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那年今日 | 2013年4月27日, “863”计划重大科研任务之一——“蛟龙”号载人潜水器研制与海试项目通过科技部专家组验收


蛟龙号

8.2米、宽3.0米、高3.4米,空重不超过22吨,最大荷载是240公斤,最大速度为每小时25海里,巡航每小时1海里,最大下潜深度7062.68米,最大工作设计深度为7000米,理论上它的工作范围可覆盖全球99.8%海洋区域。

蛟龙号研制与海试项目于2013年4月27日在江苏无锡通过科技部组织的专家验收。

验收专家组认为:蛟龙号不仅具有国际上同类型潜水器的最大下潜深度,而且在其最大设计深度安全可靠,并拥有投入应用所需要的实际作业能力,在声学通讯、自动控制以及大深度作业等性能方面拥有明显的领先优势;蛟龙号研制及海试项目已经全部完成了科技部批复的各项任务,全面达到了合同规定的考核目标和技术指标。验收专家组一致同意蛟龙号研制及海试项目通过验收。

蛟龙号研制和海试成功,标志着中国系统地掌握了大深度载人潜水器设计、建造和试验技术,实现了从跟踪模仿向自主集成、自主创新的转变,跻身世界载人深潜先进国家行列。蛟龙号通过验收后,即正式由“863计划”海洋技术领域移交其用户中国大洋矿产资源勘探开发协会(简称“中国大洋协会”),在深海矿产资源勘探和深海科学研究中发挥作用。

1960年代起,国际上载人潜水器研制就进入了快速发展阶段,我国在1970年代后期才开始向着世界潜水器研制的前沿水平追赶。虽然在这段时期内,中国的无人潜水器得到了很大的发展,但与发达国家仍然存在较大差距。1991年,中国大洋协会成立,明确提出要研制中国大深度载人深潜器。

21世纪初,中国大洋协会组织全国海洋地质、海洋矿物资源、海洋生物资源等领域和相关部门的院士、专家,举行了深海运载装备需求论证会,形成了初步论证报告。2001年12月,在科技部863计划自动化领域专家组的主持下,中船重工集团公司七〇二所、中国大洋协会、中科院沈阳自动化所、中科院声学所、中船重工集团公司七〇一所等单位共同编写完成了《7000米载人潜水器总体方案论证报告》。

2002年,科技部将深海载人潜水器研制列为国家“863计划”重大专项,启动蛟龙号的自行设计、自主集成研制工作

在国家海洋局组织安排下,中国大洋协会作为业主具体负责蛟龙号载人潜水器项目的组织实施,并会同中船重工集团公司七〇二所、中科院沈阳自动化所和声学所等近百家中国国内科研机构与企业联合攻关

经过6年努力,蛟龙号本体研制、水面支持系统研制、试验母船改造,以及潜航员选拔和培训等工作完成,蛟龙号具备了开展海上试验的技术条件。

三大技术突破:

1.可稳稳“定住”

如同开车一样,驾驶员的脚总放在油门上,难免产生疲劳感。蛟龙号驾驶员是幸运的,它具备自动航行功能,驾驶员设定好方向后,可以放心进行观察和科研。

2.悬停定位

一旦在海底发现目标,蛟龙号不需要像大部分国外深潜器那样坐底作业,而是由驾驶员行驶到相应位置, “定住”位置,与目标保持固定的距离,方便机械手进行操作。在海底洋流等导致蛟龙号摇摆不定,机械手运动带动整个潜水器晃动等内外干扰下,能够做到精确地“悬停”。

3.深海通信靠“声”

陆地通信主要靠电磁波,速度可以达到光速。但这一利器到了水中却没了用武之地,电磁波在海水中只能深入几米。蛟龙号潜入深海数千米,为保持与母船保持联系,科学家们研发了具有世界先进水平的高速水声通信技术,采用声呐通信。


2009年8月开始,蛟龙号先后组织开展1000米级和3000米级海试工作。

2010年5月31日~7月18日,蛟龙号在中国南海3000米级海上试验中取得成功,共完成17次下潜,其中7次穿越2000米深度,4次突破3000米,最大下潜深度达到3759米,超过全球海洋平均深度3682米,并创造水下和海底作业9小时零3分的记录,验证了蛟龙号在3000米级水深的各项性能和功能指标。

