向深海进发
自主设计集成凸显创新能力
在“蛟龙”号研制过程中，一个值得注意的现象是，由于研制初期受国内制造技术水准的限制，“蛟龙”号关键零部件仍需进口，如机械手、水下灯等设备引进自美国，成像设备来自日本，载人舱钛合金球壳则是委托俄罗斯制造。
作为“蛟龙”号总设计师，徐芑南对这个敏感问题并不避讳。“我想这是一些人对‘蛟龙’号最大的质疑，有几成部件是中国自主制造的？”
“深海载人潜水器装备部件生产非常专业化，美国、法国载人潜器研发团队都是请专业机构按照他们的设计方案定制零部件，然后再自行组装集成。”徐芑南认为，根据现阶段我国制造技术水平，采购一些国外设备并不妨碍中国载人深潜设计集成创新和掌握自主知识产权。他举例说：“‘蛟龙’号钛合金球壳虽然是俄罗斯制造，但它是按照我们的设计来加工的，因而知识产权也在我们自己手里。”
事实上，“蛟龙”号从总体方案设计，到潜水器的初步设计和详细设计，到最后的总装联调和水池实验，都由我国工程技术人员独立完成。“蛟龙”号研制团队正是通过这次研发，向世界证明了中国已经掌握了深海载人潜水器自主设计、集成创新等核心能力。
尽管如此，研制团队对关键部件生产国产化仍保持着清醒认识。“蛟龙”号第一副总设计师、702所副所长崔维成坦言，国外对中国限制工作深度超过1000米的关键部件出口。“因此从长远角度来说，载人潜水器核心部件还需我们进行自主研发和制造。”
为此，从“十一五”开始，863计划海洋技术领域就支持载人潜水器关键部件生产国产化研究，目前我国在钛合金球设计制造、低密度深海浮力材料、深海电机、推进器等技术的消化吸收与再创新方面取得了长足进展。
崔维成对记者表示，从部件数量比例而言，“蛟龙”号目前的国产化率已达到60%。“接下来的两三年，我们的目标是力争使达到90%以上国产化率。那时即使国外不再卖给我们任何部件，我们的‘蛟龙’号完全可以用国产部件替代。”
崔维成认为，在863计划支持下，我国自主研发和制造深海运载器已进入良性循环。“我们最终目的并不仅仅在于制造出完全国产化的深海运载器，更大的意义在于带动一大批相关深海技术的国产化，打破国外垄断，促进海洋重大装备制造产业链的发展。”
伟人邓小平当年为863计划题词“发展高科技，实现产业化”，已经指出了863计划的发展方向。在崔维成看来，7000米载人潜水器作为863计划支持下的重大海洋装备专项，正朝着这个远大目标一步步坚实迈进。
为“蛟龙入海”保驾护航
载人潜水器造好了，但“蛟龙入海”执行各项试验任务，还需要水面支持系统保驾护航。这个系统与潜器本体同等重要，它与潜器本体系统一起构成了我国载人深潜工程的主体。
“简单的说，水面支持系统是载人潜水器执行任务的依托。”水面支持系统总师、701所副所长吴崇健介绍说，“它包括母船总体设计、母船改造、布放回收系统、辅助系统等4大部分，可为载人潜水器提供入海出海、指挥警戒、科学实验等支撑。”
水面支持系统研制首先遇到的一大难题就是“向阳红09”母船的设计及改造。这艘有30年船龄的老船有些性能无法达到海试要求，必须要对其整体和局部结构进行改造。
为此，一场母船改造“大手术”迅速展开。增设全船网络系统，加装潜器水下定位和通讯系统，更换大功率辅机……这些措施使船舶的能力得到全面恢复和提升，满足了作为“蛟龙”号试验母船的技术和功能要求。
潜水器布放回收系统则是另一大“拦路虎”。在吴崇健眼中，“载人潜水器布放回收相当于宇宙飞船的发射和收回，直接关系到潜水器和潜航员的安全。”不同于一般陆上环境，载人深潜器经常要在4、5级海况下，被精准地布放和回收，这对布放回收系统提出了很高的要求。
比如在“向阳红09”母船上安装布放回收装置难度就很大。吴崇健解释说：“这是因为加装后船舶尾部结构最大将承受近1000吨米的巨大弯矩，原有旧船肯定受不了。”为此，水面支持系统对全船结构及尾部A形架安装区域的局部强度进行了精确的计算，以最小的重量代价保证了全系统的安全。
A形架系统门形结构的横梁上悬挂着一个“抓手”，它是能够捕捉并锁住“蛟龙”号的对接装置。作业时在恶劣海况下母船的横摇有时会达到十多度，因此即使经过初始止荡后的潜器残余动能仍会比较大，普通回收技术不能满足回收要求。
在吴崇健的带领下，701所采用“柔性导接定位”技术研制抓手。这种抓手能像人手一样很灵活，有3个自由度，能自动随潜器摆动，来应对船舶的纵摇、横摇和升沉，进而精准捕捉潜器。有了这只手，布放回收系统就能够在5级海况下将“蛟龙”号抓住。抓住之后，通过施加一定力量，抓手会马上变硬，从而逐渐使潜器平静下来。
“这种先软后硬的技术可将潜水器出海的巨大动能化于无形，属于国际领先技术。”吴崇健自豪地表示，“在此之前，世界上其他布放回收系统一般适用海况只有4级，而应用了该技术的布放回收系统可设计成适用于最高6级海况。”
事实上，水面支持系统研制取得了丰硕成果，共形成核心技术秘密20项，受理专利17项，目前已授权专利5项，获软件著作权3项。水面支持系统的研制成功，为我国深海载人潜水器的海上试验和未来应用奠定了牢固的基石。
