安静地躺在“向阳红09”船尾甲板上的半空铁架子中,等待着下一次入海。

    2012年6月,也是在马里亚纳海沟,“蛟龙号”下潜7062米,创下了世界同类作业型潜水器最大下潜深度纪录。自此,中国载人深潜跃升世界前列,也由此开启了我国重大深海技术装备研发的热潮。5年来,我国已初步建成以“蛟龙号”载人潜水器、“海龙号”无人缆控潜水器和“潜龙号”无人遥控潜水器为代表的“三龙”装备体系,中国重大深海技术装备走向谱系化,“下五洋捉鳖”的梦想正一步步成真。

    载人深潜

    2012年,由中船重工承担研制的蛟龙号深海载人潜水器攻克了耐压密封、水声通讯、水面支持等关键技术,成功下潜至7062米,刷新了世界同类作业型载人潜水器下潜深度纪录,使我国具备了在全球99.8%的海底开展科学研究和资源勘探的能力,标志着我国深海载人潜水器达到国际先进水平。

    据了解,按照国家海洋局计划,从2013年起,蛟龙号将开展为期五年的试验性应用,并逐步过渡到业务化运营。

    “龙”丁兴旺将齐探深海

    继海斗号之后,崔维成领衔的深渊科考队再次实现万米深潜。2016年12月至今年2月间,张謇号载着科考队在西南太平洋海域,成功实施了3台万米级着陆器和1台万米级全海深无人潜水器科考任务,这标志着中国成为世界上第一个同时拥有无人深潜器和多台着陆器协同作业能力的国家。

    2012年,中船重工创新成果丰硕。研制的机场行李处理系统在昆明投入运行,标志着我国大型枢纽机场行李处理系统首次完全国产化。研制成功国内首台兆瓦级高温超导电机,使我国成为国际上少数几个掌握高温超导电机关键技术的国家之一。

    胡震在接受本报记者采访时表示,通过蛟龙号载人潜水器的研制,我国掌握了深海载人潜水器总体以及所有系统的关键技术和设计、加工、建造、试验以及维护方法。相对于7000米级的蛟龙号载人潜水器,研制一台4500米载人潜水器是一个更为经济实用的选择。

    “‘蛟龙’‘海龙’和‘潜龙’这三类深潜器在近年来多个大洋航次科考中已进入业务化运行阶段。”中国大洋协会办公室主任刘峰表示,“‘三龙’装备体系将成为我国开展深海资源勘查和深海前沿科学研究的主力军。”

    建设深潜强国

    孙波表示,下一步将积极推进蛟龙号在相关海洋工程等领域的应用。比如针对海洋石油装备的水下维修工作,蛟龙号将研究并推进实际应用。作为研制、生产方,中船重工还将根据试验和应用结果进一步完善蛟龙号,推进相关装备的国产化,提高我国自主制造的生产能力。

    “蛟龙号经过51次下潜,不仅最大下潜深度已达到7062米,而且顺利进行了坐底,巡航,布放标志物,海底摄像,生物、沉积物、水样及金属结核取样,海底微地形地貌精细测量等作业。”何春荣说。

    “蛟龙号”载人潜水器。国家海洋局供图

    2012年3月26日早5时15分,北纬11度22分,东经142度35分,西太平洋,关岛西南部海域,时年68岁的美国导演卡梅隆钻进了深海挑战者号载人潜器,开始下潜。6时33分,他下潜到7070米深度。“中国的蛟龙号是全球潜航力最强的载人潜航器,我刚刚超越了它的最大运作深度。几分钟前,我也超越了俄罗斯和平号、法国鹦鹉螺号和日本深海6500号的最大深度。我已经打破了所有现存载人潜航器的纪录。”卡梅隆充满兴奋与骄傲之情。10时30分,他下潜深度居然达到10877米。