0米海试

5000米级海试是国家“863计划”海洋技术领域的重点任务,由科技部委托、国家海洋局组织、中国大洋协会具体实施,旨在检验和考核蛟龙号3000米级海试后技术改进的效果,以及其在5000米级深度的安全性能和作业能力,为开展更大深度海试和未来实际应用奠定基础。

2011年7月21日~2011年8月1日,来自13家单位的96名科研人员在位于东太平洋的E1、E2、E3三个试验海区共完成5次下潜作业,共有8人完成15人次下潜,下潜深度分别为4027米、5057米、5188米、5184米和5180米。潜水器在海底完成多次坐底试验,并在中国大洋协会多金属结核勘探合同区开展海底照相、摄像、海底地形地貌测量、海洋环境参数测量、海底定点取样等作业试验与应用,完成了各项实验任务。

0米级

2012年6月15日,蛟龙号完成7000米级海试第一次下潜试验,最终成功潜入水下6671米。

2012年6月19日,蛟龙号完成7000米级海试第二次下潜试验,最终成功深潜至水下6965米,并取回一系列海水和沉积物样品。

2012年6月22日,蛟龙号完成7000米级海试第三次下潜试验,最大下潜深度达到6963米,并获得了一个生物样品。

2012年6月24日,蛟龙号完成7000米级海试第四次下潜试验,最大下潜深度7020米。

2012年6月27日,蛟龙号完成7000米级海试第五次下潜试验,下潜深度达7062.68米,再次刷新同类型潜水器下潜深度纪录。

2012年6月30日,蛟龙号完成7000米级海试第六次下潜试验,最大深度7035米。

蛟龙号成功突破7000米深度,意味着它将可以在全球99.8%的海底实现较长时间的海底航行、海底照相和摄像、沉积物和矿物取样、生物和微生物取样、标志物布放、海底地形地貌测量等作业。

在此之前,世界上只有美国、日本、法国、俄罗斯4个国家拥有载人深潜器。这些国家的深潜器最大工作深度为6500米,而蛟龙号的最大工作设计深度为7000米,具备深海探矿、海底高精度地形测量、可疑物探测与捕获、深海生物考察等功能。

2013年开展试验性应用航次以来,蛟龙号已经搭载数十位科学家在中国南海、东太平洋海盆区、西太平洋海沟区、西太平洋海山区、西南印度洋脊、西北印度洋脊等6大海区深潜:

——2013年,中国大洋31航次,蛟龙号在南海冷泉区和海山区、东太平洋海盆和西太平洋海山区完成22次下潜作业。

——2014年~2015年,中国大洋35航次,蛟龙号在西太平洋海山区、西南印度洋脊完成26次下潜作业。其中,第100次下潜是2015年2月3日在西南印度洋完成。

——2016年,中国大洋37航次,蛟龙号在西太平洋海山区、西太平洋海沟区完成21次下潜作业。

——2017年,中国大洋38航次第一、第二、第三航段,蛟龙号分别在西北印度洋脊和南海进行11次和9次下潜;第三航段下潜10次。


蛟龙号获取的海参样品  

2021年2月21日~4月2日,“深海一号”船再次搭载蛟龙号赴西北太平洋深渊区开展蛟龙号7000米级海试工作,完成了蛟龙号12次下潜,完成了7大项18小项的现场考核验收工作。

2021年,蛟龙号载人潜水器(以下简称蛟龙号)完成“蛟龙号载人潜水器科学应用与性能优化”项目技术升级海试验收工作,并通过中国船级社检验,获颁船级社证书。

作为我国海洋技术发展的最前沿与制高点,蛟龙号载人潜水器坚持走中国式自主创新道路,它是我国走向海洋、开发海洋、利用海洋的一次有益探索。


来源:

1.操作要稳,动作要准!“中国深度”震撼全球,蛟龙号到底用的啥“套路”?[DB/OL].观沧海,2017-06-14

2.蛟龙号技术性能优化项目完成海试验收[DB/OL].i自然全媒体,2021-05-14

3.徐芑南, 张海燕.蛟龙号载人潜水器的研制及应用[DB/OL]. 科学杂志1915,2017-05-26

编辑:德 福 审核:采 悠

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