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中國載人深潛向海底一萬米進發(fā) 2020年將投入使用

中國載人深潛向海底一萬米進發(fā) 2020年將投入使用
2019-03-13 07:52:34 科技日報

原標題:中國載人深潛:向海底一萬米進發(fā)

中國載人深潛向海底一萬米進發(fā) 2020年將投入使用

4500米級載人潛水器“深海勇士”號

3月10日,,“探索一號”科考船搭載“深海勇士”號載人潛水器靠港三亞,,圓滿完成了我國首次覆蓋西南印度洋和中印度洋的TS10深潛科考航次。本航次中,“深海勇士”號在高海況、海底地質(zhì)環(huán)境復雜的西南印度洋和中印度洋熱液區(qū),,創(chuàng)造了一系列中國載人深潛作業(yè)的新紀錄。

深海潛水器被認為是發(fā)展深海技術(shù)的引擎和集成平臺,,也是開展深??茖W研究、資源開發(fā)的重要支撐,,相關(guān)技術(shù)的進步將促進深海裝備配套技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,。2017年科技部等三部門印發(fā)的《“十三五”海洋領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》提到的重要目標,,就是開展?jié)撍髯V系化工程,。

從“蛟龍”號到“深海勇士”號,再到萬米載人潛水器,,規(guī)劃實施以來,,我國潛水器譜系化工程有序推進。

“蛟龍”將重返馬里亞納海溝

2012年,,“蛟龍”號在馬里亞納海溝完成最大設(shè)計深度海試,,最大下潛深度7062米,刷新了作業(yè)型載人潛水器的世界紀錄,。由于當時潛水器常態(tài)化業(yè)務運行的條件仍不完備,,自然資源部中國大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會計劃用5年時間開展“蛟龍”號試驗性應用,完成其從海試向常態(tài)化業(yè)務運行的過渡,。

5年來,,“蛟龍”號像是一輛深海出租車,共成功下潛158次,,搭載經(jīng)過培訓的科學家等“乘客”下潛到海洋深處,,開展現(xiàn)場勘查研究,。此前,“蛟龍”號的母船是已屆退役年限的“向陽紅09”船,。而今年7月,,大修與技術(shù)升級后的“蛟龍”號所搭乘的母船將改成“深海一號”,“蛟龍”號也將重返馬里亞納海溝,。

在2018年12月舉行的“深海一號”下水儀式上,,自然資源部中國大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會主任劉峰說,這是我國首艘按照綠色化,、信息化,、模塊化、便捷化,、舒適化和國際化原則設(shè)計建造的全球級特種調(diào)查船,,“蛟龍”號與新母船相配合,將顯著提升我國精細探索大洋資源環(huán)境的能力與水平,。

國家深?;毓芾碇行母笨偣こ處煻≈臆姼嬖V記者,“蛟龍”號重返馬里亞納海溝會開展為期約40天的適配式海試,,預計下潛深度7000米,,共10個左右潛次。之后,,潛水器將進入業(yè)務化運行階段,,“深海一號”將攜“蛟龍”號在西太平洋馬里亞納海盆,執(zhí)行中國大洋56航次任務,。

“深海勇士”國產(chǎn)化率達95%

下潛深度是深海探索能力的一種象征,,深海潛水器國產(chǎn)化程度和運行能力的提高,是確保深海探索能力的關(guān)鍵,。作為我國第二臺深海載人潛水器,,4500米級載人潛水器“深海勇士”號的研發(fā)目標,是在“蛟龍”號研制與海試的基礎(chǔ)上,,推動我國大深度潛水器關(guān)鍵技術(shù)和核心部件國產(chǎn)化,、功能化、譜系化,,并帶動深海技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,。

