中國(guó)圓滿完成載人萬(wàn)米深潛海試任務(wù)的“奮斗者”號(hào)全海深載人潛水器，28日順利返航三亞。中國(guó)科學(xué)院多個(gè)參與“奮斗者”號(hào)研制和海試任務(wù)的研究所接受媒體采訪稱，聲學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完全國(guó)產(chǎn)化、萬(wàn)米級(jí)浮力材料自主研制等系列關(guān)鍵技術(shù)突破，為“奮斗者”號(hào)實(shí)現(xiàn)載人萬(wàn)米載人深潛發(fā)揮重要作用。

　　“奮斗者”號(hào)聲學(xué)系統(tǒng)完全國(guó)產(chǎn)化

　　中科院聲學(xué)研究所是“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)下的“全海深潛水器聲學(xué)技術(shù)研究與裝備研制”項(xiàng)目牽頭單位和“全海深載人潛水器總體設(shè)計(jì)、集成與海試”項(xiàng)目中聲學(xué)系統(tǒng)課題的承擔(dān)單位，由朱敏研究員帶領(lǐng)的海洋聲學(xué)技術(shù)中心團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)完成“奮斗者”號(hào)聲學(xué)系統(tǒng)中全海深水聲通信機(jī)、地形地貌探測(cè)聲納、多波束前視聲納、多普勒測(cè)速儀、避碰聲納的自主研發(fā)以及定位聲納和慣性導(dǎo)航設(shè)備的系統(tǒng)集成。

　　朱敏指出，相較于前兩代的“蛟龍”號(hào)與“深海勇士”號(hào)載人潛水器，“奮斗者”號(hào)的聲學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了完全國(guó)產(chǎn)化，突破了全海深難關(guān)，技術(shù)指標(biāo)更高，在“奮斗者”號(hào)的整個(gè)海試過(guò)程中表現(xiàn)優(yōu)秀，為全海深范圍內(nèi)的持續(xù)巡航作業(yè)提供可靠技術(shù)保障。

　　其中，水聲通信是“奮斗者”號(hào)與母船“探索一號(hào)”之間溝通的唯一橋梁，實(shí)現(xiàn)了潛水器從萬(wàn)米海底至海面母船的文字、語(yǔ)音及圖像的實(shí)時(shí)傳輸。

　　“奮斗者”號(hào)正在布放入水，準(zhǔn)備開(kāi)展下潛作業(yè)。中科院科學(xué)傳播局供圖

　　據(jù)介紹，由聲學(xué)多普勒測(cè)速儀和定位聲納及慣性導(dǎo)航等設(shè)備相集成的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，為“奮斗者”號(hào)的巡航作業(yè)提供了高精度的水下定位導(dǎo)航。在11月16日的下潛作業(yè)中，借助組合導(dǎo)航系統(tǒng)和聲納設(shè)備，“奮斗者”號(hào)潛航員僅用半小時(shí)便成功取回此前布放在萬(wàn)米海底的3個(gè)水下取樣器，成功實(shí)現(xiàn)“海底撈針”，并通過(guò)水聲通信機(jī)將取樣畫面回傳至母船。

　　萬(wàn)米級(jí)浮力材料自主研制獲重大突破

　　據(jù)中科院理化技術(shù)研究所介紹，固體浮力材料的作用是為潛水器的順利下潛和安全上浮提供保障，其性能直接關(guān)系到潛水器與潛航員的安全，也是眾多深海科學(xué)考察裝備及實(shí)現(xiàn)海洋資源開(kāi)發(fā)的核心材料。

　　全海深固體浮力材料研制與生產(chǎn)過(guò)程中，核心技術(shù)問(wèn)題是要解決材料的密度與強(qiáng)度的協(xié)同關(guān)系，既要密度低又要耐高水壓。

　　為此，中科院理化所牽頭開(kāi)展萬(wàn)米級(jí)浮力材料自主研制項(xiàng)目攻關(guān)，在前期多年技術(shù)積累的基礎(chǔ)上，采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟化學(xué)制備技術(shù)，短時(shí)間內(nèi)研制出固體浮力材料核心原材料高強(qiáng)空心玻璃微球，實(shí)現(xiàn)中國(guó)浮力材料研究的重大突破，進(jìn)而利用致密填充堆積技術(shù)結(jié)合輕質(zhì)高強(qiáng)樹(shù)脂基材，制備出具有高安全系數(shù)的萬(wàn)米級(jí)固體浮力材料并進(jìn)行批量化生產(chǎn)，解決了長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)產(chǎn)固體浮力材料強(qiáng)度差密度高的技術(shù)難題。

　　中科院理化所還進(jìn)一步聯(lián)合國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)力量進(jìn)行浮力材料在模擬深海高壓下的性能評(píng)估和大型構(gòu)件粘接加工。同時(shí)，為推動(dòng)固體浮力材料的可持續(xù)發(fā)展，該所項(xiàng)目組在基礎(chǔ)研究方面也進(jìn)行部署，組織相關(guān)單位開(kāi)展浮力材料涉及的相關(guān)基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題研究。

　　聚“力”全海深載人潛水器科學(xué)研究

　　中科院力學(xué)研究所是中科院最先開(kāi)展海洋工程研究的單位之一，具有全面堅(jiān)實(shí)的學(xué)科積累和技術(shù)儲(chǔ)備?！笆濉逼陂g，為更好的支撐“奮斗者”號(hào)全海深載人潛水器的研制任務(wù)，中科院力學(xué)所與深海所成立深海力學(xué)研究的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，隸屬中科院深海技術(shù)創(chuàng)新研究院，共同為全海深載人潛水器的關(guān)鍵力學(xué)問(wèn)題提供技術(shù)攻關(guān)。

　　這期間，中科院力學(xué)所承擔(dān)了“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)研究的多項(xiàng)任務(wù)，圍繞全海深耐壓結(jié)構(gòu)的疲勞破壞機(jī)制和壽命評(píng)估技術(shù)，以及非定常潛浮運(yùn)動(dòng)快速仿真方法開(kāi)展研究，為結(jié)構(gòu)和外型設(shè)計(jì)提供支撐。

　　據(jù)介紹，中科院力學(xué)所的研究揭示深海載人潛水器“耐壓艙”用鈦合金Ti62A等的(保載)疲勞破壞機(jī)制，發(fā)現(xiàn)較低頻率下，隨著加載頻率的增加，疲勞壽命增大，升/降載時(shí)間顯著降低“耐壓艙”用鈦合金Ti62A保載疲勞壽命，并且保載疲勞壽命與升載/降載時(shí)間在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)下呈近似線性關(guān)系。同時(shí)，該所還研究建立反映載荷形式和缺口對(duì)耐壓艙用鈦合金Ti62A的疲勞性能影響模型。