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挑戰蔚藍極限 |“深海勇士”号總設計師胡震跨越十年的等待“蛟龍”入海長民族志氣“蹲下去”是為了跳得更高萬米深處續寫深海傳奇

馬裡亞納海溝是世界上最深的海溝,就像一座倒挂在海底的山峰,挑戰者深淵的最大深度相當于珠穆朗瑪峰的高度,這是已知最深的海洋。2020年11月10日,"奮鬥者"号坐擁"挑戰者深淵",創下中國載人深潛新紀錄,首次同時将三人帶到海洋最深處。從龍、深海勇士到奮鬥,中國深潛幾十年來一直在劈浪,銳意創新,一個接一個挑戰深海技術的制高點,書寫了一幕深海傳奇。

當龍從天而降時,它經曆了多少曲折?在《深海勇士》的發展過程中有哪些難忘的時刻?永無止境的深海探索的價值和意義是什麼?長期擔任龍号副總設計師、《深海勇士》總設計師、《奮鬥》副總設計師、第702中國艦船研究所研究員胡震,從自己的經曆來看,揭示了永不褪色的"深藍夢"。

挑戰蔚藍極限 |“深海勇士”号總設計師胡震跨越十年的等待“蛟龍”入海長民族志氣“蹲下去”是為了跳得更高萬米深處續寫深海傳奇

胡震講述龍的故事

< h1級"pgc-h-right-arrow"資料軌道""8">等待10年</h1>

"7062米",打破了當時服役的載人潛水器潛艇的世界紀錄。這一奇迹的創造是中國自主設計、自主整合研制的"龍"載人潛水器。在項目之初,中國已經研制出最深潛可達600米,從600米到7000米,是一次非凡的技術飛躍,也是中國深潛者用幾十年時間堅持的厚而稀的頭發。

作為一個擁有300多萬平方公裡專屬海洋經濟區的開發中國家,深海技術的發展對于中國開發海洋資源、提升國民經濟的意義尤為重要。從20世紀80年代開始,國内一批專家開始将目光轉向深海裝備技術研究,702也不例外。

20世紀80年代後期,憑借在深海裝置領域的技術優勢,702先後研制出單人常壓潛水器、雙功能常壓潛水器等裝置。懷着一顆溫暖的心,1992年至1993年間,702号向原國家科委(現為科技部)提出研制6000米大深度載人潛水器。但是,由于各種原因,該申請尚未獲得準許。

20世紀末,随着中國大洋管局對國際海底的進一步調查研究工作,對載人潛水器應用的需求越來越迫切。新世紀的鐘聲剛剛敲響,中國大洋協會組織了全國海洋地質、海洋礦産資源、海洋生物資源等領域和院士、專家,召開了一次深海運輸裝置需求論證會,形成了初步論證報告。2001年1月,來自國内海事界的10位院士和15名教授級專家,以及國家發改委、财政部、科技部、外交部有關上司齊聚一堂,就載人潛水器的發展深入探讨,達成共識。

2001年6月,原科技部部長徐冠華親自參觀了702,聽取了載人潛水器發展的技術彙報。科技部高新技術司立即開始開展項目論證的相關工作。2001年12月,來自中國大陸、中國船舶702、中國科學院沈陽自動化研究所、中國科學院聲學研究所、中國船舶701等機關的專家編制并完成了《7000米載人潛水器整體方案示範報告》;2002年6月11日,科技部準許了該項目。

十年的堅持,702迎來了神聖而艱巨的使命。在國家海洋局和海洋協會組織的上司下,作為載人潛水器的主力機關,702聯合沈陽自動化研究所、聲學研究所等機關負責載人潛水器本體的研制,同時承擔載人潛水器的組裝和內建。深海技術領域的一場戰鬥已經開始。

< h1級"pgc-h-right-arrow"資料軌道"94">"龍"入海長民族志</h1>

胡震是展現中國智慧的大國之一,背後有無數勤勞的人物。

1993年從中國科學院沈陽自動化研究所畢業後,胡震進入702,跟随徐彥南研發無人潛水器,後來成為龍的總設計師。國家科研經費少,條件差,有時工資付不起,身邊很多同僚紛紛離開,但胡震選擇堅持。"衆議院進行了改革,要求人們向市場詢問項目和資金。潛水器研制出來後,我們會跑來跑去,雖然資金很少,但是做了很多事情,在實際工程應用上我們的技術已經過檢驗。海洋的發展不能總是依靠國外的技術,肯定是靠自己,我總覺得國家在這方面遲早會發展。"盡管困難重重,胡震始終對未來充滿信心。

