為一道焊縫，就要忙活八九個月

　　

　　1個多月時間，累計完成13次下潛，其中8次突破萬米。10909米的紀錄，讓人類在大深度載人深潛領域有了新坐標。“奮斗者”號全海深載人潛水器讓全世界看到了中國的載人深潛的實力。而在這項榮光背后，“奮斗者”號又有怎樣的故事呢？揚子晚報/紫牛新聞記者昨日走進位于無錫的中國船舶七〇二所一探究竟。 揚子晚報/紫牛新聞記者 張建波

　　

　　深潛

　　

　　10909米！

　　

　　11月10日清晨，載有3名潛航員的“奮斗者”號從“探索一號”母船機庫緩緩推出，被穩穩起吊布放入水，近4小時后，“奮斗者”號成功坐底，下潛深度達10909米，創造了中國載人深潛新紀錄，達到世界領先水平。

　　

　　11月28日8時30分許，一陣汽笛聲響，“奮斗者”號完成第二階段海試，勝利返航。

　　

　　探秘

　　

　　“地球第四極”

　　

　　馬里亞納海溝被稱為“地球第四極”，水壓高、完全黑暗，是地球上環境最惡劣的區域之一，其最深處約11000米，相當于珠穆朗瑪峰疊加華山的海拔高度。

　　

　　“奮斗者”號讓中國到達了全球深海裝備和技術的制高點，中國人也首次來到了這個“人比到達過月球的人還要少”的地球深淵。

　　

　　10909米是什么概念？

　　

　　10米

　　

　　普通人在不攜帶潛水裝備可以下潛到的深度

　　

　　113米

　　

　　一名法國潛水員創造的裸潛紀錄

　　

　　332米

　　

　　人在借助水下呼吸器后下潛到的最深紀錄

　　

　　10909米

　　

　　水壓超過110兆帕，相當于2000頭非洲象踩在一個人的背上

　　

　　深海游歷之旅

　　

　　1、布放

　　

　　“奮斗者”號從“探索一號”科考船轉移到海面

　　

　　2、下潛

　　

　　蛙人小隊幫助潛器脫鉤，潛器注水下潛，臨近海底后拋掉第一組壓載鐵，達到懸浮在水中的均衡狀態

　　

　　3、坐底

　　

　　在綜合考慮潛水器速讀、姿態和海底地質情況下，讓“奮斗者”號人為地在海底著陸

　　

　　4、巡航作業

　　

　　在海底進行拍攝作業、巡航，同時采集洋底環境數據

　　

　　5、拋載上浮

　　

　　拋出兩塊壓載鐵，開始上??；潛水器外層的浮力材料也會為潛水器提供足夠的浮力

　　

　　6、回收

　　

　　通過蛙人掛攬、起吊等操作，“奮斗者”號回到母船懷抱

　　

　　2012年，7000米級“蛟龍”號載人潛水器問世，創當時同類載人潛水器下潛深度7062米的世界紀錄

　　

　　2017年，4500米級“深海勇士”號載人潛水器獲得突破，實現“關鍵技術自主化、關鍵設備國產化”

　　

　　2020年7月起，“奮斗者”號累計完成30次下潛，其中8次突破萬米

　　

　　海試呈現“加速度”

　　

　　“蛟龍”號從立項到海試用了10年，“深海勇士”號用了8年，“奮斗者”號用了4年。

　　

　　國產化率超96.5%

　　

　　根據國家相關規定測算，“奮斗者”號國產化率超過96.5%，更重要的是，實現了由集成創新向自主創新的歷史性跨越。

　　

　　“奮斗者”號的成長手冊

　　

　　A 近百家單位近5年研制 最關鍵組件在無錫安裝

　　

　　“奮斗者”號作為中國擁有自主知識產權的全海深載人潛水器，由中國船舶七〇二所牽頭，近百家科研院所、高校、企業的近千名科研人員，經過艱苦攻關，歷時4年多研制完成。其中，無錫市作為中國船舶七〇二所的駐地城市，就有近30家企業和科研單位參與。據介紹。“奮斗者”號最核心的載人艙由兩個半球焊接而成，半球球殼的一體沖壓、將半球焊成一個整體等工作，都是由無錫本地企業完成的。同時，焊接完成后，要對焊縫部位進行殘余應力檢測和無損探傷等，確保焊接能達到要求，敲定“合格章”的機構也是無錫的。

　　

　　與此前的“蛟龍”號、“深海勇士”號一樣，“奮斗者”號的關鍵組件也是在無錫安裝完成的。作為制造業強市，無錫一直是中國載人深潛器研制、建造和載人深潛事業的積極參與者和主力軍。“三臺潛水器都誕生在無錫，無錫市、濱湖區領導都特別關注。”難得的是，“奮斗者”號的幕后團隊是一群平均年齡30多歲的年輕人。“從‘蛟龍’到‘深海勇士’再到‘奮斗者’，經歷了20年，始終是老同志支撐，年輕人在第一線，不斷更新我們的技術，創新我們的成果。”中國船舶七〇二所所長、“奮斗者”號總設計師葉聰稱。

