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挑战蔚蓝极限 |“深海勇士”号总设计师胡震跨越十年的等待“蛟龙”入海长民族志气“蹲下去”是为了跳得更高万米深处续写深海传奇

马里亚纳海沟是世界上最深的海沟,就像一座倒挂在海底的山峰,挑战者深渊的最大深度相当于珠穆朗玛峰的高度,这是已知最深的海洋。2020年11月10日,"奋斗者"号坐拥"挑战者深渊",创下中国载人深潜新纪录,首次同时将三人带到海洋最深处。从龙、深海勇士到奋斗,中国深潜几十年来一直在劈浪,锐意创新,一个接一个挑战深海技术的制高点,书写了一幕深海传奇。

当龙从天而降时,它经历了多少曲折?在《深海勇士》的发展过程中有哪些难忘的时刻?永无止境的深海探索的价值和意义是什么?长期担任龙号副总设计师、《深海勇士》总设计师、《奋斗》副总设计师、第702中国舰船研究所研究员胡震,从自己的经历来看,揭示了永不褪色的"深蓝梦"。

挑战蔚蓝极限 |“深海勇士”号总设计师胡震跨越十年的等待“蛟龙”入海长民族志气“蹲下去”是为了跳得更高万米深处续写深海传奇

胡震讲述龙的故事

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"7062米",打破了当时服役的载人潜水器潜艇的世界纪录。这一奇迹的创造是中国自主设计、自主整合研制的"龙"载人潜水器。在项目之初,中国已经研制出最深潜可达600米,从600米到7000米,是一次非凡的技术飞跃,也是中国深潜者用几十年时间坚持的厚而稀的头发。

作为一个拥有300多万平方公里专属海洋经济区的发展中国家,深海技术的发展对于中国开发海洋资源、提升国民经济的意义尤为重要。从20世纪80年代开始,国内一批专家开始将目光转向深海装备技术研究,702也不例外。

20世纪80年代后期,凭借在深海设备领域的技术优势,702先后研制出单人常压潜水器、双功能常压潜水器等设备。怀着一颗温暖的心,1992年至1993年间,702号向原国家科委(现为科技部)提出研制6000米大深度载人潜水器。但是,由于各种原因,该申请尚未获得批准。

20世纪末,随着中国大洋管局对国际海底的进一步调查研究工作,对载人潜水器应用的需求越来越迫切。新世纪的钟声刚刚敲响,中国大洋协会组织了全国海洋地质、海洋矿产资源、海洋生物资源等领域和院士、专家,召开了一次深海运输设备需求论证会,形成了初步论证报告。2001年1月,来自国内海事界的10位院士和15名教授级专家,以及国家发改委、财政部、科技部、外交部有关领导齐聚一堂,就载人潜水器的发展深入探讨,达成共识。

2001年6月,原科技部部长徐冠华亲自参观了702,听取了载人潜水器发展的技术汇报。科技部高新技术司立即开始开展项目论证的相关工作。2001年12月,来自中国大陆、中国船舶702、中国科学院沈阳自动化研究所、中国科学院声学研究所、中国船舶701等单位的专家编制并完成了《7000米载人潜水器整体方案示范报告》;2002年6月11日,科技部批准了该项目。

十年的坚持,702迎来了神圣而艰巨的使命。在国家海洋局和海洋协会组织的领导下,作为载人潜水器的主力单位,702联合沈阳自动化研究所、声学研究所等单位负责载人潜水器本体的研制,同时承担载人潜水器的组装和集成。深海技术领域的一场战斗已经开始。

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胡震是体现中国智慧的大国之一,背后有无数勤劳的人物。

1993年从中国科学院沈阳自动化研究所毕业后,胡震进入702,跟随徐彦南研发无人潜水器,后来成为龙的总设计师。国家科研经费少,条件差,有时工资付不起,身边很多同事纷纷离开,但胡震选择坚持。"众议院进行了改革,要求人们向市场询问项目和资金。潜水器研制出来后,我们会跑来跑去,虽然资金很少,但是做了很多事情,在实际工程应用上我们的技术已经过检验。海洋的发展不能总是依靠国外的技术,肯定是靠自己,我总觉得国家在这方面迟早会发展。"尽管困难重重,胡震始终对未来充满信心。