2017年底,課題通過科技部組織的驗收,。2018年,,“深海勇士”號完成87次下潛,不僅超過了美國“阿爾文”號2018年度下潛次數(shù),,還創(chuàng)造了我國潛水器年度潛次紀錄,。2019年2月23日,,“深海勇士”號在中印度洋洋脊熱液場完成了第150次下潛。依據(jù)經(jīng)費額度計算,,4500米級載人潛水器國產(chǎn)化率達到95%,,這也大大降低了運行成本,提高了科考性價比,。

中科院深??茖W與工程研究所博士李季偉認為,在2018年航次中,,“深海勇士”號對極端海況環(huán)境的適應性,、全時段作業(yè)能力大大加強。

在南??瓶己酱沃?,“深海勇士”號在19天里連續(xù)下潛,總計完成20次下潛,,并首次創(chuàng)造了52小時內(nèi)連續(xù)下潛4次的紀錄,,這包含1次六級海況的布放和回收,3次夜晚布放及回收,,目前在國際上只有俄羅斯具備夜晚布放與回收的能力,。

在西南印度洋科考航次中,“深海勇士”號在海況惡劣的西風帶海域作業(yè)49天,,共下潛43次,,經(jīng)受住了惡劣海況和復雜海底地形的考驗。來自國內(nèi)外8家單位的26名科學家參加下潛,,進一步擴大了“深海勇士”號應用的開放程度,,加快了潛水器應用的國際化步伐。

通過這些航次,,我國形成了與國際標準接軌的載人潛水器海上運行管理規(guī)范和標準,,標志著我國進入從自主研制載人深潛器到擁有世界先進運行和作業(yè)能力的嶄新時代,。

“中國深度”期待更高紀錄

日前,,一場特殊的高難度縫合手術(shù),在北京進行,。有點特別的是,,手術(shù)對象是由高強度鈦合金材料制成的載人艙球殼的兩個半球。這臺手術(shù)的縫合線長達6米,,手術(shù)“傷口”厚達105毫米,。

作為整個潛水器里規(guī)格最大的一個耐壓容器,載人球艙材料十分特殊,,球艙成敗直接關(guān)系整個項目成敗,。工程師采用了一種創(chuàng)新的縫合方式——真空電子束焊接,,這樣規(guī)格厚度和長度的“縫合手術(shù)”在國內(nèi)外從未有過。焊接是在真空環(huán)境里完成的,,工程師在真空室外操作焊槍,,對準兩個半球中間的赤道縫發(fā)射電子束。赤道縫溫度高達1300多攝氏度,,載人艙球殼邊旋轉(zhuǎn),,工程師邊焊接。

中科院金屬所鈦合金研究部副主任雷家峰說,,焊接必須是一個連續(xù)的過程,,如果有斷弧再重新起焊,焊接質(zhì)量將會下降,,“我們要求一次成功”,。而這只是極限深度帶來極限設(shè)計、極致制造的一個例子,。

在“蛟龍”號和“深海勇士”號研制經(jīng)驗基礎(chǔ)上,,2016年,全海深(萬米級)載人潛水器項目正式立項,?!膀札垺碧栐?000米處的壓力是700個大氣壓,萬米級載人潛水器還要增加400余個大氣壓,。

萬米級載人潛水器總設(shè)計師,、中船重工702所副所長葉聰告訴記者,即使有之前的技術(shù)基礎(chǔ),,高壓低溫的深海環(huán)境給球殼焊接,、浮力材料測試、鋰電池質(zhì)量控制,、液壓元件適應性等都帶來了前所未有的挑戰(zhàn),。

“很多技術(shù)都經(jīng)歷了曲折坎坷?!比~聰說,,雖然難度很大,好在有準備,?!叭ツ昶咴略O(shè)計階段全部完成,現(xiàn)在部件開始陸續(xù)到貨,,三月進入總裝階段,。2020年萬米級載人潛水器將完成試驗、投入使用,創(chuàng)造新的‘中國深度’,,進一步提升我國海洋探測能力與研究水平,。”


(責任編輯:李平書 CN080)
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