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叶聪:让中国深潜领航世界
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本报记者 刘涛
在被称为“地球第四极”的太平洋马里亚纳海沟深处,一艘名为“奋斗者”号的载人潜水器缓缓沉向地球最深渊,2020年11月10日8时12分,深度表定格在10909米,一个中国载人深潜的新坐标就此刻下。如同探索火星和月球的太空车将国旗插在火星和月球上一样,“奋斗者”号将五星红旗插入地球上最深的海沟,让中国在深海工程技术领域一下子变得耀眼起来。
这艘“奋斗者”号的总设计师,就是中国船舶科学研究中心所长、党委副书记叶聪。他是我国深海装备事业的开拓者,参与“蛟龙”号、“深海勇士”号、“奋斗者”号等大国重器的研制,荣获“国家科技进步奖一等奖”“中国青年五四奖章”“全国五一劳动奖章”,被授予“全国优秀共产党员”“载人深潜英雄”“改革先锋”等荣誉称号,用二十余年时间诠释了“严谨求实、团结协作、拼搏奉献、勇攀高峰”的中国载人深潜精神。
“驭龙”探海显身手
深海蕴藏着巨大的资源潜力,国际海底区域竞争风起云涌。2002年,“863计划”重大专项“7000米载人潜水器项目”立项。叶聪从哈尔滨工程大学船舶工程专业毕业,进入中国船舶七〇二所工作一年,恰好遇上“蛟龙”号启动研制。2003年,24岁的叶聪被任命为“蛟龙”号总布置主任设计师,成为该项目最年轻的主任设计师,负责整个潜水器的“蓝图”设计。
面对国外技术封锁,没有现成图纸参考,他和团队只能通过国外宣传画等零星资料进行研究,从影视资料中寻找灵感,一遍遍模拟潜水器的舱室布局。无数个日夜,他和团队成员一起,查阅大量资料,反复论证、修改设计方案。“每一个部件都要算得很清楚,有时候都要一厘米一厘米地去计算,操作时间都要精确到秒。”叶聪和团队最终完成了均衡计算书、深潜操作流程、潜水器总图等各阶段的设计。
2009年,经过6年的攻关,叶聪和团队终于实现了关键技术突破,“蛟龙”号成为中国自主研制的第一台大深度载人潜水器。2012年6月24日,叶聪驾驶着“蛟龙”号顺利下潜至海平面以下7020米。这标志着我国具备在全球99.8%的海洋深处开展科学研究、资源勘探的能力,使中国成为继美、法、俄、日之后第五个掌握大深度载人深潜技术的国家。这天,叶聪在海底打了个“超长途电话”,与“天宫一号”上三名航天员互送祝贺,达成世界上最远、最浪漫的“海天对话”。
“设计师不下潜,设计只能源于纸面数据;而亲自下潜,更有利于优化设计方案。”从2009年到2012年的4年海试期间,“蛟龙”号共下潜51次,叶聪承担了其中38次下潜试验主驾驶任务。其间,叶聪凭借个人的沉着冷静,多次有效处理了潜水器水下故障,保证了潜水器和人员的安全,被大家亲切地称为“深海的哥”。
“奋斗者”征极限深渊
2009年,我国启动“深海勇士”号研制工作,确立了关键设备国产化的战略目标。叶聪成长为项目副总师、总设计师。面对新的挑战,他将虚拟设计技术和智能技术引入舱室布局设计方法中,实现了人机方面的综合优化;参照国内外质量体系对研发全过程执行质量控制,支撑保障了国产化指标的实现。历时8年,“深海勇士”号实现了部件95%的国产化率,为我国全海深科考奠定了坚实基础。
2016年,作为国家“十三五”规划中“深海关键技术与装备”的核心任务,“奋斗者”号立项,37岁的叶聪勇担使命再出发,带领团队开始研制“奋斗者”号,向海洋最深处挺进。
“‘蛟龙’号覆盖了全球海洋面积的99.8%,而‘奋斗者’号要征服剩下的0.2%。”叶聪这样描述项目的战略意义。万米深渊的环境极为恶劣:完全黑暗、水温接近冰点、含氧量极低,压强高达标准大气压1100多倍,相当于指甲盖大小的面积承受一辆汽车的重量。面对困难叶聪毫不退缩,带领团队潜心研究,自主研发新型高强、高韧钛合金材料,创新“半球焊接”工艺,成功解决了潜水器载人舱球壳难题,同时在浮力材料、水声通信,动力系统等关键技术方面取得一系列重大突破。
2020年,“奋斗者”号万米海试拉开帷幕。叶聪担任海试总指挥,带领团队在太平洋上奋战。当11月10日坐底10909米的消息传回母船,整个指挥室沸腾了——中国成为同类型载人深潜装备领域的领军国家。2022年到2023年,“奋斗者”号完成了首个环大洋洲科考任务,这个航次总共下潜63次,刷新单个航次下潜次数的纪录。“‘奋斗者’号是目前世界上载人数量最多、下潜和上浮速度最快、作业时间最长的全海深载人潜水器。”叶聪介绍,近五年以来,团队已经累计开展了300多次下潜,和印度尼西亚、新西兰等4个国家合作,对马里亚纳海沟、雅浦海沟、克马德克海沟等全球9条主要深渊海沟开展了科学考察,获取了一大批珍贵的科考样品和数据,发现了深海生物新物种,也在深海开展了长期观测和现场试验,支撑我国在深海地质、生命与环境科学等领域取得了一系列原创性成果。
向大海更深更远处奋斗
“我赶上了中国载人深潜最好的时代。”叶聪主持参与的这些“大国重器”,谱写了我国大深度载人潜水器从“集成创新”到“自主创新”,再到“超越引领”的三部曲。
“以前做科研主要是奔着深潜突破千米、万米的目标,现在则要考虑在一个装备几十年的寿命周期里,如何不断适应发展、解决问题。”叶聪说,现在不是一个潜水器单打独斗了,从小编队,到大编队,再到网络化,推动载人深潜向智能化、谱系化和体系化发展,形成更大规模的集群组网作业能力,构建起从空天到水面,从水下直至海底的立体探测作业和开发装备体系,提升对整个海洋系统的感知和管控能力,为深海科考、水下工程、深海考古等提供支持。
令叶聪感到兴奋的是,随着我国科技实力的持续攀升,新技术、新材料不断涌现,可以把各学科、各优势单位的力量整合起来,高效地研制出新的装备,实现集基础研究、技术攻关、应用示范于一体的全链条创新。叶聪举例,现在可以实现潜水器的“有人+无人”协同作业,把网络协同技术用到以前单纯依靠人操作的装备上,让深潜装备的使用场景更加丰富。
“虽然我们能深潜万米,但对海洋的了解还是太少了。”“改革先锋”叶聪心中的海洋版图仍在扩展。他将目光投向更广阔的深海:“作为海洋科技工作者,我们要从‘奋斗者’号极限深潜中继续总结经验,攀登深海科技高峰,服务海洋强国建设,为人类了解、保护、开发海洋不断做出新的更大的贡献。”