深潛，萬米海底

一

江蘇，無錫，2016年秋天的一個晚上。

中國船舶集團第702研究所依舊燈火通明，許多科研人員還在緊張忙碌着。

突然，水下工程研究室高級工程師、共產黨員葉聰接到所長何春榮的電話：“小葉，來我辦公室一趟，有事談。”

“什麼事？”

“好事，大事。來了就知道了!”

聽得出來，何所長的聲音裏有一種按捺不住的欣喜，難道是那個重大項目有消息了？葉聰一邊猜測着，一邊快步趕了過去。

果然，在所長辦公室，沉穩幹練的何春榮轉達了北京有關方面的正式立項通知：全海深萬米載人潛水器由702所牽頭研製，由葉聰擔任總設計師。

這一年，葉聰才37歲。別看他這麼年輕，實際上已屢經歷練了。早在2001年，他從哈爾濱工程大學船舶工程學院畢業，入職702所水下工程研究室。不久，便跟隨總設計師徐芑南，投入我國首台大深度載人潛水器“蛟龍”號的研製工作中。他擔任“蛟龍”號的總佈置主任設計師，還兼任試航員，代表徐芑南駕駛“蛟龍”號深潛到超越7000米的設計海深，創造了同類型潛水器深潛的世界紀錄。當“蛟龍”號從太平洋深處凱旋時，盛大的歡迎慶典在青島深海基地舉行。葉聰與其他7人一起，被中共中央、國務院授予“載人深潛英雄”榮譽稱號。

光榮屬於昨天，奮鬥還將繼續。此後不久，“蛟龍”號研製團隊又開始了潛深定為4500米的“深海勇士”號的設計製造工作，目的是在工藝、材料等方面實現全面國產化，為進一步研製全海深萬米載人潛水器打下堅實基礎。

2016年春，科技部啓動了“全海深萬米載人潛水器”總體設計、集成與海試項目。經過一番“過五關斬六將”的評審，中國船舶集團第702研究所最終成為研製牽頭單位。同時，在科技部的組織協調下，曾經配合“蛟龍”號和“深海勇士”號研製的合作者：中國科學院聲學、金屬、理化、能源、自動化和深海科學與工程研究所、中船重工(現中船集團)第712研究所、國家深海基地管理中心等單位也吹響了集結號，準備同心協力，打一場轟轟烈烈的攻堅戰。

二

那麼，什麼是全海深？為什麼要研製全海深萬米載人潛水器？

根據國際慣例，海洋1000米深度以下叫深海，6000米深度以下叫深淵。地球上約84%的海洋深度大於1000米，但深淵只有1.2%左右。目前，人類在海洋中的活動主要集中在沿海和淺海區域，能夠到達深淵的人少之又少，對深海的研究和認知比對太空的認知要少很多。上世紀末，只有4個國家研製出了進入深海的載人潛水器，但一般下潛深度為6500米左右。本世紀初，我國的“蛟龍”號橫空出世，創造了載3人下潛7062米的世界紀錄，從而讓我國具備了在98%以上海底進行科學考察的能力。

全海深，顧名思義，就是載人潛水器抵達海洋的最深極點——馬裏亞納海溝溝底。深海中有大量的油氣、礦產和生物資源，等待人們去探測、開發、利用。有關人類起源、生物進化、地質演變等研究，也有可能在這片土地上找到答案。全海深萬米載人潛水器若能研製成功，意味着全球海洋的任何地方，我們都有能力去科考；也意味着，我們將為人類認識深海、開發深海，貢獻中國力量。

但是，全海深萬米載人潛水器的研製工作難度極高，涉及設計技術、材料技術、密封技術、工藝技術、通信技術、安全技術、集成技術、試驗技術等，每一項都是巨大挑戰。其中，最關鍵的部件是載人艙。因為人類想要進入深海，水的壓強是最大的敵人。科學家計算過：在海洋裏每下潛10米，便增加1個大氣壓，依此類推，下潛1000米則為100個大氣壓，如果深入海底1萬米，那就是1000個大氣壓，相當於在指甲蓋大小的地方，壓上幾輛載重汽車。如果沒有防護措施，人到了這樣的地方，瞬間會被壓成紙片。所以，載人潛水器首要考慮的，就是載人艙的安全性。

