6月1日，廈門國際郵輪碼頭。蜚聲中外的蛟龍號載人潛水器像一個大胖娃娃靜靜地躺在“向陽紅09”科考船的懷中。
此時，蛟龍號剛剛圓滿完成了2016年試驗性應用航次第一航段的西北太平洋科考任務，隨母船“向陽紅09”返航抵達廈門進行短暫的休整。不久後，它將開赴西太平洋馬利亞納海溝，展開本航次第二航段的科考任務。
在“向陽紅09”上，隨蛟龍號完成今年第一航段科考任務的中船重工七〇二所水下工程研究開發部主任、蛟龍號副總設計師胡震告訴記者，蛟龍號迄今已完成了113個潛次。在此航段科考中，蛟龍號搭載6名科學家共開展了13次下潛作業，最大下潛深度6796米，在西北太平洋富鈷結殼合同區、全球深淵的代表性區域雅浦海溝，獲取了豐富的科考成果。
“僅2013年，蛟龍號首次試驗性應用所獲得的海底巨型生物樣品和高清視頻資料，就相當於我國此前20年海洋考察成果的總和。”胡震説。
作為我國海洋技術發展的前沿與制高點，蛟龍號載人潛水器不僅是中國式自主創新的成功代表，也是我國海洋高科技發展的重大成果之一，更是我國從“深海進入”“深海探測”到“深海開發”的一個里程碑。
走向深海的關鍵裝備
位於江蘇無錫的中船重工七〇二所，是蛟龍號載人潛水器的“娘家”。
在七〇二所的耐波性實驗水池邊，所長何春榮介紹説，船舶或者海洋工程結構物，必須在這裡經過模擬大海中各種波浪的耐波性測試，才能真正走向製造、走向大洋。七〇二所像這樣的實驗室，大大小小有26座，總體規模在世界上處於前三位，是一個名副其實的船舶科研城。
何春榮説，海洋擁有的生物資源和礦産資源是陸地的千倍，物種總量佔整個地球物種總量的85%。但到目前為止，人類對海洋的開發利用還主要局限在海洋淺表層，對深海的認知非常少，更不用説開發了。造成這一切的原因中，有很大一部分就是缺乏有效的裝備。
深海載人潛水器是運載科學家、工程技術人員以及各種電子裝置、特種設備快速精確地到達各種深海複雜環境，進行高效勘探、科學考察和海底作業的裝備，是和平開發與利用深海資源的重要技術手段，在一定程度上代表著國家海洋資源的勘探開發能力。因此，研製大深度載人潛水器勢在必行。
從上世紀60年代開始，國際上載人潛水器研製就進入了快速發展階段，美國、俄羅斯、法國、日本等發達國家紛紛研製出一系列大深度載人潛水器，最大下潛深度達到6500米，被廣泛應用於各國的海洋科學研究和資源勘探中。
2002年6月11日，科技部正式把7000米載人潛水器列為國家863計劃重大專項，具體研製目標是，瞄準國際深海勘查作業前沿高技術的發展，研製一台採用多種高新技術、新材料和新工藝的、擁有自主智慧財産權的7000米載人潛水器，且總體技術指標要達到國際領先水準。七〇二所作為總師單位，聯合中科院瀋陽自動化所、中科院聲學所負責載人潛水器的本體研製任務，同時承擔載人潛水器總裝與整合、潛航員培訓等工作。一場深海技術領域的攻堅戰由此拉開帷幕。
技術突破挑戰深海極限
研製載人潛水器要突破哪些技術障礙？
“首先就是海水壓力。”何春榮介紹説，7000米載人潛水器，要經受的壓力是700個大氣壓，相當於每一平方釐米面積上的壓力是700公斤，而我們平常家用的高壓鍋壓力也只有2個大氣壓。換算下來，蛟龍號2.1米直徑的載人艙球殼需要承受的壓力，相當於14座埃菲爾鐵塔疊加在一起的重量。這麼大的壓力，對潛水器的結構設計、結構材料都構成了巨大的挑戰。
其次，在海水中，我們通常採用的電磁波和鐳射兩種通訊方式都不可用，只有聲通訊能夠使用。但聲通訊的速度比較慢，遠遠達不到遠端控制的要求，這就要求潛水器的自我保障能力要非常強。
第三，以同樣的速度移動，水中的阻力是空氣中的800倍。所以，潛水器要航行或者定位，都必須要克服巨大的阻力，這需要大容量的能源、電池來保持航行和狀態。