　　

　　B 為一道焊縫忙活八九個月，確保載人艙安全

　　

　　圓球形的載人艙的安全可靠，是“奮斗者”號的頭等大事。

　　

　　最初，適合萬米深海超高壓(標準大氣壓的1100多倍)、低溫(0℃-2℃)環境特點的載人艙球殼的選材并不好找，當時所有的鈦合金材料均無法滿足要求。而當材料找到并完成半球沖壓后，另一個棘手的問題出現了：焊接工藝能行嗎？焊縫到底能不能過關？

　　

　　載人艙的選材決定了其焊接工藝要求極高、難度極大。根據“慣例”，當初團隊準備了兩對半圓形球殼，用于制作載人艙。但首次焊接后的焊縫無損探傷發現，焊縫部位的承壓性能達不到要求，“要求焊縫處的性能必須和其他完整部位一致，否則就是事關安全的大問題。”問題很快被查了出來，癥結是在工藝上。

　　

　　團隊認為，沒有問題是解決不了的，得“摸著石頭過河”。重新驗證，改進工藝，經過八九個月的努力，終于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。最終，通過在另一個球殼上的操作，順利達到了安全性能要求。

　　

　　C 新型固體浮力材料保障“快上快下”

　　

　　相比“深海勇士”號，“奮斗者”號的海底作業時間延長了一倍，達到了6個小時。雖然與“蛟龍”號時間相當，但作業效率大大提升。這一切，得益于“奮斗者”號實現了“快上快下”。

　　

　　而這，首先歸功于一種新型固體浮力材料。研制團隊認為，萬米載人潛水器不僅要潛得深，還要能安全上得來。在超高壓環境下，需采用可抵抗萬米海深壓力的新型固體浮力材料。一款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，幫了大忙。同時，由于系統性解決了浮力材料粘接過程中的特殊控制工藝等難題，“奮斗者”號實現了增大有效載荷、減少外形尺寸的設計目標，為“快上快下”打下了基礎。

　　

　　此外，還要歸功于一款百千瓦時級的“全海深鋰電池組”。針對“奮斗者”號在萬米海深環境長時間工作，中國自主研發的該電池組大幅度提高了潛水器的水下作業時間。

　　

　　深海世界“妙不可言”

　　

　　專為“深淵”定制 親身感受深海的震撼

　　

　　在這次海試期間，當接受央視采訪時，海試團隊成員說了一句“萬米深淵，妙不可言”。“這次，中國人第一次親身感受萬米下海底帶給我們的震撼。”一位團隊成員說，每個人內心都非常激動，因為這是中國人自主設計并突破各項技術，達到了這樣的狀態。

　　

　　為了此次要去的萬米“深淵”，“奮斗者”號也是做足了準備。據介紹，萬米“深淵”區域大部分都是海溝，溝的兩側都是特殊的生物、不同的地形存在，等等，既“妙不可言”，也意味著復雜的環境。在項目剛開始時，針對“深淵”的環境特點，包括壓力參數、海水密度、水溫、鹽度等研制團隊都做了充分的數據分析。在這個基礎之上，確定了潛水器的設計參數，之后依據參數指導著各個設施組件的準備、打造，“像電池，我們要針對性考慮低溫環境、高壓等情況，很多的設計就是專門用于這個極限深度這個挑戰。”

　　

　　越來越“舒適” 從帶干糧到吃上蛋炒飯

　　

　　“總體上來說，駕駛室的空間還是那么大，但是舒適度已經非常高了。”作為團隊中的長者，“深海勇士”號總設計師、“奮斗者”號副總設計師胡震告訴記者，作為三臺潛水器的老總，他介紹，通過對載人艙的系統改造和優化，作業人員在操作時更加便捷和舒適。具體包括，對座椅角度進行了調整，讓作業人員的坐姿更舒服。同時，對室內的“裝修色彩”進行調整，緩解長時間作業帶來的疲勞感。“特別是人機交互系統的重新布局、優化，大大便利了各項作業，使得深海作業也能狀態輕松。以前下海帶著干糧，比如面包、水果，現在可以吃上蛋炒飯和炒面了。”此外，另一大干擾——噪音也得以大大降低，基本影響不到正常工作。

　　

　　又“堅強”又“嬌氣” 艙蓋連沾染灰塵都不行

　　

　　盡管此次海試中也遭遇了臺風等惡劣天氣，所去的地方也是極其復雜的環境，但總體上，“奮斗者”號表現很棒，出現了一些小的故障，都很快解決了。這主要得益于“奮斗者”號的設計，加入了“故障隔離”的理念——對不影響整個任務大局的小毛病，可以做到“防火墻”一般的隔離處置。

　　

　　實際上，“奮斗者”號也有“嬌氣”的一面。比如載人艙的艙蓋就很“金貴”。艙蓋是載人艙唯一的活動區域，如果密封出問題，必然帶來可怕的災難。為此，團隊的每個成員進出都很小心，就算是布質的帽子都不能磕碰到，“艙蓋都是仔仔細細地擦干凈，生怕沾染的一?；覊m影響到密封性。”

　　

　　張建波