从发展到使用ROV(无人电缆潜水器)、AUV(无人电缆自控潜水器)的发展到载人电缆潜水器的发展,载人无电缆潜水器一步一步地发展起来,在实践中胡震得以迅速成长,并逐渐成为人类潜水器高科技领域的领军人物之一。

坚持十年,年轻人变得坚强。2002年,凭借7000米载人潜水器重大专项批件,胡震终于迎来了人生第一个"民族性格"大型工程——研究"龙"载人潜水器,并担任副总设计师。

"因为很多老科学家经常告诉我们,他们一生都在做海洋研究,从来没有一个这么大的项目。我觉得这是一个艰难的机会,所以我非常兴奋。"胡震说。

这是一个中国人从未涉足的领域。胡震和他的团队成员从零开始,面临着许多前所未有的挑战。

一场艰难而持久的战斗,首先需要一支强大而强大的开发团队。此时,水下工程人才702人,有的早已退休,有的已经换了工作,现有的年轻研究人员锐利但缺乏经验。面对这支新老交替的队伍,如何排成一排是一个难题。在关键时刻,已经退休带着孙子的徐彦南被任命为冒险,承担起总设计师的重担,为年轻的团队注入了一颗坚强的心。年轻人学习能力强,接受新事物迅速,在老同志的带领下快速成长。

没有模型可以参考,没有工艺和技术知识,不知道在哪里可以找到制造材料,甚至电缆,插头或水箱等小零件,没有国内研发,所有这些都是这个团队的巨大挑战。

很多人认为副总设计师只需要协调决策,但事实并非如此。对一切和蔼可亲的胡震,被同事们称为"随时在线大师"。"龙"铸造装置电磁铁要求压、防水、防腐蚀,为了找到最合适的材料,他把60多家相关厂家全部找出来,一部手机。对于这个小小的部分,他在一年半的时间里去过上海十几次,最后以厂家的电磁铁为原型进行改进设计,最终保证了它的安全性和可靠性。

胡震一丝不苟的科学精神和严谨认真的工作态度感染了整个团队,我们团结一致,克服困难。超大深度压封、安全技术、深海通信导航技术、深海复杂环境精细作业等技术均有突破性进展。2007年8月底,在图纸上看到的潜水器,在我的脑海中和梦中,终于完成了,并形成了"出炉"。通过龙号的研发,胡震带领团队向世界证明,中国拥有深海载人潜水器自主设计和集成创新的核心能力。

作为载人潜水器的技术带头人,胡震一直担任潜水器试验台的指挥员,以他的专业精神和奉献精神,带领技术支持部门及时淘汰了"龙"型潜水器,走过了一条艰难的道路,出色地完成了技术支持、潜水器试验和故障处理任务,为成功完成海试发挥了重要作用。从2009年到2012年,"龙"号成功测试了1000米、3000米、5000米和7000米的海洋。其中,2012年6月,龙号成功潜水7062米,也创造了载人潜水器在作业领域的新世界纪录,宣告了我国深海潜水器已成为海洋科学探索的前沿和制高点之一。

在胡震的心目中,龙号有能力载人到世界99.8%以上的海洋深处进行作业,对中国深海资源的开发利用具有特殊的意义。因为它不仅是一种深海装备,更代表着一种精神,一种无所畏惧、无所畏惧、危险、追赶世界的精神。作为我国载人深潜发展的重要里程碑,正是吹响了中华民族进海的亮角。

挑战蔚蓝极限 |“深海勇士”号总设计师胡震跨越十年的等待“蛟龙”入海长民族志气“蹲下去”是为了跳得更高万米深处续写深海传奇

庆祝飞行员4500米深潜的胜利

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龙号成功后,胡震并没有停止探索的步伐,而是结合中国对载人潜水器需求的深海科学研究,继续开展4500米载人潜水器的研制,后来被称为"深海战士"。有人问他:"龙已经成功潜了7000米,为什么要发展只有4500米的'深海战士'的潜水深度呢?"

