风险管理 图:“蛟龙”号的水平和难度

2011-07-21

“蛟龙”号的水平和难度 吴戈 

此段所在的长文写好后，2010年9月将前两部分发在本博上，因全文还要在平媒上为我糊口，当时未发此段，虽然快一年了，军刊界又凭添诸多丑事烂事，同时网上也没人问我下文，但恰逢近日“蛟龙”号进军5000米，我还是补上，毕竟这段是精髓。其实这与深海981号钻井船，以及中国近年一系列重磅项目有异曲同工之妙，我总的感觉是，能进步总是好事，再难也要有勇气去做，但死要面子害死人，国产化的指标更是作茧自缚，独立自主需要重新定义，好大喜功就是他马的顽疾了。

对“蛟龙”号的具体难度和水平，《舰船科学技术》2008年2月第1期发表的文章“‘和谐’号载人深潜器的研制”（“和谐”号为当时的名称）透露了一些细节。文章作者为中国船舶科学研究中心的7位研究人员，其中第一作者便是第一副总设计师、总体与集成课题负责人崔维成。

在文章中，科研人员客观地承认：该项目是“国内外大协作的成果，也代表了当今世界的先进水平”，“与俄、美、英、法等有关机构进行了合作”，同时，它“在国内是一个技术跨越非常大的项目，需要解决许多关键技术问题，克服国际合作存在的各种问题”。

科技部网站也介绍道：该项目是作为中俄“国家年”框架下的科技活动之一，研制过程中，中俄政府间科技合作框架发挥了重要作用。中俄双方在钛合金载人球、钛合金框架、深压海水泵等高技术领域开展了密切合作。

这里的“技术跨越非常大”，是指“和谐”号立项之初，中国研制过的载人潜水器最大潜深只有600米。一步跨到7000米，“按照科学惯例，一般是先搞一个2000~3000米级的中间艇，再搞这么大深度的。但这样周期很长，经费需要更多”。

“蛟龙”号必不可少的部分关键技术包括：总体优化设计和集成；复杂线型水下航行体的水动力性能优化；大型复杂系统的安全可靠性；大深度载人钛合金球壳的设计及制造；低密度耐高压的浮力材料及其加工；高能量密度的深海动力技术；针对作业目标的稳定悬停定位；高速水声通信技术和高分辨率测深侧扫声呐技术，等等。

“蛟龙”号的立身之本是一系列耐压壳体，包括一个载人球、两个直径分别为840和500毫米的小球及7个耐压罐，全部由钛合金（Ti-6Al-4V）制成（“阿尔文”号替代型也多数由7.5厘米厚的钛合金板制成）。为避免腐蚀，所有其它金属结构也由钛合金（Ti-4Al-2V）制成。

半径1050毫米的载人球由12块独立的片体和两块球形底部组成，它们均由钛合金平板锻造而成。采用人工TIG焊接完成的半球体还要进行专门的热处理，以消除残余应力和变形。圆锥形观察窗和出入舱口盖的设计也很关键，必须使舱口在工作压力下的变形与舱口盖严丝合缝，才能保证密封完好。

在《中国海洋报》2010年9月6日的报道“探秘载人深潜器研试”中也介绍：采用钛合金作为制作潜器的结构材料。但是，球壳要求的厚度机加工出来是78毫米，而加工前的厚板达114毫米。2002年前后，国内根本没有这样的冶炼能力和轧实能力，更谈不上焊接。研究人员就自行设计、计算，再通过理论分析，最后决定选择俄罗斯某船厂承担加工任务，因为俄方有加工过3个6000米钛合金球的经验，同时他们还有打压验收的条件。

现代深潜器一般采用一种复合泡沫塑料作为浮力材料，从而使重力与浮力平衡，以便利用压载系统实现无动力（以节省宝贵的能源）下沉和上浮。这种泡沫塑料由玻璃微球填充在环氧树脂上经固化而成，能承受任何体积的变化，因而适用于深海。在“阿尔文”号替代型上，它们只能制成0.02立方米大小的一块，粘到艇体上，每块成本高达2250美元。“蛟龙”号使用的浮力材料与日本“深海6500”的相似，该材料由美国埃默生和卡明复合材料公司提供。出于可以想象的原因，美国公司实际出售给中国的材料密度并不是最好。

为平衡因采样和海水密度不同等因素造成的潜水器总质量变化，“蛟龙”号需要可调压载子系统。该系统的高压海水泵必须既能抵抗71兆帕的高水压，又能提供72兆帕的输出压力，还要能抗海水腐蚀。电器信号分配子系统中，7个充油接线箱的117组水密接插件和电缆还只能从美国IMPULSE公司购买。

尽管部分重要设备仍需借助国际合作解决，但“蛟龙”号使中国真正掌握了大深度载人潜水器的设计和集成技术。在当今国际科技领域，部分关键尖端技术掌握在个别专业化极强的公司手中已经相当普遍。正常情况下，只要拥有设计和集成技术（因而也就拥有了自主知识产权），设备通过国际采购或委托研制并无不妥。然而这样的公司绝大部分集中在欧美发达国家，考虑到国家间竞争，重大高科技项目受到关键技术封锁的压力始终存在。“蛟龙”号的自我评价从2006年崔副总工“我国自主研发”微妙地修改为2010年国家海洋局发布新闻时的“自行设计、自主集成研制”，正体现了这种局面。上述《探秘载人深潜器研试》一文中提到：“自行设计、计算，再通过理论分析，最后决定选择俄罗斯……”，其实自行设计和理论分析是很了不起的能力，但它仍然不能弥补“没有加工能力”的瓶颈，这是中国高科技工业经常遇到的现实。

通过为“蛟龙”号采购和调试水下电机、水下推进系统、液压源、高压海水泵等引进设备，中国研究机构基本掌握了这些设备的原理，有些关键技术也安排了配套的国产化研究，取得了重要进展。比如，钛合金超塑成形加工技术，现在中国基本有能力加工直径较大的球；深海浮力材料国内产品的比重也接近采购的美国产品。深海水密接插件已研制出一些样品。基于视觉的定位及识别技术，已经解决了定位和识别的关键技术，基本上可以在潜水器上直接应用。深海圆柱水声换能器研制的样品已基本达到要求的技术指标，该指标与美国ITC和法国TOMSON公司的指标基本相当。