叶聪:让万米深潜成为例行科考活动

科技日报记者 陈瑜

近日,叶聪我国发布深海考古重大进展,让万在南海发现两处古代沉船。米深值得一提的潜成是,在“深海勇士”号载人潜水器的为例帮助下,中国深海考古开启了新篇章——实现在一号沉船核心堆积区西南角布放首个沉船水下永久测绘基点,行科并进行初步搜索调查和影像记录。考活

目前,叶聪“蛟龙”号、让万“深海勇士”号、米深“奋斗者”号三台载人潜水器已累计完成超千次下潜,潜成特别是为例近3年,我国载人深潜的行科潜次占全球半数以上,其中万米深潜次数和下潜人数稳居世界首位。考活

为什么我们要不断挺进深海?科技日报记者就此专访了“奋斗者”号总设计师叶聪。叶聪

从参与“蛟龙”号设计起步

记者:今天提起载人深潜,“蛟龙”号、“深海勇士”号、“奋斗者”号都已是公众耳熟能详的名字了。您是什么时候开始结缘深潜的?

叶聪:2001年,出于对船舶与海洋工程专业的兴趣,我选择到中国船舶科学研究中心工作。

记者:您当时了解深潜吗?

叶聪:并没有。此前,我只在课本上学过几页关于载人潜水器的知识,通过新闻报道,得知我国6000米级CR-01无人潜水器研制成功。我非常高兴能够加入载人潜水器的研发团队,从此投身载人潜水器研发和应用事业。

记者:那时我国载人深潜处于什么样的水平?

叶聪:当时,团队里只有总设计师见过大深度载人潜水器的实物,国内也只有两位科学家乘坐过日本、美国的载人潜水器,国内最大的载人深潜深度纪录是300米。非常幸运的是,我的职业生涯是从参与“蛟龙”号设计工作开始的。我亲历了中国载人深潜实现历史性跨越的整个过程。

记者:2003年,您以助理工程师身份担任“蛟龙”号总布置主任设计师,也是该项目最年轻的主任设计师。对一个初出茅庐的青年科技工作者来说,这是不是特别大的挑战?

叶聪:担子压下来,我首先感到激动、兴奋。这份工作太有价值了,作为初生牛犊不怕虎的年轻人,我甚至可以参与专家辩论。“蛟龙”号总设计师徐芑南、中国船舶科学研究中心研究员刘正元给了我很多指点和帮助,并逐步让我承担潜水器的使命功能等内容的论证工作。

记者:这期间有没有印象特别深刻的事?

叶聪:当时,我们团队做过作业深度4000米、6000米、7000米能源类型燃料电池、锌银电池的多个概念方案设计,向参加过下潜的前辈取经,甚至通过国外电影、纪录片来了解潜水器的细节。这是我个人成长特别快的一段时间,将传统的船舶设计方法和潜水器的设计工作结合起来,逐渐捋清潜水器总体设计的思路。

记者:这是专业派上了用场。

叶聪:是的。在此过程中,我自己也进行了一些探索,比如用三维设计软件来提高设备布置和性能计算效率,不断优化载人舱3个观察窗的视野、采样篮中的工具、灯光摄像机机械手覆盖范围。我感觉,自己的专业知识在深海装备设计上有了用武之地。

“进军”万米深度,但不止于此

记者:与“蛟龙”号相比,“深海勇士”号下潜深度回撤到了4500米,这是出于什么考虑?

叶聪:“蛟龙”号实现了自主设计和集成创新,但一部分零部件是从国外采购的,这让我们认识到,面向长远发展,深海装备要实现自主可控,装备使用性能和技术保障能力亟须提升。考虑到当时国内的制造和检测技术水平,团队对标当时国际上运行效率和水平最高的“阿尔文”号载人潜水器,其下潜深度约4500米,所以将“蛟龙”号下潜深度定在了4500米。

记者:深度浅了,设计难度是不是变小了?您在这个阶段主要负责哪些工作?