事实上,当龙飞船还在进行海上试验时,人们提出了开发自己的设计和生产自己的载人潜水器的想法。海洋的平均深度为3,700米,4,500米的潜水器更实用。更重要的意义在于"深海勇士"从设计到装备,力争本土化,真正实现自主创新。"可以说,龙的7000米俯冲让我们在深海装备领域'站起来',4500米的'深海战士'就是让我们'蹲下来'。深蹲'就是为了做更好的技术积累,为将来跳得更高做准备。"胡震说。

从副总指挥到总指挥,胡震作为总设计师,肩负着更重的重担。"2009年至2014年是'深海勇士'的关键技术阶段,潜水载人船体、浮力材料、推进器均自主研发。我们原本预计需要三到四年的时间来处理关键技术,但实际上花了五六年的时间,遇到了很多困难和挑战。"胡震说。

钛合金载人船体是潜水器的核心部分,受制于设备的技术水平,"龙"壳是在俄罗斯制造的,这次是靠自己制造的。当时,没有相关规格的材料,也没有相关的生产工艺,最初的想法是学习"龙"那套路线。花了3年时间才形成工艺计划,进行了一些验证,最后发现这一过程相对落后,不可行。之后,胡震带领团队将思路转向最先进的国际航线。这些步骤中的每一个都很困难,经过反复验证,已经制作了数千个测试样品。最后,将"深海勇士"载人球壳设计为内径为2.1米的钛合金球,从厚度高达91毫米的钛合金板压成两个半球,再焊接,从工程到成品花了整整6年的时间,实现了钛合金从材料到工艺的新突破。

载人潜水超高压海泵的开发也付出了很多努力。在深海中实现密封,要得到有效的压力,随着结构深度的增加不能变形,这种精细的控制是困难的。胡震带领团队前后试验了上百种配方,陶瓷、金属、高分子等材料都经过了试验,花了5年时间才终于解决了这个问题。

胡震记得刚刚接手的大师级"帅印",科技部的一位领导曾经对他说:"不要看不起'深海勇士',从深海技术突破的角度来看,比'龙'更难,要做好吃苦。"压力很大,但胡震很自信。

因为,通过"龙"多年的培训,从实际设备加工施工、系统测试调试、装配施工到海上测试,团队积累了大量的实践经验和技术基础。同时,通过"龙"多年的合作研究,各方在能力上的协作也在不断提升。此外,国内有关部委部署了研究和基础研究,在海洋装备技术方面也取得了长足的进步。在此基础上,结合国内其他势力的支持,在"深海勇士"实现自主装备研发应有充分把握。

带领团队,坚定不移地走深海技术自主创新之路,坚持生产、研发协同创新,胡震团队加班加点突破潜水器优化设计技术、客舱布局优化设计技术、钛合金载人客舱材料及制造工艺研究、超高压海泵、锂燃料电池组、 推进器、深海照明和高清拍摄等一系列关键技术,建立了深海载人潜水器多学科优化设计方法和制造技术,形成了载人模块布局优化方法。建立了载人球壳极限承载力的设计计算方法,突破了制造工艺和检测技术,在国内首次研制成功了超高压海泵和高深度大容量锂电池及电池管理系统。

在设计整合阶段,胡震还带领团队,严格质量和进度,通过对潜水器陆基一体化和泳池测试的反复测试,确保了"深海勇士"载人潜水器在49天的时间内一鼓跳水28次,成功完成了所有海上试航任务。2017年12月1日,深海勇士潜水器项目成功获专家组验收并交付给用户。

经过海试,"深海勇士"整体性能优异,国产装备稳定可靠,实现了潜水器"核心技术自主化,关键装备国产化",有力推动深海装备技术从集成创新向自主创新迈进的历史性飞跃。

胡震说:"'深海战士'载人作战潜水器是整个深海作业系统中的重要环节,中国正在实现潜水器的谱系,包括载人潜水器、无人潜航器,各有重点、协调地开展深海作业,相辅相成。用这些深海设备探索海洋、开发海洋、保护海洋,将加速中国在海上强国的道路上迈出更加坚实的一步。"

