机械学院深海液压团队:助力“蛟龙”号装备“国产鳔”
发布时间:2025.05.26

来源:宣传部 编辑:史梦诗 浏览次数:

■记者 史梦诗 通讯员 吴仰天


2月的一个清晨,中国某海域波涛汹涌,“蛟龙”号团队正进行下潜前的最后准备。这是“蛟龙”号2025年技术升级后的首次装备试验任务。


这也是“蛟龙”号首次搭载我校自主研发的浮力调节装置进行的装备试验任务,极具挑战性。


一千米、两千米……当在监控室看到“蛟龙”号正在以预定速度精准下潜、精准作业时,在“蛟龙”号母船、即“深海一号”上的机械学院深海液压团队成员、2023级硕士研究生蒋济哲终于松开了攥紧的拳头。他难掩激动:装置成功运行!最终,浮力调节装置圆满完成海试任务要求,这标志着“蛟龙”号载人潜水器节能减耗、重要零部件国产化替代取得重要进展。



万米级海水液压浮力调节技术全球“从无到有”


“蛟龙”号载人潜水器自诞生以来,便肩负着中国深海探索的重任。它在海水中的灵活自如,仿佛鱼儿般游走,这背后离不开浮力调节装置。


浮力调节装置就像潜水器的“鱼鳔”,即“鱼泡泡”。鱼之所以能上下潜浮,全赖其体内的鱼鳔,这个富有弹性的泡囊能收缩或膨胀,从而改变鱼的体积,从而让鱼儿灵活地在水里浮沉。浮力调节装置中的压载水舱相当于鱼鳔的前室,,通过向压载水舱内注水或排水来改变潜水器的重量,从而实现浮力的调节,便于潜水器在海底复杂地形的精细操作。


虽然说潜水艇下潜的原理十分简单,可是在深海作业并不容易。在海洋深处,随着水深的增加,压力也在不断上升。当“蛟龙”号抵达水下7000米深处时,其本体每平方米面积所承受的重量,相当于承担了7000吨的重量,这种巨大的压力对潜水器的核心装置,尤其是浮力调节装置提出了严苛的挑战。



这次跟着“蛟龙”号一起下海的,是机械学院流体动力控制工程系刘银水、吴德发教授深海液压团队研发的“大深度海水液压浮力调节系统”。


项目经过长期原始创新积累和技术攻关,在超高压海水泵、多功能控制阀以及极端环境全工况性能评估等核心技术方面取得突破性进展,创建了全海深、高效能、高可靠海水可调压载元件-装置-测试技术体系,是国际上首次研发出万米深渊海水液压浮力自适应系统,实现了我国在该领域从无到有、从浅到国际最大深度的技术跨越。相比原装浮力调节系统,该浮力调节系统经过集成化与轻量化设计,空间重量显著下降,维护更加简便,注排水流量更大。就像鱼儿的“鱼鳔”更加轻便、灵活,潜水艇在水中才能更加精准地浮潜、悬停,成为深海利剑。成果入选国家“十三五”科技创新成就展“海洋强国”展区,获湖北省技术发明奖一等奖、中国机械工业联合会技术发明一等奖、中国造船工程学会技术特等奖等。


助力“蛟龙”号硬核升级


2024年11月,“蛟龙号”迎来升级改造。为了顺利完成浮力调节装置的升级改造,团队成员、2023级硕士研究生张鹤鸣在争分夺秒地完成实验室测试后,又马不停蹄去往中国船舶科学研究中心开展陆上试验,最后来到青岛国家深海基地管理中心,进行水池试验。



随着潜航员发出指令,“蛟龙”号开始缓缓下潜,并在水下依次完成定点航行、下潜、上浮等动作。张鹤鸣神色紧张而专注:“‘蛟龙号’内部空间有限,留给浮力调节系统的空间非常紧凑,我们需要考虑硬管的布置与连接,确保密封性能,还要尽可能地给工作人员创造更方便的操作环境、更流畅的维护动线。”试验前,浮力调节装置与压载水舱之间的管路需要现场装配,因施工空间狭小以及对管路连接处的密封性能具有高要求。张鹤鸣只能反复尝试,边装配边调整,需要足够的耐心。


升级改造后的“蛟龙”号,终于要迎来首次海试任务。海面上,风平浪静,船行平顺。随着一声“人员各就各位!”“蛟龙”号被专用运送车推出机库。“船舶准备完毕!”“水面支持准备完毕!”“潜水器准备完毕!”……在“深海一号”的后甲板上,一系列的指令、回应声此起彼伏,一切井然有序。蒋济泽作为“蛟龙”号保障团队一员,参与“蛟龙”号布放、回收、下潜后的检查与维护工作中。


“这次浮调比之前的好用很多,使用时间很长,会不会有什么问题,需要好好检查一下吗?”第一次下潜结束后,潜水员连忙询问蒋济哲。“不会有问题的,我们的设备经过前期验证,能够达到连续运转的使用要求。”蒋济泽和团队老师仔细沟通后,自豪地说。


10天作业窗口期内,“蛟龙”号共实施14个潜次,并创纪录完成4次“一天两潜”,连续9次实现“一拖二”作业,刷新了下潜频次新记录,展现了总体下潜能力的大幅提升,为实施后续高强度运行提供坚强保障。


“能看到自己的研究真正应用在‘国之重器’上面,就像小时候的梦想终于照进了现实,又激动又催人奋进。”蒋济哲兴奋地说。


从最初依赖进口部件到如今实现关键部件的国产化,体现了我国在深海技术领域自主创新能力的提升,增强了我国深海探测装备的可靠性和稳定性,降低了对外部技术的依赖,为我国深海事业的可持续发展奠定了坚实基础。



其实,早在2020年,我校自主研发的浮力调节装置就已经成功应用于“奋斗者”号了。2024年12月,学院2023级硕士研究生胡锡广参加海试,这是我校作为“奋斗者”号参与研制单位首次参加海试任务。胡锡广坦言,“深海装备容不得半点马虎”。在海试过程中,他时刻关注着设备的运行情况,每一个数据的变化都牵动着他的心。他明白,自己的工作直接关系到潜水器的安全和任务的成败。



“我愿成为他们勇攀高峰,不断前进的台阶。”团队吴德发教授是这样说的,也是这样做的。在团队中,学生不再局限于辅助角色,而是逐渐走向技术创新前端。从实验室到万米深海,青春与大国重器共成长。团队一批批毕业生走出实验室,接续投身我国深海装备研究。其中,2022届硕士校友马云祥担任“蛟龙”号系统能力提升与集成项目副主办、质量师、机械液压系统负责人;毕业生杨珍、毛旭耀、龙雷、闵昊、唐美丽华、王希等都进入了海洋军工单位,推动海洋科技实现高水平自立自强;超50%毕业生进入海洋军工单位……他们以扎实学科知识驱动深海技术创新,在海洋强国之路上,展现新时代青年的科技报国情怀。


海上立潮头,海下探深渊。深海装备是实现国家深海战略的技术保障,正如团队刘银水教授所言:“深海装备的突破,需要一代代年轻人接力创新。”面向国际深海装备竞争,团队秉持坚定科技报国理念,用数十年的执着坚守和使命担当,以自主创新之笔,努力实现深海深潜人才培养、装备谱系化高质量发展,助力深海装备迭代升级,抢占深海科技制高点。

学校微博
单周单篇点击量排名
Baidu
map