11月10日，由中國船舶集團有限公司牽頭研制的“奮斗者”號載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底，坐底深度10909米，刷新了我國載人深潛的最大潛深紀錄。11月13日，“奮斗者”號再度實現(xiàn)萬米深潛，并與“滄海”號視頻著陸器開展聯(lián)合作業(yè)，實現(xiàn)全球首次萬米深海的電視直播。

截至11月19日，“奮斗者”號已完成8次萬米載人深潛，已經(jīng)成為世界上在馬里亞納海溝萬米深潛人次最多、累計作業(yè)時間最長的載人潛水器。“奮斗者”號的成功研制，標志著我國已成為同類型載人深潛裝備領域的領軍國家。

“奮斗者”號的多項技術創(chuàng)新

“奮斗者”號載人潛水器重量約36噸，載人艙內徑1.8米，載員3人，海底作業(yè)時間6小時，生命支持時間15小時（正常）+72小時（應急），是我國首臺具備全球海域載人進入能力的重要裝備，也是當前全球同類型載人潛水器中載員人數(shù)最多、海底作業(yè)時間最長、作業(yè)能力最強的裝備。

為實現(xiàn)載人潛水器在萬米深海攜帶多人長時間進行作業(yè)的功能要求，僅僅在原有技術上進行升級改造是不可能實現(xiàn)的，必須要在設計、材料、工藝、配套等方面開展自主技術創(chuàng)新。中國船舶集團通過開展極致設計、極限制造和配套設備應用與升級，使“奮斗者”號成為諸多新技術首次綜合運用的載體。

在研制期間，中國船舶集團始終堅持自主設計、自主制造，關鍵核心技術自主可控，在設計計算方法、基礎材料、建造工藝、通訊控制、能源動力等技術領域實現(xiàn)重大突破。根據(jù)國家相關規(guī)定測算，“奮斗者”號國產(chǎn)化率超過96.5%。

在“奮斗者”號的設計和總裝集成過程中，七〇二所綜合運用人機工程、可靠性、噪聲控制、系統(tǒng)仿真等方法，首次形成了覆蓋全海深環(huán)境的全系統(tǒng)技術解決方案，具備了載人潛水器譜系化設計能力。相比“蛟龍”號和“深海勇士”號，“奮斗者”號潛浮速度分別提高了76%和20%，總裝集成周期相比“蛟龍”號縮短了62%，相比“深海勇士”號縮短了25%。通過深海超高壓環(huán)境下的載人艙中厚殼設計計算方法、載人艙實時監(jiān)測及安全性評估方法、大型深海耐壓結構安全性綜合檢測方法等研究，為潛水器安全保駕護航。

同時，萬米深海超高壓（標準大氣壓的1100多倍）、低溫（0℃~2℃）的環(huán)境特點，對載人艙球殼的選材提出了嚴苛要求，當時所有的鈦合金材料均無法滿足要求。

中國科學院金屬研究所研發(fā)出一種國產(chǎn)新型高強、高韌鈦合金材料，由寶鈦集團完成了寬幅超厚板軋制和半球整體沖壓。載人艙的選材決定了其焊接工藝要求極高、難度極大。中國船舶集團七二五所勇挑重擔、攻堅克難，突破了高強高韌鈦合金材料的特殊焊接工藝，在世界上首次應用此類技術一次性成功完成半球赤道縫焊接，焊接質量滿足技術指標要求，達到國際領先水平。

萬米載人潛水器不僅要潛得深，還要能安全上得來，但在超高壓環(huán)境下，只能采用可抵抗萬米海深壓力的新型固體浮力材料。中國科學院理化技術研究所研制了滿足萬米深海超高壓條件下高強度、低密度的固體浮力材料標準塊。在此基礎上，中國船舶集團七一〇所系統(tǒng)性解決了浮力材料粘接過程中的特殊控制工藝等難題，為“奮斗者”號增大有效載荷、減少外型尺寸設計目標的實現(xiàn)作出了重要貢獻。

在配套設備方面，針對潛水器在萬米海深環(huán)境長時間工作對電池系統(tǒng)提出的要求，中國船舶集團七一二所突破了全海深電池關鍵材料、電池單體、成組適配等關鍵技術，研制出百千瓦時級的全海深承壓鋰電池組，具有國際領先的工作耐壓深度，大幅度提高了潛水器的水下作業(yè)時間。

針對潛水器有限艙容要為3名潛航員提供72小時應急供氧的苛刻要求，中國船舶集團七一八所解決了氧燭小型化導致的內部化學物質反應可控性降低等問題，試驗中實現(xiàn)了點燃的100根氧燭無一出現(xiàn)故障的高可靠性。

針對“探索一號”“探索二號”母船對潛水器的水面支持系統(tǒng)的升級需求，中國船舶集團七〇八所、七〇四所、中船綠洲、中船澄西聯(lián)合研制了包括100噸門架式載人潛水器布放回收系統(tǒng)等設備在內的整套科考作業(yè)水面支持系統(tǒng)，打破國外廠商的技術壟斷。

