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专家:蛟龙号载人潜水器设计深度为7000米(组图) |
| www.sinoca.com 2011-07-03 浙江在线 [复制链接] 字体：大 中 小 |
“蛟龙号”就像我的孩子
长、宽、高分别是8.2米、3.0米与3.4米，在空气中重量不超过22吨，外形像一条鲨鱼，有着白色圆圆的“身体”、橙色的“头顶”，身后装有一个X形稳定翼，在X的四个方向各有1个导管推力器……
说起蛟龙号潜水器，老人如数家珍，用徐芑南自己的话来说，“他就像是我的孩子，我看着他一天天成长起来的。”
其实，当初刚接到研究任务的时候，徐芑南已近古稀之年，而当时他也是临危受命。“因为我所在的单位中船重工702研究所，这方面的人才有的退休，有的转岗，后来领导找我谈话，问我是否愿意挑起这个担子，我当时没多想就答应了。因为我做了一辈子的深潜技术研究，大都是深潜机器人，载人深潜一直是我的一个梦想。”
就这样，徐芑南被任命为载人深潜器总设计师。对于67岁的他，这是机遇，也更是挑战。
经过多年的努力，徐芑南所带领的设计小组终于实现了耐压结构、生命保障、远程水声通讯、系统控制等关键技术的突破。2007年8月底，载人潜水器成型“出炉”了。
“图纸上画了无数遍、脑海里想了无数遍、做梦里见到过无数遍，这次终于成真了，我们国家终于有了自己的载人深潜器了。”回忆那一刻，这位老人脸上洋溢着童真般的喜悦和自豪。
设计标准与“神六”相当
在设计过程中，让徐芑南记忆深刻的海试潜水器的生命支持系统，设计标准不亚于“神六”宇航员安全保障系统。“在大洋深处，舱内必须保持氧气、二氧化碳达到一定浓度，同时也要保持舱内拥有正常的舱压、温度、湿度，还要保证不能有异味。所以，我们在‘蛟龙号’潜水器中装配了生命支持系统和两套氧气供给系统，力求万无一失。” 徐芑南说。
众所周知，水下压力很大，载人潜水器要想自由上下，常规来说就必须得有能量来源，但这无疑会要求增加潜水器的重量，而增加重量必然会影响整个潜水器的安全，怎么办？
徐芑南最后把宝押在了“深潜器无动力下潜上浮技术”上。“我们在潜水器两侧配备4块压载铁，重量可以根据不同深度与要求调整。在下潜过程中，压载铁使潜水器具备负浮力，按照一定速度下潜；当潜水器到达设定深度时，可操作抛载其中两块压载铁，使潜水器处于零浮力悬停状态，保持在这个深度上实现作业，包括航行、拍照、取样等；当任务完成，再抛弃另外2块压铁，使潜水器具备正浮力，按照一定的速度上浮，到达水面。”
按照这样的设计，蛟龙号载人潜水器最快下潜上浮速度是42米每分钟，也就是说到达7000米海底大约需要3个小时。
根据计算，如果到达7000米深度，潜水器手掌大小的面积将承受70多吨的压力，而这对潜水器抗压也是一种考验。“潜水器大部分结构由钛合金构成，在潜水器外表加装的是70多毫米的钛合金壁，能够抵挡住超高压。海试前，我们还模拟了一个压力桶装置里，相当于7000米深处海水压力，对每个部件进行了考验。” 徐芑南说。
徐芑南说，“蛟龙号”上配备多种高性能作业工具，确保它在特殊的海洋环境或海底地质条件下完成保真取样和潜钻取芯等复杂任务。
“中国龙”三大技术领先
交流中，徐芑南不忘“提醒”记者，“要告诉读者，蛟龙号，可是咱地地道道的中国龙！”
在国家海洋局对外介绍上，“蛟龙号”是被这样定义的：我国自行设计、拥有自主知识产权的第一台深海载人潜水器。从方案设计、初步设计到详细设计，全部由我国工程技术人员自主完成。总装联调和海上试验也由我国独立完成。
“整整7年时间，载人潜水器上的几个关键核心技术，像耐压结构、生命保障、远程水声通讯、系统控制等关键技术，都是我们自己突破的。” 徐芑南说。
不过，徐芑南也没有否认，蛟龙号身上也有些零部件来自于国外进口，但他特别强调这些都不是核心零部件，而且绝大部分零部件正在实现国产化。