從發展到使用ROV(無人電纜潛水器)、AUV(無人電纜自控潛水器)的發展到載人電纜潛水器的發展,載人無電纜潛水器一步一步地發展起來,在實踐中胡震得以迅速成長,并逐漸成為人類潛水器高科技領域的領軍人物之一。

堅持十年,年輕人變得堅強。2002年,憑借7000米載人潛水器重大專項批件,胡震終于迎來了人生第一個"民族性格"大型工程——研究"龍"載人潛水器,并擔任副總設計師。

"因為很多老科學家經常告訴我們,他們一生都在做海洋研究,從來沒有一個這麼大的項目。我覺得這是一個艱難的機會,是以我非常興奮。"胡震說。

這是一個中國人從未涉足的領域。胡震和他的團隊成員從零開始,面臨着許多前所未有的挑戰。

一場艱難而持久的戰鬥,首先需要一支強大而強大的開發團隊。此時,水下工程人才702人,有的早已退休,有的已經換了工作,現有的年輕研究人員銳利但缺乏經驗。面對這支新老交替的隊伍,如何排成一排是一個難題。在關鍵時刻,已經退休帶着孫子的徐彥南被任命為冒險,承擔起總設計師的重擔,為年輕的團隊注入了一顆堅強的心。年輕人學習能力強,接受新事物迅速,在老同志的帶領下快速成長。

沒有模型可以參考,沒有工藝和技術知識,不知道在哪裡可以找到制造材料,甚至電纜,插頭或水箱等小零件,沒有國内研發,所有這些都是這個團隊的巨大挑戰。

很多人認為副總設計師隻需要協調決策,但事實并非如此。對一切和藹可親的胡震,被同僚們稱為"随時線上大師"。"龍"鑄造裝置電磁鐵要求壓、防水、防腐蝕,為了找到最合适的材料,他把60多家相關廠家全部找出來,一部手機。對于這個小小的部分,他在一年半的時間裡去過上海十幾次,最後以廠家的電磁鐵為原型進行改進設計,最終保證了它的安全性和可靠性。

胡震一絲不苟的科學精神和嚴謹認真的工作态度感染了整個團隊,我們團結一緻,克服困難。超大深度壓封、安全技術、深海通信導航技術、深海複雜環境精細作業等技術均有突破性進展。2007年8月底,在圖紙上看到的潛水器,在我的腦海中和夢中,終于完成了,并形成了"出爐"。通過龍号的研發,胡震帶領團隊向世界證明,中國擁有深海載人潛水器自主設計和內建創新的核心能力。

作為載人潛水器的技術帶頭人,胡震一直擔任潛水器試驗台的指揮員,以他的專業精神和奉獻精神,帶領技術支援部門及時淘汰了"龍"型潛水器,走過了一條艱難的道路,出色地完成了技術支援、潛水器試驗和故障處理任務,為成功完成海試發揮了重要作用。從2009年到2012年,"龍"号成功測試了1000米、3000米、5000米和7000米的海洋。其中,2012年6月,龍号成功潛水7062米,也創造了載人潛水器在作業領域的新世界紀錄,宣告了我國深海潛水器已成為海洋科學探索的前沿和制高點之一。

在胡震的心目中,龍号有能力載人到世界99.8%以上的海洋深處進行作業,對中國深海資源的開發利用具有特殊的意義。因為它不僅是一種深海裝備,更代表着一種精神,一種無所畏懼、無所畏懼、危險、追趕世界的精神。作為我國載人深潛發展的重要裡程碑,正是吹響了中華民族進海的亮角。

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慶祝飛行員4500米深潛的勝利

< h1級""pgc-h-arrow right-right"data-track"""95">"蹲下"才能跳得更高</h1>

龍号成功後,胡震并沒有停止探索的步伐,而是結合中國對載人潛水器需求的深海科學研究,繼續開展4500米載人潛水器的研制,後來被稱為"深海戰士"。有人問他:"龍已經成功潛了7000米,為什麼要發展隻有4500米的'深海戰士'的潛水深度呢?"