第四，海洋洋流環境非常複雜，潛水器想安安靜靜地“待著”也不容易，所以必須要有動力定位，這也需要耗費能量。
最後，在深海裏，水溫、環境差別非常大，潛水器必須要經受住各種各樣的考驗……
蛟龍號載人潛水器系統包含了載人潛水器本體系統、載人潛水器水面支援系統、母船增改裝系統和潛航員培訓系統，是個複雜而巨大的系統工程。僅就載人潛水器本體系統而言，就可以被劃分為總體、結構、舾裝、電力與配電、推進、水聲、生命保障等12個分系統，參與研製的單位需要發揮各自技術優勢，協調和固化各分系統之間的技術介面和管理介面，將每一個分系統的時間節點、約束條件、支撐性能串聯起來。
由於國外技術封鎖，蛟龍號在研發過程中可借鑒的資料非常匱乏。為此，項目研製團隊從一開始就確定了“豐富繼承、重點突破、整合創新、整體跨越”的設計思想和“自主設計、自主整合、獨立完成海上試驗”的研製道路。在長達10年的研製過程中，科研人員攻克了無數難關，實現了非線性環境下空間運動水動力、無動力下潛上浮運動特性、耐壓球殼的極限承載能力等16項關鍵技術零的突破，實現了7000米最大工作深度、近底自由航行和懸停定位、高速水聲通信、大容量充油銀鋅蓄電池等四大創新，載人深潛技術有了質的飛躍。以創新為驅動，蛟龍號最終創造了世界同類作業型潛水器最大下潛7062米的“中國深度”。
談到蛟龍號的技術突破，何春榮説，通過創造世界上最大的潛深紀錄，我國大潛深載人潛水器結構的設計技術得到了驗證；定位和懸停功能取得重大突破；水聲通訊系統不僅能傳輸語音、控制信號，還可以傳輸海洋地質地貌的掃描圖形。
加快實現深海“三部曲”
通過蛟龍號的研製，我國掌握了深海載人潛水器所有系統的關鍵技術、設計、加工、建造、試驗以及維護方法。
在蛟龍號的基礎上，七〇二所又牽頭進行了4500米載人潛水器的研製。身兼4500米載人潛水器總設計師的胡震告訴記者，全球海洋深度大都在3000米至5000米之間，平均深度為3700米，相對於7000米級的蛟龍號載人潛水器，研製4500米載人潛水器無疑是一個更為經濟實用的選擇。目前，這臺載人潛水器已實現了大量關鍵技術的突破，載人艙球殼、超高壓海水泵和推進器等都已實現國産化，大大帶動了我國相關新材料、新工藝在深海裝備産業方向的全面發展。
蛟龍號的研製吹響了七〇二所和中船重工加快構建深海裝備研發能力、推動深海裝備體系化發展的衝鋒號。擁有完整自主智慧財産權的4500米載人潛水器將於今年完成組裝，明年海試，後年投入應用；深海空間站已列入國家重大科技專項，目前已突破大量關鍵技術，小型試驗平臺成功完成海上試驗；海上大型浮式結構物技術攻關填補了國內多項空白，入選國家“十三五”重大工程項目；3000米深水鑽井船和深遠海多功能工程船完成了設計……
談到加快深海裝備發展，中船重工集團董事長胡問鳴在“向陽紅09”上對記者説，在剛剛閉幕的全國科技創新大會上，總書記提出“深海進入”“深海探測”和“深海開發”，“這是總書記為我們描繪的深海‘三部曲’。走向深海，裝備先行。作為海洋裝備建設的主力軍和國家隊，中船重工必須以服務國家深海戰略為己任，主動作為，在深海裝備領域不斷突破，研發、設計、製造出更多更好的深海裝備。”胡問鳴説。
“我們要志存高遠，向世界頂峰衝擊，爭取在10000米載人深潛器研發上走在世界前列，開創新的先河。”胡問鳴表示，中船重工把深海開發作為“十三五”乃至更長一段時間重點發展的領域，將舉全集團之力，同步開發並形成“深海進入”“深海探測”和“深海開發”裝備譜係，為實現海底資源開採打造“國之利器”。目前，集團每年拿出100多億元資金投入研發，今後還將募集社會資金，努力擔當起實現國家深海戰略的責任。
(責任編輯：羅伯特)
