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面对面:“奋斗者”号研发团队——我们的青春叫奋斗
来源:中国船舶集团     日期:2022-05-09    字体:【大】【中】【小】

  2021年3月16日,中国船舶集团牵头研制的“奋斗者”号全海深载人潜水器交付活动在三亚举行。它是我国“十三五”国家重点研发计划“深海关键技术与装备”重点专项的核心研究任务,在万米级海试中显示了巨大优势。


5月8日,央视《面对面》节目聚焦“奋斗者”号研发团队。

  “奋斗者”号是我国自主研发建造的第一艘万米级全海深载人潜水器。自2021年3月16日正式交付之后,“奋斗者”号已经执行了近70次下潜任务。“奋斗者”号研发团队是一支朝气蓬勃的队伍,平均年龄仅34岁,35岁以下青年比例达到75%。 

  叶聪:这是很酷的事情

  2016年,“奋斗者”号正式立项,是国家“十三五”规划中“深海关键技术与装备”的核心任务,目标是研制一台拥有自主知识产权、核心技术国产的全海深载人潜水器。在那之前,“蛟龙”号和“深海勇士”号已经为了这个目标探索了14年时间。

  2002年,中国第一艘深海载人潜水器“蛟龙”号项目正式立项,大学毕业刚一年的叶聪成为项目组成员。“蛟龙”号设计最大下潜深度为7000米级,而那时,深潜在国内仍是空白。

  “奋斗者”号总设计师 叶聪:我觉得一个很有意思的事情,我跟同行去交流我做的事情时候,他们说你做的这个是什么。我们年轻时候讲这是很酷的感觉,你在做一件大家并不熟悉的事情,而且它有挑战的是在深度上能够超过以往,这是很令人激动和向往的事情,那时候我们就像毛头小伙子一样全身心扎进去了。

  参与“蛟龙”号项目第二年,23岁的叶聪担任总布置主任设计师,负责空间布局和作业流程的设计,之后,不同阶段“蛟龙”号最重要的设计图纸都出自他的手。

  刘烨瑶:关键技术掌握在自己手里才不受制于人

  水声通信是“蛟龙”号首要解决的难题之一,受条件所限,“蛟龙”号采取自主设计、自主集成研制的方式,很多设备和技术都是从国外引进购买,但是水声通信技术却买不到。2007年,刘烨瑶大学毕业后进入中科院声学研究所工作,正好赶上该所研发“蛟龙”号的水声通信系统,部门安排他参加这项技术的研究。

  “奋斗者”号副总建造师 刘烨瑶:其实我不知道我要参与的是这么重要这么有挑战性的项目,后来慢慢深入到这个项目里面去,了解得越来越多,觉得既然有这样一个机会,就要把这个事情做好。“蛟龙”号是我们国家载人潜水器从零到一,从无到有的过程,前面可以说没有先例可以借鉴,整个队伍是一支非常年轻的队伍,经验都是一点点摸索出来的。

  在刘烨瑶和同事的努力下,“蛟龙”号成为全球首台应用高速数字水声通信技术的载人潜水器。在水声通信系统的保障下,从2009年至2012年,“蛟龙”号接连取得1000米级、3000米级、5000米级和7000米级海试成功,其间所经历的一件小事让刘烨瑶更加认识到自主研发的重要。

  “奋斗者”号副总建造师 刘烨瑶:当时在海上做实验出现了一点小问题,这个设备的部件是从国外采购的,我们找到采购的代理去和老外沟通。老外说他在度假,等他度完假再来到现场大约过了一两个星期,这一两个星期我们在现场什么都不干,等着他来处理问题。他大约用了半天时间把这个问题就处理好了,他处理完问题就走了,我还记得他来那次在他身上花的钱可能就是我们一年的工资,更主要耗费了我们太多时间。我们整船人整个实验都因为他设备的原因向后推迟了,所以我当时就想这个东西我们一定要自己做,关键技术掌握在自己手里才能不受制于人。

  为了提升自主创新能力,2009年,我国第二台深海载人潜水器“深海勇士”号同步立项,它的作业能力虽然只有水下4500米,但采取自主研发,国产化程度达到95%。在“深海勇士”号的研制中,刘烨瑶担任主任设计师,负责声学系统硬件设计以及母船声学系统的改造,叶聪则担任副总设计师和总质量师,开始全面负责总体设计工作。

  严开祺:突破深海载人潜水器浮力材料瓶颈

  在“深海勇士”号立项的2009年,严开祺进入中国科学院研究生院读研,选择了当时被视为冷门的空心玻璃微球的研究课题。直径比头发丝还小的空心玻璃微球,与树脂基材混合加工成又轻又抗压的浮力材料,被视为深海潜水器的六大关键技术之一。上世纪50年代,美国、日本、俄罗斯等国开始研发这一技术,至今仍处于保密状态。为了攻克这项技术,上世纪90年代,中科院理化技术研究所的科研人员开始进行自主研发。