事實上,當龍飛船還在進行海上試驗時,人們提出了開發自己的設計和生産自己的載人潛水器的想法。海洋的平均深度為3,700米,4,500米的潛水器更實用。更重要的意義在于"深海勇士"從設計到裝備,力争本土化,真正實作自主創新。"可以說,龍的7000米俯沖讓我們在深海裝備領域'站起來',4500米的'深海戰士'就是讓我們'蹲下來'。深蹲'就是為了做更好的技術積累,為将來跳得更高做準備。"胡震說。

從副總指揮到總指揮,胡震作為總設計師,肩負着更重的重擔。"2009年至2014年是'深海勇士'的關鍵技術階段,潛水載人船體、浮力材料、推進器均自主研發。我們原本預計需要三到四年的時間來處理關鍵技術,但實際上花了五六年的時間,遇到了很多困難和挑戰。"胡震說。

钛合金載人船體是潛水器的核心部分,受制于裝置的技術水準,"龍"殼是在俄羅斯制造的,這次是靠自己制造的。當時,沒有相關規格的材料,也沒有相關的生産工藝,最初的想法是學習"龍"那套路線。花了3年時間才形成工藝計劃,進行了一些驗證,最後發現這一過程相對落後,不可行。之後,胡震帶領團隊将思路轉向最先進的國際航線。這些步驟中的每一個都很困難,經過反複驗證,已經制作了數千個測試樣品。最後,将"深海勇士"載人球殼設計為内徑為2.1米的钛合金球,從厚度高達91毫米的钛合金闆壓成兩個半球,再焊接,從工程到成品花了整整6年的時間,實作了钛合金從材料到工藝的新突破。

載人潛水超高壓海泵的開發也付出了很多努力。在深海中實作密封,要得到有效的壓力,随着結構深度的增加不能變形,這種精細的控制是困難的。胡震帶領團隊前後試驗了上百種配方,陶瓷、金屬、高分子等材料都經過了試驗,花了5年時間才終于解決了這個問題。

胡震記得剛剛接手的大師級"帥印",科技部的一位上司曾經對他說:"不要看不起'深海勇士',從深海技術突破的角度來看,比'龍'更難,要做好吃苦。"壓力很大,但胡震很自信。

因為,通過"龍"多年的教育訓練,從實際裝置加工施工、系統測試調試、裝配施工到海上測試,團隊積累了大量的實踐經驗和技術基礎。同時,通過"龍"多年的合作研究,各方在能力上的協作也在不斷提升。此外,國内有關部委部署了研究和基礎研究,在海洋裝備技術方面也取得了長足的進步。在此基礎上,結合國内其他勢力的支援,在"深海勇士"實作自主裝備研發應有充分把握。

帶領團隊,堅定不移地走深海技術自主創新之路,堅持生産、研發協同創新,胡震團隊加班加點突破潛水器優化設計技術、客艙布局優化設計技術、钛合金載人客艙材料及制造技術研究、超高壓海泵、锂燃料電池組、 推進器、深海照明和高清拍攝等一系列關鍵技術,建立了深海載人潛水器多學科優化設計方法和制造技術,形成了載人子產品布局優化方法。建立了載人球殼極限承載力的設計計算方法,突破了制造技術和檢測技術,在國内首次研制成功了超高壓海泵和高深度大容量锂電池及電池管理系統。

在設計整合階段,胡震還帶領團隊,嚴格品質和進度,通過對潛水器陸基一體化和泳池測試的反複測試,確定了"深海勇士"載人潛水器在49天的時間内一鼓跳水28次,成功完成了所有海上試航任務。2017年12月1日,深海勇士潛水器項目成功獲專家組驗收并傳遞給使用者。

經過海試,"深海勇士"整體性能優異,國産裝備穩定可靠,實作了潛水器"核心技術自主化,關鍵裝備國産化",有力推動深海裝備技術從內建創新向自主創新邁進的曆史性飛躍。

胡震說:"'深海戰士'載人作戰潛水器是整個深海作業系統中的重要環節,中國正在實作潛水器的譜系,包括載人潛水器、無人潛航器,各有重點、協調地開展深海作業,相輔相成。用這些深海裝置探索海洋、開發海洋、保護海洋,将加速中國在海上強國的道路上邁出更加堅實的一步。"