    孙波还介绍,中船重工研制的我国首艘航母辽宁舰于2012年9月正式交接入列,随后成功完成首批舰载机起降,舰机适配性能良好。目前,相关工作正按照计划有序推进。

    胡震透露,蛟氏家族很快就会龙丁兴旺,并将分布在不同领域担当重任。

    初夏,西太平洋。马里亚纳海沟,闪动着中国“蛟龙”的飒爽身影。

    深海探测、深海开发,这是中国深海战略的目标指向。在任何海域深度科考畅行无阻,业内人士称之为“全海深”科考。要实现“全海深”科考目标,中国海洋科技工作者必须突破1.1万米深潜技术,进入世界大洋最深处即太平洋马里亚纳海沟挑战者深渊。在马里亚纳海沟最深处,深约1.1万米处的地方,叫挑战者深渊。 近日,中国深潜技术装备的发展接连传来好消息。深海勇士号作为“863”计划海洋技术领域“4500米载人潜水器总体集成”课题成果,通过科技部组织的验收,并计划于明年开始试验性应用。万米级载人潜水器研制工作进入关键阶段,其最核心部件之一,载人球舱继完成冲压成型后成功进行了“门窗”开孔。这些标志着中国在深潜装备的自主研发和创新方面取得重大突破,奔向“全海深”科考时代。

    中船重工是我国海军装备的主要供应商和船舶工业的骨干力量。2012年集团位列世界500强第434位,与韩国现代重工、日本三菱重工一起位居全球造船企业前三甲。来源:新华网

    刚刚结束第一航段任务,跟随蛟龙号回到厦门的中船重工七〇二研究所水下工程研究开发部主任胡震没得空休息,就连夜飞回了位于无锡的中船重工七〇二所。他介绍说,在第一航段科考过程中,蛟龙号总共完成13次下潜,其中维嘉海山作业区8次,雅浦海沟作业区5次,最大的下潜深度是6796米,获得了大量海底生物、矿产样品以及海底视频、照片和环境基线数据,各类样品已被送往实验室进行进一步研究。

    砥砺奋进的五年·中国新名片

    鉴于蛟龙号的研制依托于国际合作,包括载人舱耐压球壳和一些部件如传感器、推力器等是从国外引进,这就要求进一步增强自主创新能力,建设新一代载人潜水器,于是,4500米级的“深海勇士”应运而生。其建造实现了钛合金载人舱、超高压海水泵、低噪声推进器、液压源、充油锂电池、浮力材料等关键技术突破,将关键部件国产化率提升到超过九成。这表明,中国全面具备了自主研发和制造深海载人潜水器的能力。下一步,中国人把目光直接瞄准了万米载人深潜器建造,实现载人“全海深”目标,并且形成了民间队与国家队两支并行的攻关力量。

    入海下潜,中国深度

    “这一项目最终将形成我国具有自主知识产权、覆盖全海深的深海调查技术体系,为推动我国深远海科技发展提供必要的装备支撑。”葛彤表示,同时,6000米级的“海龙三号”也已进入海试阶段。

    2016年6月至8月间,探索一号科考船在马里亚纳海沟挑战者深渊开展了中国首次综合性万米深渊科考。在此次科考中,由中国科学院沈阳自动化研究所自主研制的海斗号无人潜水器成功完成两次万米级下潜应用,最大潜深达10767米,创造了中国无人潜水器的最大下潜及作业深度纪录。

    在耐波性水池实验室里,中船重工七〇二研究所所长何春荣告诉记者,为了全面验证蛟龙号的各项设计性能和功能指标,从2009年起先后对蛟龙号开展了1000米级、3000米级、5000米级、7000米级的海上试验,并根据每次试验得出的结论不断对蛟龙号进行改进,以提高它的实用性和安全性。

    20世纪以来,海洋正在成为人类解决资源短缺、拓展生存发展空间的战略必争之地。在“蛟龙号”问世之前,世界上拥有6000米以上深度载人潜水器的国家仅有美国、日本、法国和俄罗斯,深海技术装备无疑成为一个国家科技实力的重要标志之一。

    赢得媒体赞誉

    “蛟龙号是深海装备产业发展的里程碑,今后会向两头发展。”胡震说,一头是3000米左右的大量应用,今后油气勘探、资源开发等都是发展重点;另一头是尖端科考需要,向更深海区域进军——11000米的深度,包括科学考察、资源开发、打捞救助、探险观光、电影拍摄等方面会有长足的发展。

    2002年,科技部正式将7000米载人潜水器列为国家“863计划”重大专项,随后历经十年攻关,于2012年实现“蛟龙号”7000米海试成功。至此,中国“龙”一跃进入世界载人深潜第一梯队,中国从此可在占世界海洋面积99.8%的广阔海域进行各种科考,探寻资源。

