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中国青年报:为“奋斗者”号奋斗的“90后”
2021/01/15 | 【 【打印】【关闭】

  

  20201226日,第五届“中国制造日”全国主会场活动“大国重器”板块圆桌论坛上,中国科学院声学研究所工程师、“奋斗者”号海试队员廖佳伟起身与大家打招呼。中青报·中青网记者 陈剑/

  一个大约长6米、高3米的潜水器模型此刻正静静地陈列在中国科技馆。这是“奋斗者”号全海深载人潜水器高仿真模型。20201110日,“奋斗者”号成功坐底马里亚纳海沟,创造了10909米的中国载人深潜新纪录,标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。

  “奋斗者”号科普展开幕首日,中国科学院声学研究所工程师、“奋斗者”号海试队员廖佳伟化身讲解员。这位出生于1993年的年轻工程师20196月来到中科院声学所工作,“奋斗者”号声学系统的研制和总装、联调及试验占据了他在声学所的最初两年。

  20209月底,他结束了总装联调和各类测试工作。当年1010日,上百名科研试验人员分两批乘坐科考船前往已知地球海洋最深处——马里亚纳海沟。在那里,潜航员坐进“奋斗者”号潜水器,13次下潜大海深渊,其中8次突破1万米。

  “奋斗者”号是我国“十三五”国家重点研发计划的核心研制任务,由多家单位近千名科研人员组成的研发团队历经5年艰苦攻关。仅中科院,就有所属10余家单位参与。

  在马里亚纳海沟的海试中,中科院声学所派出5位专家,其中就包括曾承担“蛟龙”号、“深海勇士”号多次下潜工作的“奋斗者”号副总建造师刘烨瑶。

  尽管这次还没有机会亲自来到马里亚纳海沟的最深处,但是廖佳伟也见证着“奋斗者”号总装,在一次次水池测试、湖试、海试中,他陪伴着“奋斗者”号,也跟“奋斗者”号一同成长。

  作为最熟悉“奋斗者”号的研究者之一,廖佳伟向前来参观的人详细介绍着它的声学系统——这是“奋斗者”号能在万米深渊中能“听”、能“说”、能“看”的关键。在此前的测试过程中,一旦声学系统不能正常运行,整个测试都要先暂停,等待排除故障。要保障潜水器的安全性,声学系统更是关键中的关键。这也赋予了参与测试的廖佳伟等声学系统工程师更重的责任。

  “奋斗者”号主体由白色和绿色组成。出于减少阻力的需要,“奋斗者”号的外观圆溜溜的,有人亲昵地形容它为“大头鱼”。廖佳伟介绍,“奋斗者”号的声学系统包含918部声纳设备。大脑门上的黑色长条,就是多波束前视成像声纳,被称为国产化的大眼睛,可以实现水下超视距观测。还有小巧的避碰声纳设备,在潜水器上一共安装了7个。它可以实时监测“奋斗者”号到各个方向障碍物的距离,避免碰撞,正下方的避碰声纳还能提供潜水器距底高度数据,用于控制定高航行。

  还有潜水器两侧扫描海底地形、绘制等高等深图的测深侧扫声纳,以及声学多普勒测速仪、定位声纳及惯性导航等设备相集成的组合导航系统为“奋斗者”号的巡航作业助力。借助组合导航系统和声纳设备,“奋斗者”号潜航员仅用了半小时便成功取回了此前布放在万米海底的3个水下取样器,成功实现“海底捞针”,并通过水声通信机将取样画面回传至母船。

  在第五届“中国制造日”全国主会场活动现场,为了让观众对万米载人潜水器的工作环境有概念,廖佳伟说:“全世界最深的地方马里亚纳海沟,最大深度在1.1万米左右,这相当于珠穆朗玛峰顶上再叠一座西岳华山的海拔高度。”他进一步解释,这种长距离的载人深潜,首先要保证的就是潜水器与母船的实时通信,让母船知道潜航员是否安全、潜水器的位置、潜水器在海底的状态等。此外,由于电磁波在海水中的衰减很快,通常使用的北斗、GPS等导航定位系统在水下统统失效。声波成为水中探测、信息传输的主要手段,这时就得完全依赖于声学系统。