<深海圖例,位于< h1級"pgc-h-right-arrow"資料軌道">百萬米深處。96 英寸</h1>

為了確定海試安全,胡震沒有随龍潛,而是在水下潛水過程中留下了所有技術狀态。在"深海勇士"身上他繞着潛水的夢想,潛水十多個小時,在胡震看來時間不長,他的注意力完全被身邊的奇觀所吸引。雖然不像《海底兩萬裡》中描述的那麼奇妙,但他被周圍發光的生物,海底的奇怪圖案,甚至這個異世界的貧瘠和甯靜所吸引。因為一種好奇心,是以進入深海一直是胡震堅持的方向。

自1993年加入702以來,歲月紛紛将藍絲變成白發,但胡震心中追求的"深藍"夢想依然火熱。"深海勇士"的發展已經結束,已經走過生命的一年,胡震還在書寫着深海傳奇——發展11000米級載人潛水器。

作為副總設計師,胡震很清楚這一挑戰:"在11000米的深度,水壓會更大,潛水部件需要使用更好的材料。例如,它的載人膠囊殼需要對一套材料進行徹底的重新開發。新的深度也對密封和結構技術提出了新的要求。原來的密封模式和結構形式到10000米可能不一定符合标準,其他裝置的功能也可能受到深度變化的影響,如通信、安全控制、高壓和低溫等,都可能導緻材料性能發生變化。如何克服這些變化的影響,都需要成為一個挑戰。"

在"十三五"國家重點研發計劃"深海關鍵技術裝備"重點專項支援下,對"龍"、"深海勇士"載人潛水器研發力量型科研團隊肩負重任。結合前兩代深潛裝備的精髓血統,"奮鬥者"不僅使用安全穩定、強大的能量系統,還擁有先進的控制系統和定位系統,以及安全耐壓的載人球體和浮力材料。在钛合金材料制備與焊接、聲學通信定位等方面實作了多項重大技術突破,成功完成了潛水器設計、裝配施工、陸地一體化、池測和海試采集,具備了海深進入、探測和運作能力,正式轉入實驗應用階段。繼2020年11月10日中國創下的10,909米的新紀錄之後,"奮鬥者"載人潛水器于13日、16日和19日完成了三次深潛。在海試期間獲得的一些沉積物、岩石和海底生物樣本為進一步的深海科學研究提供了第一手資料。

如果說龍号标志着中國進入世界載人深潛俱樂部,代表中國"深海戰士"的潛水器可以與世界先進潛水器一起奔跑,那麼"奮鬥"就是一種超越,标志着中國載人深潛技術水準可以達到世界領先水準,引領國際潛水器的發展。

"在整個地球的演化過程中,1萬米長的海底深淵是人類長期沒有涉足的領域,那裡有很多化學物質,沉積物,岩石等,還有很多未知的資訊需要探索,"胡說。此外,世界上還有20多條6000米深的海溝,它們都位于兩個闆塊俯沖形成的地震帶中,參觀這些區域将對了解地球的結構演化有很大幫助。科學家們對這些機制的形成以及那裡的生态系統感興趣。我們的任務是将科學家帶到最近的地點。"

深海蘊藏着地球上遠未被認識和開發的寶藏,但要獲得這些寶藏,就要掌握深海入海、深海勘探和深海開發等關鍵技術。無論是深海勘探還是最終的深海開發,深海通道是最關鍵的環節,隻有深海裝備技術第一,才能将科學家帶入更深的海底,確定實作另外兩個環。而深海環境的神秘,決定了未來每個階段都會出現更多疑難的問題,深潛的人要做的就是準備好迎接每一個挑戰。

萬米海試成功後,胡震有了新的目标。"發展載人潛水器最根本的事情是依靠基礎材料和技術進行突破,"他說。結合新的材料和技術,我們将開發更多定制,更有針對性的載人潛水器。它還将結合人工智能等新領域,實作新的控制模式,降低勞動強度,提高安全性能。未來,正如透明海洋大科學項目所描述的那樣,科學家将在實驗室中了解海洋如何移動,海洋溫度的變化如何影響氣候,以及魚類種群的變化是如何發生的。到那時,浩瀚的深海将不再是神秘的,黑暗無盡的大海将變得"透明"。"

為了實作這個"深藍夢",胡震再次站在起跑線上。

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