  “奋斗者”号结构系统设计师 严开祺:我们团队创始人宋广智老师跟我聊过,人的一生看起来很长,但是能真正参与几件有意义的事情,这种机会并不是很多。我经常跟宋广智老先生在一起,他七十多岁还到现场去做实验,他经常会跟我讲他以前的经历,在艰苦的环境下坚持做这些事情,他的精神非常感染我,我想我们现在遇到的这点困难算什么。

  研究生毕业后,严开祺留在课题组工作,2012年夏天,他主动承担浮力材料的海试任务,三次前往海南,在海上漂了40多天。2014年,“深海勇士”号立项的第五年,在一次课题汇报会上,时任“蛟龙”号总设计师的徐芑南院士看到了严开祺所在团队研发的浮力材料,而浮力材料正是当时“深海勇士”号面临的最大瓶颈之一。通过专家组的评审,“深海勇士”号决定采用严开祺所在团队研发的浮力材料,但是,所有的发明创造中,最难的跨越就是从实验样品到工程应用。

  “奋斗者”号结构系统设计师 严开祺:我们做一个样品,我可以在100个里挑一个最好的,但如果把它做成产品装到装备上去,在100个产品里面要求它全部都是一样的,全部都这么好,是很难的。难点就在于我们小微球怎么让它批次稳定性放大之后,每次都一样的,能够提供给它这么高的强度的支撑。我印象很深刻,第一次我们去做放量实验的时候,我们空心玻璃微球的抗压强度一下子就降了40%。100个微球里面40个都破了,意味着浮力损失就会达到40%,这是很可怕的事情。

  有两年多的时间,严开祺和同事驻扎在实验基地,失败一个接着一个,废品如小山般堆积,每天都在打击中度过。

  2016年12月,研发团队按时交付浮力材料。2017年10月,深海勇士号成功完成海试,历经8年的艰苦攻关,它实现载人舱、浮力材料、锂电池、推进器、海水泵、机械手、液压系统、声学通信、水下定位、控制软件等10大关键部件的国产化,为深海载人深潜高端装备“中国制造”探索出一条切实可行的路径。

  “奋斗者”号青年科研团队谈“奋斗”

  2017年,奋斗者号立项一年有余,中国载人潜水器由集成创新向自主创新的历史性跨越将由它在挑战万米深潜中完成。

  “奋斗者”号的研发继续采用跨系统、跨单位、跨部门团队协作的方式,项目由中国船舶七〇二所牵头,中科院深海科学与工程研究所等30多家科研院所、高校、60余家企业、近千名科研人员参与了关键核心技术的攻关。29岁的严开祺成为“奋斗者”号结构系统副主任设计师,负责浮力材料的研发。32岁的刘烨瑶担任“奋斗者”号声学系统主任设计师,设计、建造、总装、联调、水池试验,“奋斗者”号的进展超常而有序。关键技术和领域上国产化核心技术的突破,让奋斗号实现了96.5%的国产化率。

  2020年11月10日,“奋斗者”号向马里亚纳海沟的最深处“挑战者深渊”发起挑战。“奋斗者”号此次坐底深度10909米,这是海试中下潜的最大深度,再次刷新中国载人深潜的新纪录。完成坐底之后,“奋斗者”号进行了六个小时的作业和巡航,是目前世界上万米深潜中持续最长的作业时间。2020年11月28日,“奋斗者”号成功完成万米海试,胜利返航。之后,正式交付,投入了常规科考应用。

  “奋斗者”号总设计师 叶聪:奋斗者号去年又完成了51次下潜,今年也已经开展了17次下潜,下半年我们还会有更大深度的任务。这些年一个是我们潜水器的数量在世界上应该说是比较多,第二个从我们对海洋探索的任务来讲也是越来越丰满,像在2021年我们三台潜水器总计下潜次数有170多次,这个已经占了全世界大深度载人深潜的一半以上,表明我们现在载人深潜在海底开展工作的能力,能够为全世界的科学家提供优质的服务。

  目前,除了负责“奋斗者”号的运营维护之外,叶聪带领团队正在研发适用于更多场景、更多型号、全体系的潜水器,刘烨瑶忙于对“奋斗者”号水声通信技术的迭代升级,严开祺忙于研制有更广阔应用空间的全新一代浮力材料。

  “奋斗者”号结构系统设计师 严开祺:我在年轻的时候遇到了这样一个事情,我参与了,还取得了一些成果,我感觉自己的整个青春是非常饱满的。

  “奋斗者”号副总建造师 刘烨瑶:几十年之后再看,我可能觉得我们现在是不是还不够努力,我们现在赶上一个非常好的时代,更应该努力工作。

  “奋斗者”号总设计师 叶聪:二十年前我认为做潜水器做海洋是特别有意义特别酷的事,我们现在觉得自己在做的事情是伟大过程中的一步,我们往前的步子会越来越稳健,我们想象的海洋的应用会跟我们日常生活、国家的发展越来越紧密。奋斗者会不停奋斗,因为我们的征程真的是在辽阔的海洋,有大量的未知的对象等着我们去探索发现。




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