  廖佳伟形容水声通信是潜水器的“微信”和“电话”。“在地面上打电话是利用无线电或者说电磁波的长距离传输原理,但是在水下,无线电是完全失效的。深海里水声可以实现远距离传输。作为‘奋斗者’号与母船‘探索一号’之间沟通的唯一桥梁,水声通信系统将万米深渊的风景和声音带到了地球表面,实现了潜水器从万米海底至海面母船的文字、语音及图像的实时传输。”

  廖佳伟分享了一个小故事。“上世纪90年代初,曾有专家出国考察,有一天中国的专家谈到水声通信的时候,外国专家说什么都可以谈,就是水声通信没得谈。因为它有更广阔的应用,发达国家都禁止对中国出口这种技术,所以我们要一直致力于研究水声通信”。

  说起“奋斗者”号实现全海深通信,“蛟龙”号和“深海勇士”号也绕不开。“蛟龙”号在2012年创造7062米的中国载人深潜纪录,“深海勇士”号4500米载人潜水器的国产化率进一步提高。从“蛟龙”号到现在的“奋斗者”号,声学系统团队自2002年就开始了自主研发,经过近20年的研发历程。“奋斗者”号上的水声通信系统完全国产化,并突破了全海深难关,技术指标更高。

  刚到声学所时,廖佳伟还不知道自己参与的是什么样的项目。他从项目基础做起,一步步熟悉系统和设备,跟项目成员一起加班,想办法实现规定的技术指标。

  直到第一次去了车间,他看到一个“蛟龙”号的1:1模型,特别激动。然后看着当时还是空架子的“奋斗者”号,才知道自己参与了这么大的项目。“我特别自豪,这是真正的大国重器。”廖佳伟说。

  下潜深度从四位数到五位数,不仅是简单的数字变化。突破这3000米,是对未知的自然边界的探索,更是对水声通信、合金材料、精密加工等技术的探索和挑战。

  在他看来,“奋斗者”号的研制成功,显著提升了我国载人深潜的技术装备能力和自主创新水平,推动了潜水器向全海深谱系化、功能化发展,为探索深海科学奥秘、保护和合理利用海洋资源提供了又一利器,为引导公众关心认识海洋、提升全民海洋意识、加快建设海洋强国作出了突出贡献。

  廖佳伟是陕西咸阳人,正宗的西北汉子,对水不算亲近,甚至还有点怕。但是“奋斗者”号海试时,动辄就要两三周,最长一次他20天没上过岸。

  除了第一次出海时“蒙”了半天,其他时间,这位西北小伙儿很好地适应了海上生活。由于“奋斗者”号涉及的机构多,比如20天的这次海试里,做声学设备实验可能只有四五天。不过,在船上有临时党支部,也形成了一种新的文化:只有岗位,没有单位。如果遇到海况特殊,大家都会帮忙一起拉绳子、拖设备,一切都为了“奋斗者”号,不管你来自哪里。

  在海上,廖佳伟曾经在日头暴晒的甲板上拷贝设备数据,也曾经在漆黑的夜里布放和回收设备。他见过日出日落的美景,也感受过暴风雨的猛烈。

  无论是在辽阔的海洋里,还是在平静的湖水中,在现场调试的工作人员压力都是非常大的。因为水声系统正常运作,是潜水器下水的充分必要条件。

  廖佳伟粗略地算过,自己入职中科院声学所的最初400多天时间里,有300多天都在出差。2020年年初遇到新冠肺炎疫情,他3月穿着羽绒服从北京前往无锡,8月初回来时,短袖衫都是在当地新买的。

  虽然那段时间出差的日子多到“可怕”,但是廖佳伟觉得自己“特别高兴、特别自豪”,收获也特别大。他不光是积累了专业经验,还有机会与不同机构、不同专业的专家交流。直到看到直播画面里,自己那位曾经朝夕相处的“大头鱼”朋友成功坐底马里亚纳海沟,“10909米”也成了廖佳伟最刻骨铭心的数字。

  有人问,地球上已经没有更深的地方可以下潜,你们该怎么办?廖佳伟说,深海万米之处是科研“无人区”,载人潜水器是进入“无人区”的科考利器,“奋斗者”号远远不是终点,应该说,“我们刚刚打开了深海的一个门缝”。

  对于廖佳伟的科研生涯来说,“奋斗者”号的成功也只是开始。

  作者:胡宁

  来源:《中国青年报》(20210107T04 版)

  报道链接:

  http://www.995.3834585.com/html/2021-01/07/nw.D110000zgqnb_20210107_1-T04.htm

  

 
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