當初我國研製“蛟龍”號時，曾學習借鑑了國際上的成功經驗：將載人艙設計成球形。這種形狀受力均勻，再用抗壓特別強的“鈦64”合金做外殼。但因國內缺乏有關材料和工藝技術，只能委託國外機構生產製造，然後像縫製籃球似的，將鈦合金衝壓成一個一個“瓜瓣”，拼成一個半球，然後兩個半球合成一個整球。後來，在“深海勇士”號國產化時，認識到這種工藝落後了，尤其是因為有多條焊縫，存在一定風險。於是，我們的研製團隊在科技部統一協調下，聯繫中科院金屬研究所和專業化科研生產稀有金屬品的國內某集團，研發了將板材直接成型為兩個半球，而後焊接為一體的工藝路線。

這項研發大大降低了載人艙的風險係數，然而，那只是適用於下潛4500米的深度。而今到了全海深，壓強要高出整整一倍還多。一方面要承受萬米海底的極端壓力，另一方面要滿足搭載3人的更大空間設計。這個載人艙無疑要求更高、製造更難，連鈦64合金都無法滿足要求了。

要想解決載人艙材料難題，就需要研製一種更高強度的新型鈦合金。2014年，也就是全海深萬米載人潛水器立項的兩年前，中國科學院實施了戰略先導科技專項，位於遼寧瀋陽的金屬研究所對深潛材料與製造工藝展開調研論證，研究員楊鋭、馬英傑、雷家峯等人承擔了這項重任。那時候，有3只“攔路虎”橫在他們面前：一是耐壓材料，二是壓制成型，三是無縫焊接。這就需要聯合國內一家鈦合金公司和焊接研究所，通力協作，共同推進。

不用説，潛水器載人艙的進展一直牽動着總設計師葉聰的心。他一趟一趟從無錫飛往北京、瀋陽、寶雞等地，與科技部、中科院有關專家一起，協調研究事項，把控工期進度。那是一段怎樣的日子啊？沒有節假日，也沒有上下班的概念，甚至不知道季節的更替，只看到窗外的樹葉綠了又黃了，黃了又綠了。

經過無數次試驗，瀋陽金屬研究所終於找到了成功之路：將海綿鈦和鋁、釩等混合在一起，通過大功率壓力裝置，壓制成鈦合金電極，然後放在熔煉爐裏面，再經多次真空熔鍊，煉成符合條件的鈦合金鑄錠，命名為“Ti62A”。接着，他們用這種材料，在車間裏做了幾十萬次衝壓試驗，最終形成比較先進的一套大厚度載人球艙製造檢測方法。為了保證嚴絲合縫，他們又設計了兩種不同的焊接方案，計劃用兩個球艙來試製。

百折不撓，勇攀高峯，正是深潛科研工作者們可貴精神的體現。經過近半年的不斷試驗，不斷改進，2019年6月17日，精心優化的第二種焊接方案終於試驗成功，隨後開始在中國船舶集團第725研究所焊接。隨着一陣陣“哧哧”電子束焊聲，工程單位一次性完成載人艙赤道縫焊接工作，焊縫質量和強韌性全面達到設計要求。由此，通過採用自主創新的鈦合金新材料和焊接工藝，我們建造了世界最大、潛海最深、搭載人數最多的潛水器載人艙。

三

科研路上猶如怒海行船，闖過一個驚濤，又會迎來另一個駭浪。

載人艙建成了，能不能經受萬米海水的壓力呢？要知道，全海深萬米載人潛水器是要到世界第四極——馬裏亞納海溝下潛。那裏已知最深處為11034米，黑暗寒冷，水壓達110兆帕，即人們常説的1100個大氣壓，被稱為“黑暗禁區”。潛水器必須在陸地上經過完備的抗壓檢測，達標後才能真正投放到海底去，這就需要有一個“深海超高壓模擬試驗裝置”。

這又是一個難關。由於載三人全海深萬米潛水器本身就是全球唯一，那麼這樣的模擬試驗裝置也就無先例可循，完全需要自主研發設計建造。但這也沒有難住我們的科研工作者，他們就是有迎難而上的氣魄。就在全海深萬米載人潛水器項目啓動的同時，研製“深海大型超高壓模擬試驗裝置”的重任也落在了四川航空工業川西機器有限責任公司和中國第二重型機械集團公司德陽基地肩上。為此，他們專門成立攻關組，拿出了自己的設計方案。