相比国际上现有的大深度载人潜水器，徐芑南认为中国龙“蛟龙号”在技术上有三个领先优势。
首先，“蛟龙号”具有先进的近底自动航行功能和悬停定位功能，便于目标搜索和定位，可以在海底自由前后航行。其次，它具有高速水声通信功能，可以将潜水器在水下的语音、图像、文字等各种信息实时传输到母船上，母船的指令也可以实时地传给潜水器，专家可以现场进行指挥。 最后，相比较，蛟龙号上的充油银锌蓄电池容量是最大的，从而保证了在水下的作业时间。
“什么都好奇却什么也不敢碰，生怕给碰坏了。”
第一次深潜就像个乖学生
叶聪说自己是“深海的哥”，因为他觉得，潜航员就像出租车司机，把搭乘的科学家送到深海区。不过这位如今的五星级“深海的哥”，生平第一次深潜的时候，可不像今天这么活泼。
那是2005年，叶聪和其他4位科学家、工程师组成了一支小分队去美国的亚特兰蒂斯号科研船上学习。亚特兰蒂斯号是“阿尔文号”载人深潜器的母船，后者目前仍是世界上下潜次数最多、最著名的深潜器，1986年就是它发现了泰坦尼克号的残骸。
“那回阿尔文号一共进行了21次深潜，我参加了第1次和第20次。”叶聪仍清楚记得自己第一次踏进那艘世界上最具传奇色彩的深潜器时的感受，“就像一个乖学生，什么都好奇却什么也不敢碰，生怕给（人家）碰坏了。”第二次进舱感觉就没那么束手束脚了，碰巧阿尔文号出现了故障，是他与美国专家一起解决的问题，这也让叶聪有了更多信心。
正是那次亚特兰蒂斯号之行让叶聪成为“蛟龙号”的首席潜航员。
“最后一次海试时刚好发现一个深两米的坑，深度就多了两米。”
巧遇深坑造就3759米纪录
“蛟龙号”目前的最大下潜深度是3759米，那是去年在中国南海进行海试时创造的纪录。
事实上，在那次为期19天的海试中，“蛟龙号”在南海3000米深海区一共完成17次下潜。有趣的是在突破3000米深度以后，几次深潜传回的数据都在 3755~3757米之间徘徊。“我们进行海试的地方刚好是一块非常平整的海底，我下潜了两次，最大深度都是3757米。”叶聪说着，忍不住自己笑起来， “结果就在最后一次下潜完成，正在巡航准备兜一圈就上来的时候，两位试航员发现了一个坑，那个坑刚好深两米，最大深度变成了3759米，打破了我的纪录，哈哈。”
今年叶聪和他的团队的目标是突破5000 米深度，海试的地点在东太平洋，那里又是一块非常平整的海底，今年的纪录会是多少呢？“还真不好说，这个地方的深度在5200米到5400米之间。”换句话说，除非这次再幸运的发现另一个“坑”，否则今年的深潜纪录会在5400米左右。
“海底世界并非想象中的五光十色，200米下就是一片黑暗。”
潜航员“眼睛”直径20厘米
阳光折射进海水，荡出斑斓的波纹，有彩色的小鱼游来游去……这大概是多数人想象中深潜入海的景象，事实如何，叶聪应该最有发言权了。
“海底世界并不是想象中那么五光十色，以我个人的经验，差不多海平面以下200米就是一片黑暗，当我们到达3000多米的深海时，只有零星的生物，偶尔能看到海葵和鱼，还没看到过大型海底生物。”叶聪说，但这并不意味着他们就是“两眼一抹黑”，事实上，他们有很多双眼睛。“我们有声纳，勘测距离超过200米，可以传回勘测数据，告诉我们哪里有洞、哪里是坑、哪里有障碍物需要避开。我们还有更直观的观察方法，‘蛟龙号’配有很强的照明系统和先进的摄影、摄像仪器，拍下图像回传，今年我们还更换了LED灯，和更高像素、更清晰的照相机、摄像机，拍回图像会更细致。”
在“蛟龙号”的前端，有3个观察窗，这是潜航员们观察海底最方便的“眼睛”。为了对抗深海的压强，观察窗非常厚，有点像“猫眼”，外直径大内直径小。叶聪的观察窗最大，直径有20厘米，观察窗保证了潜航员在强光照明下可观察到前方20米范围内的海底坏境。加拿大华人网 http://www.sinoca.com/
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