<深海图例,位于< h1级"pgc-h-right-arrow"数据轨道">百万米深处。96 英寸</h1>

为了确保海试安全,胡震没有随龙潜,而是在水下潜水过程中留下了所有技术状态。在"深海勇士"身上他绕着潜水的梦想,潜水十多个小时,在胡震看来时间不长,他的注意力完全被身边的奇观所吸引。虽然不像《海底两万里》中描述的那么奇妙,但他被周围发光的生物,海底的奇怪图案,甚至这个异世界的贫瘠和宁静所吸引。因为一种好奇心,所以进入深海一直是胡震坚持的方向。

自1993年加入702以来,岁月纷纷将蓝丝变成白发,但胡震心中追求的"深蓝"梦想依然火热。"深海勇士"的发展已经结束,已经走过生命的一年,胡震还在书写着深海传奇——发展11000米级载人潜水器。

作为副总设计师,胡震很清楚这一挑战:"在11000米的深度,水压会更大,潜水部件需要使用更好的材料。例如,它的载人胶囊壳需要对一套材料进行彻底的重新开发。新的深度也对密封和结构技术提出了新的要求。原来的密封模式和结构形式到10000米可能不一定符合标准,其他设备的功能也可能受到深度变化的影响,如通信、安全控制、高压和低温等,都可能导致材料性能发生变化。如何克服这些变化的影响,都需要成为一个挑战。"

在"十三五"国家重点研发计划"深海关键技术装备"重点专项支持下,对"龙"、"深海勇士"载人潜水器研发力量型科研团队肩负重任。结合前两代深潜装备的精髓血统,"奋斗者"不仅使用安全稳定、强大的能量系统,还拥有先进的控制系统和定位系统,以及安全耐压的载人球体和浮力材料。在钛合金材料制备与焊接、声学通信定位等方面实现了多项重大技术突破,成功完成了潜水器设计、装配施工、陆地一体化、池测和海试采集,具备了海深进入、探测和运行能力,正式转入实验应用阶段。继2020年11月10日中国创下的10,909米的新纪录之后,"奋斗者"载人潜水器于13日、16日和19日完成了三次深潜。在海试期间获得的一些沉积物、岩石和海底生物样本为进一步的深海科学研究提供了第一手资料。

如果说龙号标志着中国进入世界载人深潜俱乐部,代表中国"深海战士"的潜水器可以与世界先进潜水器一起奔跑,那么"奋斗"就是一种超越,标志着中国载人深潜技术水平可以达到世界领先水平,引领国际潜水器的发展。

"在整个地球的演化过程中,1万米长的海底深渊是人类长期没有涉足的领域,那里有很多化学物质,沉积物,岩石等,还有很多未知的信息需要探索,"胡说。此外,世界上还有20多条6000米深的海沟,它们都位于两个板块俯冲形成的地震带中,参观这些区域将对了解地球的结构演化有很大帮助。科学家们对这些机制的形成以及那里的生态系统感兴趣。我们的任务是将科学家带到最近的地点。"

深海蕴藏着地球上远未被认识和开发的宝藏,但要获得这些宝藏,就要掌握深海入海、深海勘探和深海开发等关键技术。无论是深海勘探还是最终的深海开发,深海通道是最关键的环节,只有深海装备技术第一,才能将科学家带入更深的海底,确保实现另外两个环。而深海环境的神秘,决定了未来每个阶段都会出现更多疑难的问题,深潜的人要做的就是准备好迎接每一个挑战。

万米海试成功后,胡震有了新的目标。"发展载人潜水器最根本的事情是依靠基础材料和技术进行突破,"他说。结合新的材料和技术,我们将开发更多定制,更有针对性的载人潜水器。它还将结合人工智能等新领域,实现新的控制模式,降低劳动强度,提高安全性能。未来,正如透明海洋大科学项目所描述的那样,科学家将在实验室中了解海洋如何移动,海洋温度的变化如何影响气候,以及鱼类种群的变化是如何发生的。到那时,浩瀚的深海将不再是神秘的,黑暗无尽的大海将变得"透明"。"

为了实现这个"深蓝梦",胡震再次站在起跑线上。

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