蛟龍?zhí)柨傇O(shè)計(jì)師徐芑南

　　7月21日，“蛟龍”號(hào)載人潛水器在試驗(yàn)區(qū)成功完成第一次下潛試驗(yàn)任務(wù)，最大下潛深度達(dá)4027米，并將在22日向5000米目標(biāo)發(fā)起沖擊。

　　蛟龍?zhí)柺俏覈?guó)第一臺(tái)自行設(shè)計(jì)、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的深海載人潛水器，其研制集結(jié)了中船重工集團(tuán)公司702所、中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所和聲學(xué)所等百余家單位，2002年6月正式啟動(dòng)，去年即實(shí)現(xiàn)下潛3759米的中國(guó)紀(jì)錄。按計(jì)劃將于2012年挑戰(zhàn)7000米的世界深度。

　　7月17日，在蛟龍?zhí)?000米海試任務(wù)北京陸上基地保障中心，年逾古稀的蛟龍?zhí)柨傇O(shè)計(jì)師徐芑南接受了《科學(xué)時(shí)報(bào)》專訪。

下去能干活

　　“下去要能干活，上來(lái)要保安全?！毙燔荒戏Q，這一設(shè)計(jì)理念早已成為團(tuán)隊(duì)共識(shí)。

　　蛟龍?zhí)柕膭?dòng)力源是蓄電池，“無(wú)動(dòng)力下潛上浮技術(shù)”為潛水器節(jié)約了能源，其中的重要角色是兩組壓載鐵：下沉到達(dá)預(yù)期位置時(shí)，拋掉一組，并通過(guò)可變壓載水泵進(jìn)行微調(diào)，實(shí)現(xiàn)懸停；采樣工作結(jié)束時(shí)拋掉另一組，即可實(shí)現(xiàn)上浮。

　　“穩(wěn)定的貼近海底自動(dòng)巡航能力、精確的懸停定位能力，這兩個(gè)條件使蛟龍?zhí)柲軌蛟诘匦螐?fù)雜的海底搜索目標(biāo)?！毙燔荒媳硎?，蛟龍?zhí)栍腥矫鎳?guó)際領(lǐng)先的技術(shù)，這是其一?！?a href="http://www.openheartcreations.com/tags/chuanganqi.html" target="_blank" class="keylink">傳感器要精確、運(yùn)動(dòng)控制方法要好、執(zhí)行機(jī)構(gòu)要靈敏。蛟龍?zhí)柌加?個(gè)推力器，原地就能轉(zhuǎn)圈?！?/p>

　　此次海試區(qū)域的海底流速很低，也保證了蛟龍?zhí)柕亩ㄎ痪取８咚贁?shù)字化水聲通信，可向母船傳輸文字、語(yǔ)音、圖像，是蛟龍?zhí)柕牧硪幌冗M(jìn)技術(shù)。即使水聲通信出現(xiàn)故障，還有一套水聲電話備用。

　　完全由我國(guó)自主研制的充油銀鋅蓄電池是第三大亮點(diǎn)，具有重量輕、析氣量少的特點(diǎn)，超過(guò)110千瓦時(shí)的容量更是當(dāng)下國(guó)際潛水器上最大的電池，這意味著更長(zhǎng)的水下工作時(shí)間和更多的測(cè)量?jī)x器。目前日本的潛水器蓄電池為86千瓦時(shí)，美國(guó)、法國(guó)為四五十千瓦時(shí)。

　　此外，蛟龍?zhí)栠€具備多種考察手段，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的工作，還能夠坐底?！?759米那次，為了抓海參，快到時(shí)間了潛航員還不想上來(lái)。”徐芑南回憶起這件事，笑了起來(lái)。

　　說(shuō)到潛航員，徐芑南認(rèn)為良好的身體和心理素質(zhì)是必備條件，在內(nèi)徑只有2.1米的耐壓艙內(nèi)，他們可能面對(duì)海底和設(shè)備出現(xiàn)的各種情況。此次3位潛航員之一葉聰，本身就是蛟龍?zhí)柨傮w設(shè)計(jì)的主任設(shè)計(jì)師，并且掌握電氣、計(jì)算機(jī)、結(jié)構(gòu)、流體力學(xué)等各方面知識(shí)，具有豐富的下潛經(jīng)驗(yàn)。