    蛟龙号是中国自行设计、自主集成研制而成的载人深潜器,是中国海洋科技的一座丰碑。它作为“863”计划中的重大研究专项之一于2002年正式启动。2009年至2012年,“接连取得1000米级、3000米级、5000米级和7000米级海试成功。2012年6月,在马里亚纳海沟创造了下潜7062米的中国载人深潜纪录,也是世界同类作业型潜水器最大下潜深度纪录。之后,蛟龙号踏上了试验应用航次的旅程,并在深海科考实战中表现出优秀的性能。

    7062米,这一深度,已经超过了世界上同类作业型载人潜水器的最大下潜深度,这一数字标志着我国深海载人潜水器技术已经进入国际先进行列。

    以“三龙”为代表的装备体系不断刷新着中国深海技术的新纪录,然而科学家们对中国深度的执着不仅于此。

    卡梅隆的这次下潜所驾驶的深海挑战者号虽然只是探险型深潜器,没有科考能力,但是极大地刺激了中国“载人深潜英雄”崔维成,他决心尽快研制出功能更强大的中国全海深载人潜器,只有这样才能继续保持中国在此领域的引领地位。带着强烈的使命感和紧迫感,他选择了从中船重工702所辞职,并组建了研发万米载人潜器的新团队,探索一条利用民间资本支持前沿科技的新途径。而随着国家科技部将1.1万米载人深潜器列入“十三五”重大专项,中船重工和中科院等科研力量再次集结起来组成“国家队”,进行深潜攻关。这样,就呈现出“两班人马共奋进”的生动局面。“在深渊科学的最前沿,中国拥有了‘双保险’,我愿意做国家的备份。”崔维成如是表示。

    万米深潜,难度可想而知。何春荣说,深渊潜水器需要通过技术手段使舱内达到常温、常压的环境,而这样的水下条件对舱体的抗压能力要求极高,需要进行一系列的试验,挑战万米级深潜,中国还面临材料、结构、通讯、能源等一系列技术问题。

    而这一潜,距离“蛟龙号”挑战7000米海试成功,仅有短短的5年。

    无人潜器是实现深海进入的重要方式和途径之一,中国海洋科技工作者在大力推进载人潜器研制的同时,在无人潜器研发方面付诸了巨大努力,取得了突出成就,不仅实现了种类的多元化,而且已经突破了1.1万米深度,实现了“全海深”目标。

    “在此次科考过程中,蛟龙号完成了连续大深度下潜,在雅浦海沟作业期间,蛟龙号10天内下潜了5次,其中3次超过6000米,且技术状态十分稳定。”胡震说。

    6月1日17时12分,红白相间的“蛟龙号”载人潜水器缓缓浮出海面,“向阳红09”母船上的中国科考队员们一阵欢呼,标志着“蛟龙号”在2017年试验应用性航次中在世界最深处的最后一潜顺利完成。10天5次大深度下潜,“蛟龙号”以优异的性能交出了令人满意的答卷。

    实现“全海深”突破

    0到7000米的跨越

    “‘蛟龙号’7000米级海试成功的意义不仅于此,它是一个开始。”在“蛟龙号”副总设计师胡震眼中,正是“蛟龙号”的十年攻关,为我国深海技术装备研发提供了坚实的技术储备,“随着重大深海技术装备不断涌现和投入使用,它的成果不是简单的一个点,而是变成了一条线。”

    无人潜器

    作为实力担当的中船重工,将会在深海装备领域不断突破,研发、设计、制造出更多更新更好的深海装备来满足国家需要。

    “7000米级载人深潜器虽然还没有被超越,但差距不大,我们还是要把万米载人作业突破,如果突破,我们就是世界第一。”中船重工第702所所长何春荣透露,今年1月,全海深载人潜水器已在中国船舶重工集团被立项研制。

    为了早日探索出一条中国万米载人潜器建造之路,蛟龙号原第一副总设计师、“载人深潜英雄”崔维成在2012年蛟龙号7000米级海试凯旋后的第二天,就从中船重工702所辞职到上海海洋大学,并组建该校“深渊科学技术研究中心”,启动名为“彩虹鱼”的1.1万米全海深载人潜水器研制。他四处奔走募集资金,于2016年3月建成了中国首艘万米载人深渊器专用科考船张謇号。今年6月底,上海彩虹鱼海洋科技股份有限公司与芬兰一家公司签约,双方将就万米级载人深潜器彩虹鱼号的核心部件载人舱进行联合研制。在此之前,双方已经完成了载人舱样球的研制,并完成了破坏性实验,进入真舱的研制阶段。