我國載人深潛裝備研發(fā)歷程

作為我國深海領域少有的全球領先的裝備，“奮斗者”號的成功不是一蹴而就的，其背后是中國船舶集團在科技部的大力支持下，近20年對載人深潛技術矢志不渝的持續(xù)攻關，歷經(jīng)了三個“里程碑”式跨越：“蛟龍”號首次實現(xiàn)了我國載人深潛裝備自行設計、自主集成總體方案的閉環(huán)；“深海勇士”號在裝備關鍵技術自主可控和配套設備國產(chǎn)化上取得重大突破；“奮斗者”號則瞄準全球海洋最深處，實現(xiàn)了我國同類型載人深潛裝備的全球引領、全面超越。

自20世紀60年代起，隨著海洋科學研究和資源開發(fā)利用逐步成為熱點，國際上很多國家相繼研發(fā)了大深度載人潛水器，這些潛水器發(fā)揮了不可替代的作用，對深海裝備的科技引領作用也愈發(fā)凸顯。然而直到21世紀初，我國載人深潛技術幾近空白，大深度載人潛水器的研發(fā)迫在眉睫。

“蛟龍”號

2002年，7000米級“蛟龍”號載人潛水器正式立項。中國船舶集團七○二所作為項目牽頭單位，聯(lián)合國內100余家單位，歷經(jīng)十年技術攻關，解決了大深度耐壓、密封、安全技術，可靠水聲通信技術，深海復雜環(huán)境下精細作業(yè)技術等世界性難題，成功研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的“蛟龍”號載人潛水器。2012年7月，“蛟龍”號在馬里亞納海溝成功完成7062米下潛，實現(xiàn)了我國載人深潛技術的重大跨越。“蛟龍”號的成功研制，在國內外產(chǎn)生了巨大反響，我國深海進入能力大幅躍升，使中國成為繼美國、俄羅斯、日本、法國之后，第五個掌握大深度載人深潛技術的國家。

“蛟龍”號的成功值得慶祝，但另一個問題也擺在我們的面前，即“蛟龍”號的載人艙、浮力材料、推進器等核心的部件是在國外加工或者測試的，當時我國既不掌握制造能力，也不具備測試條件，我國載人潛水器關鍵核心設備存在著“卡脖子”問題。

“深海勇士”號

2009年，4500米級“深海勇士”號載人潛水器立項。七○二所作為項目牽頭單位，組織國內更多的優(yōu)勢企業(yè)，歷經(jīng)八年持續(xù)艱苦攻關，實現(xiàn)了載人艙、浮力材料等十大關鍵部件的國產(chǎn)化，國產(chǎn)化率達到95%，并于2017年10月海試成功，為深海載人深潛高端裝備實現(xiàn)“中國制造”探索了一條切實可行的路徑。“深海勇士”號交付至今，已累計下潛超過300次，創(chuàng)造了我國載人深潛作業(yè)的一系列新紀錄。“深海勇士”號的成功，極大拓展了中國企業(yè)相關領域的制造能力，實現(xiàn)了我國載人潛水器由集成創(chuàng)新向自主創(chuàng)新的歷史性跨越。

“奮斗者”號的目標是在載人深潛若干技術領域實現(xiàn)全球領先，更是在若干技術“無人區(qū)”開展艱難探索與攻關。“蛟龍”號的成功研制，意味著我國已經(jīng)具備了可到達全球99.8%海洋開展作業(yè)的能力，但0.2%的極限深淵，是全球深海裝備和技術的制高點，到達過這里的人比到達過月球的人還要少。

“奮斗者”號

2016年，“奮斗者”號作為國家重點研發(fā)計劃“深海關鍵技術與裝備”重點專項核心任務正式立項。七〇二所繼續(xù)作為項目牽頭單位，聯(lián)合帶領更加強大的深潛技術“國家隊”，開啟了歷時五年的集智攻關工作。研究過程中，針對我國深淵科學考察的任務使命，七〇二所堅持以形成世界領先水平的全海深載人探測作業(yè)能力為目標，開展了全海深載人潛水器系統(tǒng)設計、總裝集成、試驗驗證等工作，攻克并掌握了總體、結構、機械、電氣、控制和聲學等關鍵技術，集成國內深海裝備技術研究成果，成功研制出我國第一臺擁有自主知識產(chǎn)權的全海深載人潛水器，使我國到達萬米深海探索的人次、累計作業(yè)時間躍居世界第一。

“奮斗者”號取得的成績是我國在深海科研領取的一個全新開端，面向我國在深海領域的重大戰(zhàn)略需求，必須把科技自立自強作為發(fā)展的戰(zhàn)略支撐，通過自主創(chuàng)新掌握關鍵核心技術，推動我國海洋科技的全面發(fā)展。

【責任編輯：趙藝涵】