上來(lái)保安全

　　蛟龍?zhí)栞d人潛水器最快下潛上浮速度是每分鐘42米。怎么保證潛航人員和蛟龍?zhí)柲軓?000米甚至7000米深海及時(shí)、安全浮上水面

　　徐芑南強(qiáng)調(diào)，首先要保證人的安全，因而現(xiàn)在的設(shè)計(jì)是通電吸附、斷電拋載。即使斷電還沒(méi)把壓載鐵扔掉，還可以利用液壓缸“頂?shù)簟薄?/p>

為保證安全和獲取最大浮力，假如重140公斤的兩只機(jī)械手失靈，甚至被海草糾纏，則可分別“斷臂”；二三十公斤的采樣籃、1.2噸的主蓄電池箱，都可以電爆螺栓脫掉；極端狀態(tài)下，用以調(diào)節(jié)平衡的420公斤重的水銀也可以扔掉。

　　“如果還上不來(lái)，那就是陷在泥里‘不能自拔’了?！贝藭r(shí)，潛水器發(fā)射帶有長(zhǎng)纜繩和閃光器的應(yīng)急浮標(biāo)，海面上的母船能夠迅速定位并施救。

　　蛟龍?zhí)柕纳С窒到y(tǒng)，其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不亞于國(guó)際潛水器的標(biāo)準(zhǔn)。蛟龍?zhí)柷蚺搩?nèi)需消耗的氧氣、吸收的二氧化碳，是按3位潛航員12小時(shí)工作時(shí)間設(shè)計(jì)的，應(yīng)急呼吸系統(tǒng)為72小時(shí)。

深潛，向著7000米

　　“邊實(shí)驗(yàn)，邊提高，邊改進(jìn)。”徐芑南說(shuō)，“2002年開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候高清概念還沒(méi)有進(jìn)入。這次“蛟龍”號(hào)引用了高清攝像錄像系統(tǒng)，再配上合適的燈光，將能更好地為海洋科考服務(wù)?！?/p>

　　徐芑南介紹，每次檢查、試潛，只要發(fā)現(xiàn)問(wèn)題就及時(shí)調(diào)整。

　　而這次海試還對(duì)蛟龍?zhí)柟收蠙z測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了較高效率地完善?！耙郧埃粭l電纜漏水馬上就能報(bào)警，但不能立即知道故障發(fā)生在哪里?，F(xiàn)在能夠?qū)收狭⒓炊ㄎ?，顯著提高了工作效率?！?/p>

　　5000米，也許是逗號(hào)，也許是分號(hào)，蛟龍?zhí)栒嬲蛲氖?000米深海。深潛器目前的最大考驗(yàn)還是來(lái)自水壓。徐芑南打了個(gè)比方：7000米處水壓的能量，相當(dāng)于將700公斤重量壓在一個(gè)小拇指甲蓋上。那么例如一根電纜，里面有四十幾根芯，在強(qiáng)壓下它們間隙會(huì)越來(lái)越小，絕緣度將受到影響。

　　目前，對(duì)于計(jì)算機(jī)、芯片這類不能承受壓力的元器件，需要有耐壓管來(lái)保護(hù)。對(duì)一些如蓄電池箱這樣的結(jié)構(gòu)，則通過(guò)充油壓力補(bǔ)償方式，達(dá)到內(nèi)外壓的平衡，以減小箱壁厚度，來(lái)減輕箱體的重量，還可以增加油介質(zhì)的絕緣保護(hù)能力。

　　5000米的深度占地球海洋面積的75%，7000米可以到達(dá)99.8%。徐芑南表示，海底有大量資源有待開(kāi)發(fā)，而海洋生物、海洋化學(xué)、海洋地震等學(xué)科的進(jìn)一步開(kāi)展，都需要這樣的有力工具?！耙粋€(gè)深潛器肯定不夠，在進(jìn)一步研制中，我們還要追求可靠性、可維性、國(guó)產(chǎn)率，并要降低運(yùn)行成本。”