這是一個個頭極大的模擬裝置，三組操場形狀的機架直立，中間包裹一個高4.8米、內徑2.8米的大圓筒，裏面可自動升降壓，這就是壓力艙，載人球殼就將放在其中試驗。建成後，將可模擬最大作業深度1.1萬米的深潛項目，承受最大180兆帕的工作壓力，滿足萬米深度背景下大容積、超高壓力的測試需求，為全海深載人和無人潛水器的壓力試驗提供技術支撐。位於海南三亞的中科院深海科學與工程研究所是這一試驗裝置的用户單位。

可是，從四川德陽到海南三亞，相隔“千山萬水”，這樣一個大傢伙運輸起來十分不便。即使運來了，萬一有個問題，需要返修加工，時間就全耽誤在路上了。

當機立斷，中科院深海科學與工程研究所做出了將工廠“搬”來三亞的決定：就地建一個臨時車間，現場製造安裝這套裝置。

此外，深海下潛所需的固體浮力材料全部需要進口，而歐美國家在關鍵部位實行禁運。中科院理化研究所研究員、女科學家張敬傑勇挑重擔，帶領研究團隊夜以繼日、奮鬥不休。團隊一邊科研，一邊生產，工作量巨大，失敗也接踵而至。在研究的前期，研究團隊每天都是在打擊中度過的。望着堆成小山似的廢品，張敬傑一而再、再而三地給夥伴們打氣：“堅持住!勝利就在不遠的前方!”

終於，在全所上下團結協作、奮力拼搏下，技術難關被攻克，最終實現了固體浮力材料深海化、國產化。

一晃4年過去了，闖過重重難關，全海深萬米載人潛水器各項指標終於全部合格，並且在2020年春天經歷了總裝聯調、水池試驗，具備了海試條件。

四

2020年6月19日，中國的全海深萬米載人潛水器正式被命名為“奮鬥者”號。

緊接着，“奮鬥者”號團隊開始了海試征程。中國船舶集團第702研究所副所長、總設計師葉聰出任海試總指揮，第一批潛航員由張偉、葉延英、楊波、趙兵等人擔任。經過第一階段在南海下潛4500米檢測成功之後，他們將挺進太平洋馬裏亞納海溝。

若把南北極稱為地球的第一、第二極地，珠穆朗瑪峯為最高極——第三極地的話，那麼馬裏亞納海溝就是最深極地——第四極。它位於太平洋西部馬里亞納羣島以東，是一條洋底弧形窪地，長約2550公里、寬69公里，平均水深在8000米左右，極點為“挑戰者深淵”，深度為11034米。也就是説，把8848.86米高的珠穆朗瑪峯放在裏邊都填不滿。

這裏黑暗、冰冷、壓力巨大，環境條件極其惡劣。我們的“奮鬥者”號並非僅僅作短暫停留的探險型潛水器，而是工作型的，需要搭載三人潛入萬米海底，能夠自主巡航與科學考察。空間大、時間長、乘員多，難度遠遠超過世界類似深潛器。此次前往“挑戰者深淵”海試，就是對這台全海深萬米載人潛水器性能的全面驗證。

按照計劃，海試關鍵詞是“雙船雙潛”。“雙船”，是為“奮鬥者”號深潛護航的雙母船——“探索一號”和“探索二號”；“雙潛”，是兩台潛水器：一個是主角“奮鬥者”號，另一個則是它的“御用攝影師”——深海視頻着陸器“滄海”號。

2020年10月10日上午，三亞南山港碼頭鼓樂喧天，一個隆重而熱烈的啓航儀式在此舉行。隨着一聲長長的汽笛鳴響，“探索一號”和“探索二號”滿載着人們的祝福出征了。首先，“探索一號”搭載“奮鬥者”號前往馬裏亞納海溝海試；隨後，“探索二號”搭載“滄海”號與它會合。

10月21日，海試團隊到達預定海域，當天便進行了適應性下潛。此後5天，連續進行5次大深度下潛，從5454米一直到9163米，均獲圓滿成功。

激動人心的一天到來了，10月27日，“奮鬥者”號將首次突破萬米大關。由海試總指揮葉聰、主駕駛葉延英、聲學設計師劉燁瑤執行這個光榮的任務。這不僅僅是一個深度從4位數到5位數的變化，而且是中國人要逼近地球最深海底，挑戰極限。

“各就各位，準備下潛!”

