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“彩虹鱼”:中国深潜新利器

2019-09-13 20:25:26来源:励志吧0次阅读

“张謇”号效果图

“彩虹鱼”载人深潜器

“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”原本是一种诗意的豪情与浪漫的理想,而当今科技的发展与实践却让这些天马行空的想象奇迹般地照进了现实。深海世界的发现与探索,将对21世纪人类和海洋的关系产生重大影响。“百年中国梦,世纪海洋情”,随着这艘“张謇”号科考船的竣工,它即将成为我国11000米载人深渊器“彩虹鱼”及其系列产品的科考母船,启航前往全球大洋的深渊区开展科学调查,为实现我国的“海洋强国”之梦写下奋斗与创新的澎湃篇章。

①母船竣工,“张謇”号创国内4个“第一”

春江水暖,海上潮生,在三月仲春时节,雄姿初展的科考船“张謇”号迎来了它的首次试水。该船由浙江天时造船有限公司历时一年精心打造,总投资达2亿元人民币,在建造之际便创下了国内的4个第一:第一艘专门针对深渊海沟科考而设计的船舶,第一艘配备万米级深潜器和全海深调查装备的科考母船,第一艘完全由民间资金支持并且承担国家使命的科考船,也是第一艘以近代名人命名并以弘扬“张謇精神”为宗旨的科学考察船。

将这艘母船命名为“张謇”号是它的总设计师、我国首个深渊科学技术研究中心负责人崔维成由来已久的愿望。张謇是一位伟大的爱国者、教育家、实业家,同时也是中国近现代历史上最早研究海洋、开发海洋、维护国家海洋权益的先驱。崔维成坦言,在致力于建设海洋强国的今天,以家乡先贤张謇的名字命名载人深潜母船,就是要继承和弘扬我们这个时代所需的实干兴邦的“张謇精神”,实现中国人的深潜之梦。

据彩虹鱼海洋科技有限公司董事长吴辛介绍,未来“张謇”号的功能设计除了满足11000米载人潜水器海试的需求外,还会拓展更多更灵活的实践应用。也就是说,除了开展一般性海洋科学调查研究以及各类深海工程作业,“张謇”号还将兼具海洋事故的救援和打捞、水下考古和电影拍摄、深海探险与观光等功能。这样不仅可以为石油公司、船运公司等提供轻型海洋工程方面的服务,还可以支持社会各团体组织开展各类海上科考探险、青少年海洋科普教育等活动。

通过将深海科学考察与海洋工程服务有机地结合,“张謇”号还开创了一个商业化运营管理模式的先例。经过调研,吴辛发现,目前国内海洋领域调研的需求很多,但并不是每个课题组都具备独立租船出海的经济实力。于是他想出,“今后不同领域的科学家可以用‘团购’的形式联合组织海试,共同搭乘‘张謇’号,到特定海域后,你干你的,我干我的。”这个想法刚付诸实际就在科研市场内广受欢迎。在建造中期,“张謇”号就已经开始承接出海任务,至完工时,它未来两年的档期几乎被约满,俨然显露出一种未来海上“百变金刚”似的威猛势头。

不过,科考母船“张謇”号只是我国万米级载人深渊器“彩虹鱼”项目总体设计的第一个成果。母船竣工后,崔维成带领的海洋大学深渊中心还计划申请国家相关载人潜水器项目,力争研制出世界上第一台作业型全海深载人潜水器。

②万米深潜,“彩虹鱼”畅游不再是梦

按照崔维成的设想,探秘深渊将是团队作战。这是一个庞大的系统工程,整个团队将由一艘4800吨级的科考母船“张謇”号、一台万米级全海深载人潜水器(HOV)、一台万米级全海深无人潜水器(ARV)、三台全海深着陆器组成。这些科学设备将形成四位一体的协同作业,共同构建我国全海深的“深渊科学技术流动实验室”的宏伟蓝图。把中国科学家送到世界各大洋的海沟和深渊,让他们能够身临其境地开展科考,这是崔维成正在为之努力的“深渊科技梦”。而实现这个蓝图的关键就在于研制出万米级作业型载人潜水器——“彩虹鱼”号。

然而,探索万米下的海底世界绝非易事。试想一下,下潜深度达到11000米是一种什么体验?如果把珠穆朗玛峰放在沟底,峰顶都不会露出水面。那里的海水寒冷刺骨,黑暗无边无际,还要承受1000个大气压的压力——这样的压力足以摧毁大部分科考设备。因此,即使是技术最尖端的万米级载人潜水器,也需要克服载人舱面临的巨大压力以及深海低温和深海供氧等难题。

为此,崔维成团队特地前往芬兰,寻找优于目前常用的高强度钛合金的新型材料——“马氏体镍钢”。这种超高强度材料的屈服强度达1700兆帕,能承受1.1万米水深的巨大压力。与生产“马氏体镍钢”的芬兰企业进行洽谈之后,他们很快达成了载人深渊器的载人舱国际化联合研制项目。与此同时,为了利用这个机会把我国深海装备研发所需的高强度钢的制造水平提升上来,拉动我国深海装备材料与制造技术发展进步,崔维成也不忘带领深渊中心同步启动了载人舱项目的国产化研制。据了解,“彩虹鱼”系列无人潜水器除了水下摄像机、水下灯和部分电缆进口外,布放与回收系统、中继站系统、光纤缆、水面控制系统实现100%国产化,潜水器本体系统国产化率达到95%。

