“深海勇士”号载人潜水器是中国第二台深海载人潜水器,长9.3米,宽3米,高4米,重20吨,有效载荷220公斤,最大工作深度4500米。

搭载在中科院“探索一号”船上的“深海勇士”号载人潜水器
4500米级“深海勇士”号是“十二五”863计划的重大研制任务,于2009年立项。虽然下潜深度变小,但科研的难度系数更大:要解决载人潜水器关键核心设备的“卡脖子”问题,从集成创新向自主创新跨越。“深海勇士”号由中国船舶重工集团702研究所牵头研制,中船重工702所胡震任总设计师,集中了全国94家企事业单位的优势力量,历经八年持续艰苦攻关,攻克了国产载人舱、固体浮力材料、锂电池、推进器、海水泵、机械手、液压系统、声学通信、水下定位、自动控制系统等10大关键部件核心技术,国产化率高达95%,实现真正意义上的中国制造。中科院声学研究所、沈阳自动化研究所、理化技术研究所及深海所分别承担了声学通信系统、自动控制系统、固体浮力材料核心部件研制及岸基保障、水面支持、海上试验任务。2017年10月3日,“深海勇士”号载人深潜试验队在中国南海完成全部海上试验任务,胜利返航三亚港。2017年11月13日,702所完成了对“深海勇士”号海试后的拆检,并通过中国船级社建造入级检验的相关要求。2017年12月1日,在北京完成验收,“深海勇士”号正式交付中国科学院深海科学与工程研究所。

首次海试的“深海勇士”号
“深海勇士”号总设计师胡震曾任7000米级“蛟龙”号载人潜水器动力与设备副总设计师。在问及已有7000米级深潜器为何还要设计建造4500米级时,胡震回答道“海洋平均深3700米,深海考察热点地区主要在4500米以上。4500米深度已经覆盖整个南海的探测、下潜开发等方面需求。此外,国际深海研究热点问题,如海底热液硫化物、海底冷泉等,约为3000米深度,也在“深海勇士”号的下潜范围内。相比更深的深度,承受4500米水压可以让潜水器的运行难度和成本大大降低,提高科考的性价比。更重要的,‘蛟龙’是对世界先进技术和装备的集成,而‘深海勇士’从技术到装备都国产化,是一次苦练内功的自主创新。”因此,在2009年“蛟龙”号刚完成研制还未进行海上试验时,科技部就启动了4500米载人潜水器关键技术攻关。受制于我国工业发展水平,从技术到装备需跨越巨大鸿沟。比如,最关键的载人球壳,是个内径2.1米的钛合金球,分两个半球冲压,幅宽大于3米、厚达90毫米,试样多达几千次。从立项到成品,花了整整6年。

“深海勇士”号的载人球,具有五个观察窗
“深海勇士”号用锂电池取代了原先的银锌电池,从而使电池可用次数从50次增加到500次,使用寿命长达5年左右,有效降低了成本。国际深潜界先前存在一个共识:受限于能源,深潜器上浮下潜均为无动力过程,不用电但耗时很长。深海锂电池的使用颠覆了这个理念,潜水器可借助电力快速上浮和下潜,增加在深海作业时间。

“深海勇士”号的充油锂电池
除了深海锂电池,“深海勇士”号还突破了超高压海水泵、低噪声推进器、浮力材料、机械手等关键技术。“深海勇士”号装备了可以实现超短基线和长基线两种定位模式的综合水声系统,可从海底实时传输图像,实现数字通信,将定位能力提高到亚米级。国产化程度高达95%以上,不仅降低了成本,而且让相关技术企业努力创新,迅速成长。中科院院长白春礼在海试成功的贺信中指出,“海试结果表明,‘深海勇士’号载人潜水器性能优良,可列入国际最先进载人潜水器序列。”胡震表示,通过研制“深海勇士”号,我国大深度载人深潜技术和装备制造取得突破性进展,全面具备了自主研发和制造深海载人潜水器的能力,十大核心关键技术未来将带动海洋装备科技的国产化水平,为我国未来全海深科考奠定坚实基础。

“深海勇士”号的海水泵、可调压水舱、推进器与机械手
目前,“深海勇士”号已经完成超过三百次下潜任务,不仅验证了优质高强的作业能力,也检验了卓有成效的运行维护能力,为国内外深海科学研究、资源勘探开发、水下考古等提供了先进的深海作业平台。如果说“蛟龙”好比“跨栏”,“深海勇士”便是“深蹲”,下一步全海深载人作业潜水器“奋斗者”就是“深蹲”后有力的“起跳”,标志着我国这个领域在国际上已全面实现从跟跑到领跑的跨越。

海中的“深海勇士”号