“明白，下潛人員已就位!”

“報告一號，船舶準備完畢，距離布放點6米!”

“報告一號，水面支持系統準備完畢!”

隨着一系列口令下達，載着“奮鬥者”號的軌道車移動、保障人員拆除限位銷、掛主纜、起吊、掛龍頭纜、布放入水。預先等候在小艇上的試驗員，適時衝上去解除主纜副纜。潛水器逐漸漂離母船尾部。潛航員在艙內進行水面檢查，確認各項設備的狀態。

“一號、一號!‘奮鬥者’號一切正常，水聲通信已建立，請示下潛!”

“一號明白。下潛!”

現場指揮部一聲令下，漂浮在海面的潛水器，瞬間便如游魚一樣潛入水下。主駕駛葉延英坐在中間，葉聰和劉燁瑤分坐兩邊注視着觀察窗和各項設備。潛水器以每分鐘60米的速度下潛，光線從藍色慢慢變暗，在微光相機裏能看到一些發光的浮游生物在遊動。深度值在不斷增加，3個小時之後，多普勒測速儀、避碰聲吶先後顯示距底高度為130米左右。葉延英開始拋載，葉聰眼睛一眨不眨盯着儀表盤，劉燁瑤通過水聲通信語音向母船彙報：“‘奮鬥者’號已突破萬米深度，目前已拋載，準備坐底。”

“太好了!祝賀你們，祝賀我們的深潛事業!請密切關注潛水器狀態，保證各方面的安全!”

“坐底”是指潛水器安全、主動落至海牀上。海底越來越近了，10米、7米、5米……在照明燈光下，海底清晰地呈現在3位潛航員眼前。萬米海底是如此深邃和靜謐，隨處可見透明的海蔘、海綿等等，不由得讓人感嘆生命力的頑強。葉聰十分興奮，但他沒有表露出來，而是叮囑同伴調節潛水器均衡、近底航行觀察、做好相關的試驗記錄。

深度10058米!中國人首次到達萬米海底了!

消息傳到母船“探索一號”指揮部裏，正在屏幕前觀看的隊員們鼓掌慶賀!

隨後，在10月30日，11月2日至5日，“奮鬥者”號又分別4次超過一萬米下潛，進一步驗證和鞏固了深潛成果。11月10日，中央廣播電視總枱對“奮鬥者”號深潛海底進行了現場直播。這一天，“奮鬥者”號亦成功抵達海底，坐底深度10909米，刷新了中國載人深潛的新紀錄。

五

2020年11月28日，“探索一號”搭載海試成功的“奮鬥者”號返航，人們在海南三亞南山港碼頭舉行了盛大的歡迎儀式。

至此，自“十三五”以來，科技部會同中國科學院、中國船舶集團，組織近百家科研院所、高校、企業的近千名科研人員，經過艱苦攻關，成功完成了“奮鬥者”號的研製工作。在馬裏亞納海溝海試中，13次下潛，其中8次突破萬米，標誌着我國在大深度載人深潛領域達到世界領先水平，標誌着中國的深潛事業從跟跑到並跑、再到領跑的世紀性大跨越。

當記者請葉聰談談感受時，這位年輕老成的深潛科研工作者既豪邁又謙遜地説：“我覺得不能用這5年來講深潛的故事，應該用20年甚至更長一些時間。我們從沒有深海裝備到有深海裝備，從無人深潛到載人深潛，從簡單作業到複雜作業，是老一輩科學家們用肩膀托起來的。我們既要牢記傳統又要開拓創新，所以‘奮鬥者’號遠遠不是終點，應該説，我們剛剛打開了深海的一道門縫……”

是的，深海的門縫已經打開，更多的光榮與夢想正等待着人們去奮鬥、去爭取!

製圖：蔡華偉

《 人民日報 》( 2021年08月02日 20 版)