    随着蛟龙入海,“下五洋捉鳖”的梦想正在一步步成真。

    从“九五”起,我国开始设立“863计划”海洋技术领域,开始加快大型海洋装备的研发进程。2012年,党的十八大报告首次提出海洋强国战略,海洋科技创新成为支撑国家战略的重要组成部分。2016年科技三会上,习近平指出,深海蕴藏着地球上远未认知和开发的宝藏,但要得到这些宝藏,就必须在深海进入、深海探测、深海开发方面掌握关键技术。国土资源部则发布“十三五”规划,明确将着力突破深海探测的关键技术,向深海空间拓展。

    (原载于《人民日报海外版》2017-12-0610版)

    “4500米载人潜水器,蛟龙号载人深潜器,其实都是整个深海作业体系中的一个环节,未来我国深海科考装备会谱系化发展,包括载人的潜水器、无人潜水器,各种作业能力、各具优势的潜水装备来形成整个深海的作业体系。”胡震说,通过研制深海潜水器,不断完善我国的深潜装备技术体系,构建我国的深海装备研发能力,打造国际先进水平的大型深海工程装备研究开发队伍和高级人才队伍。

    此外,一个比“蛟龙号”深潜更为庞大、复杂,意义更为重大的工程——“蛟龙探海”工程正在酝酿之中。国家海洋局局长王宏表示,这一工程将对“十三五”及未来15年我国深海资源勘查、深海环境监测与利用、深海技术装备发展、深海规则制定等进行系统设计、统筹谋划和实施,届时将全面推动我国深海活动从“跟跑”向“领跑”的跨越式发展。

    稳步向万米级挺进

    蛟龙号后,干劲十足的七〇二所又开始研制新的深海科考神器——完全拥有自主知识产权的4500米载人潜水器。

    2013年5月,“潜龙一号”无人无缆潜水器4000米海试成功;2013年10月,“海龙二号”无人有缆潜水器助力“大洋一号”船南海海试成功;2016年1月,“潜龙二号”水下机器人成功首潜;2016年8月,“海斗号”无人潜水器创造了10767米下潜及作业深度纪录。这些由我国自行设计集成、具有自主知识产权的深海运载器,与“蛟龙号”一起,成为我国深海技术发展的标志和里程碑。

    中国在深潜领域的巨大进步和雄心引起了国际主流媒体的广泛关注。俄罗斯卫星网刊文,报道了中国全海深载人潜水器主要研制力量中船重工的情况和蛟龙号的强大性能,认为全海深载人潜水器将可使中国海洋科考在全球所有海域具有作业能力。报道还结合中国国土资源部发布的提升“深地、深海、深空“的探测能力的战略规划,盛赞中国在海洋科技能力取得的进步。无独有偶,香港《南华早报》在报道中国万米载人深潜器研发时,也特别提到,国土资源部“十三五”科技创新政策把“深地、深海、深空”作为主攻方向和突破口,并把新潜器的研制看做加速海洋科技发展的表现,也是落实上述政策步骤。

    技术突破,蛟龙问世

    “蛟龙号”十年攻关探寻深海,同时开启了我国海洋装备“中国造”的序曲。

    3500米级海龙号无人缆控潜水器是中国在海底高温和复杂地形的特殊环境下开展海洋调查和作业的高精技术装备,它在国际上首次采用了虚拟控制系统和动力定位系统等一些自主研发的先进技术,可以在水下自由游动,开展移位勘探。4500米级无人潜水器海马号是中国开发的深海无人遥控潜水作业系统,曾搭乘海洋六号综合科学考察船,在南海中央海盆底部成功进行了作业试验,标志着中国全面掌握了大深度无人遥控潜水器的各项关键技术,并在关键技术国产化方面取得实质性进展,是继蛟龙号之后又一标志性成果。6000米无人无缆潜器潜龙一号是中国国际海域资源调查与开发“十二五”规划重点项目之一,是中国自主研发、研制的服务于深海资源勘察的实用化深海装备,实现了国产深海资源勘查装备领域的重大进步。