2015年末,团队的努力研发和公司的辛苦运营迎来了收获时节:万米级无人深潜器模型和真机相继亮相米兰世博会和2015中国国际工业博览会并获得“创新奖”;9月至10月,首台万米级无人潜水器和着陆器“彩虹鱼”号在南海成功完成4000米级下潜试验,向探秘“万米深渊”又迈出了实质性的第一步;12月28日,科技创新板开张,“彩虹鱼”成为首批挂牌的27家企业之一,进入融资发展新阶段。“彩虹鱼”号就像为深渊科学技术的系统性研究投下了第一缕曙光,探测世界最深海沟这一宏伟目标正离我们越来越近。

在崔维成看来,彩虹鱼项目从启动至今,短短一年内,能取得如此大的进展,在之前根本无法想象。“彩虹鱼”为何游得这样快?这离不开一次科研体制的创新探索,更得益于民间和政府、科研与市场之间的良好合作与相互促进。

③官民结合,抓住发展“黄金十年”

在10年内搞出一个深渊科学技术流动实验室,把中国的深海科学和深海技术同步带到世界领先水平,这是崔维成正在为之努力实现的“深渊科技梦”。崔维成为这个梦想设定了一份极为紧凑的时间表——2014年,完成第一个全海深的着陆器研制;2015年,完成无人潜水器的研制和科考母船的建造;2016年,无人潜水器和着陆器利用新的科考母船去冲击马里亚纳海沟;2018年,完成载人潜水器研制;2019年,力争让中国科学家在马里亚纳海沟开展研究。

对比目前国际上的发展现状,“彩虹鱼”万米级深渊科技流动实验室建成后,将具备目前美国、欧洲和日本的深海载人潜水器所没有的万米深渊作业功能,能够填补我国在深渊科技这一前沿技术领域的空白,提升我国开展大洋深海交叉科学研究的综合能力,占领世界深渊科技研发制高点。这是我国深海科学界领先前沿领域的一个千载难逢的机遇。

然而在国家层面,任何一个重大科技工程项目的上马,都必须经过审慎而繁复的论证过程。“‘蛟龙’号就是一个例子,立项花10年,研制又花10年。我们再也等不起20年了!”时不我待,据崔维成介绍,美国两家企业已分别完成一台3人座作业型11000米深潜器的设计,如资金到位,两三年内即可造出;日本政府也于2013年立项研制“深海12000”载人深潜器,计划2023年海试。在科考研究领域,也已有多个国家先后启动了针对深渊的研究计划,并且正在紧锣密鼓地实施,例如日本和英国资助的HADEEP计划、美国基金会支持的HADES计划等。

对此“蛟龙”号海试技术咨询专家组组长丁抗博士曾警示说,“如果不尽快继续深入海底,我国科技界独有的深潜优势极有可能在3到5年或者更短的时间内丧失。”崔维成自己也惜时如金,“当今世界在深渊领域探索的竞争早已白热化,一刻都耽误不得”,“我们应该抓住追赶国际领先水平的‘黄金十年’”。20多年的深海项目的研发经验给了崔维成独辟蹊径、闯出一条另类科研路的决心和底气。在崔维成看来,改变现状,既要国家层面推动科技体制改革,也需要科研人员发扬主人翁精神。与其抱怨和等待,不如先做出示范,来赢得国家立项支持。于是,崔维成毅然决定辞去他所担任的行政职务,选择依托上海海洋大学,重新招聘新的团队来开展深渊科学技术项目,并开始探索在前沿科技项目中吸引民营企业投资,再与政府立项对接的体制创新之路。

为了加快流动实验室的建设步伐,崔维成组建的深渊中心采用了“科学家+企业家”“国家支持+民间投入”的创新模式进行深海科技的研发和集成,通过采用海洋科学家和工程技术人员紧密结合的模式,由深渊科学家提出调查设备的能力需求,由工程技术人员研制出深渊科学技术流动实验室,使上海海洋大学的“深渊科学技术研究中心”成为了一个产-学-研一体化研究机构。此外,上海海洋大学负责着陆器、无人潜水器和载人潜水器的研制,彩虹鱼公司负责母船的配备和深渊技术的市场化、产业化和国际化,而这更是实现了技术开发和研究成果市场转化的同步。

由此看来,在重大科研项目的推进过程当中,转变一下思路和模式,未尝不是一种有益的尝试。毕竟,建设创新型国家不仅需要“国家队”“地方队”,更需要全社会的参与。而实施创新驱动发展战略,就是要“破除一切制约创新的思想障碍和制度藩篱”,“激发全社会创新活力和创造潜能”,让企业成为创新的主体。“聚沙成塔,集腋成裘”,“深渊梦”在多方努力下渐渐清晰,“彩虹鱼”畅游大洋深处也将指日可待。

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