叶聪:事实并非如此。在“深海勇士”号研制过程中,我除了是副总设计师,还承担了总质量师的工作。我带领团队与从事陆空天装备生产、检测的机构,如中国科学院理化技术研究所、中国航空制造技术研究院等开展合作。我们在技术目标制订、设计技术交底、生产过程控制方面做了大量的工作,在国内形成了深海装备产业的专业话语体系,打造出国内自主深潜装备产业链条。实践证明,“深海勇士”号不仅实现了深海装备国产化率95%的目标,还提高了国内载人/无人潜水器的材料、部件供货和检测能力。

记者:2016年,全海深载人潜水器项目“奋斗者”号正式立项,年仅37岁,您正式挂帅该项目总设计师。您能不能科普一下,什么叫全海深?

叶聪:“全海深”是“Full Ocean Depth”的直译,是行业内通用的最大产品工作深度等级,表明该潜水器能够在地球海洋最深处使用。

记者:全海深有准确数值吗?

叶聪:我们一般用万米级来统称。因测量方法和手段不同,对地球海洋最深处的测量结果不尽相同,“奋斗者”号测出的结果是10909米。

这样深的海底被称作人类最后的秘境。2019年前,只有3个人达到过万米深度,下潜次数为2次,比登上月球的人数和次数还少。

记者:从这个角度来说,上天不易,入海同样很难。

叶聪:是的,而且我们希望,这台潜水器不光能到达那样的深度,还是一台载人数量最多、潜浮速度最快、海底作业时间最长以及作业能力最强的全海深载人潜水器。它能够频繁往返万米海底与水面之间,让万米深潜不再是个人冒险、探险行为,而是科学家日常例行的科学考察活动。

记者:深度的增加,会给潜水器设计带来什么影响?

叶聪:有难度是肯定的。万米水深给材料、结构、设计、建造、检测都带来了更多困难,同时通信定位受到的影响干扰也更大。

举个例子,有机玻璃材质的潜水器观察窗厚度近300毫米,潜浮过程中不仅要确保玻璃的密封性,还要避免频繁下潜给玻璃带来的累积损伤。为此,我们优化了观察窗的形状,并通过一系列试验,得出不同深度、不同海底作业时间有机玻璃的应力恢复时间,进而得出潜水器两次下潜的间隔时间。

记者:目前有多少人搭乘“奋斗者”号到达万米深度?

叶聪:最新数据显示,已有32人搭乘“奋斗者”号下潜万米海底25次,我国万米深潜次数和下潜人数居世界首位。

在“无人区”蹚出新路

记者:人类不断挺进深海,您觉得意义何在?

叶聪:海洋是人类生存和实现可持续发展的战略空间与资源宝库。经过近年来的发展,我国深海装备谱系化工作已经初见成效,各种类型潜水器的最大作业深度都已达到万米级别,在深海资源勘探、科学考察以及考古打捞中发挥了重要作用。目前,我们正在对装备的大型化、深海协同作业的类型和数量,以及深海通信、定位和供能等技术开展攻关,通过增强深海进入和探测的能力,从而更好地实现深海的保护和开发。

记者:十几年前,我第一次采访您,当时您更出名的身份是试航员,也被称为“深海的哥”。您觉得“深海的哥”经历对您的设计工作产生了什么影响?

叶聪:探索陌生环境,人的参与是非常重要的。通过承担试航员工作,我对自己设计的潜水器更加熟悉,也能更好地满足用户需求。我非常喜欢自己“深海的哥”的身份。

记者:像载人潜水器这样的先进科学装置是攀登科技高峰的基础,同时,它的运行离不开人的支持,这也为人才成长提供了沃土。

叶聪:没错,我就是通过参与设计科学装置,实现个人快速成长的。我们的团队非常年轻,成员平均年龄不超过34岁。近年来,深潜领域涌现出很多优秀的年轻人,包括潜航员、技术专家和海洋学者。

记者:结合个人的成长经历,您认为如何吸引优秀青年投身载人深潜这一领域?

叶聪:重大科学装置的运行离不开人才的支持。现在人类对深海的认识依然非常有限,有报道称,目前只有20%的海底被精细测绘。我的判断是,在“无人区”做科研往往能蹚出新路,能够发现有价值的科学技术问题。我想这也会吸引更多的年轻人投身载人深潜事业。