    潜水器的深度从0到600米,再到7000米的跨越,所面临的技术难度绝不仅仅是数字上的增加。

    我国海洋科考起步晚、底子薄,与之相伴的是研发能力的落后,深海装备长期依赖进口。“30年前我们不知道什么叫深海,什么叫深海装备,所有的都是空白。”中科院三亚深海科学与工程研究所总工程师张艾群说。

    就在崔维成探索通过引入民间资本,搭建国际合作平台,建造万米级载人深潜器的同时,以他的老同事、中船重工第七〇二研究所水下工程研究开发部副主任叶聪为总工程师的国家队也开始了万米载人潜器的研制工作。作为蛟龙号主任设计师和深海勇士号的副总设计师、总质量师,叶聪可谓载人深潜的“老将”。他透露说,目前,载人舱用钛合金研制取得重大突破,成功研制出一种新型高强度高韧度可焊接钛合金,并完成了载人球舱冲压和出入口、观察窗的开孔工作,为潜水器的建造奠定了基础。此外,研制团队还要攻克,耐压构件密封、控制、水声通信等一系列技术难关。

    不过,何春荣对中国深度的执着不仅于此,他说,“7000米级载人深潜器,虽然还没有被超越,但差距不大,我们还是要把万米突破,如果突破,我们就是世界第一。”

    重大深海技术装备走向“中国造”

    下潜深度达万米,实现“全海深”无疑是个硬指标,但拥有多样化、强大的作业能力当然也很重要。经过多年努力,中国已经研制开发了海龙号、海马号、潜龙一号等不同作业深度和作业能力的无人潜水器。

    中船重工第七〇二所副所长、总工程师颜开表示,深海探测开发的制高点抢夺很激烈,7000米级蛟龙号的成功,客观上促使美国、日本等国加速了11000米级潜水器的研制进程。

    2016年9月,国土资源部提出在2020年前开发11000米的深海潜水器。同年底,“潜龙三号”潜水器项目启动,同时,国家科技部发布“深海关键技术与装备”重点专项,全力推进全海深潜水器研制。上海交通大学教授葛彤领衔的“全海深无人潜水器研制”项目已获得相应重点研发计划的支持。

    从“深海进入”到“深海探测”,再到“深海开发”,中国奏响“深海三部曲”的底气将越来越足。

    一系列战略的实施,令重大深海技术装备“国产化”迎来了快速发展的机遇期。近年来,我国浮力材料、深水电机、水密接插件、高压海水泵、机械手、水下灯和摄像机等海洋装备的国产化技术走向成熟。

    研发创新,龙丁兴旺

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    6月2日上午,夏日的海风拂过厦门国际游轮码头,搭载着蛟龙号载人深潜器的“向阳红09”船缓缓启程,前往世界最深的海沟——马里亚纳海沟,进行第二航段的科考任务。

    胡震表示,我国已进入总装阶段的4500米载人作业潜水器,国产化率达92%至95%,验证了中国从原材料的制备到加工工艺的能力。随着后续应用发展,必将带动国内深海装备领域新材料、新装备的应用发展。

    在十年的研制过程中,科研人员攻克了道道难关,实现了非线性环境下空间运动水动力、无动力下潜上浮运动特性、耐压球壳的极限承载能力等16项关键技术零的突破,实现了7000米最大工作深度、近底自由航行和悬停定位、高速水声通信、大容量充油银锌蓄电池等四大创新,载人深潜技术有了质的飞跃。

    虽然前有蛟龙,但研制4500米潜水器仍不是一件易事。胡震分析说,首先需要解决的就是攻克国外引进设备的国产化问题,同时,提高潜水器的技术可靠性、降低运行成本也是非常积极的因素。

    一场万米深潜大赛已经开跑。何春荣透露,七〇二所今年已经开始开展万米载人作业型潜水器的研制工作,继续加速挺进。

    今年5月29日,圆满完成了2016年试验性应用航次第一航段科考任务的“向阳红09船”抵达厦门休整。

    由于国外技术封锁,可借鉴的资料非常匮乏。为此,七〇二所项目研制团队从一开始就确定了“丰富继承、重点突破、集成创新、整体跨越”的设计思想和“自主设计、自主集成、独立完成海上试验”的研制道路。

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