“奋斗者”号上的最强中国智慧

　　11月28日，成功完成万米海试的“奋斗者”号全海深载人潜水器胜利返航。自2020年10月10日起，“奋斗者”号赴马里亚纳海沟开展万米海试，成功完成13次下潜，其中8次突破万米。11月10日8时12分，“奋斗者”号创造了10909米的中国载人深潜新纪录，标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。

　　“奋斗者”号全海深载人潜水器是“十三五”国家重点研发计划“深海关键技术与装备”重点专项的核心研制任务。该专项于2016年立项，由中国船舶集团有限公司第七〇二研究所牵头总体设计和集成建造，中国科学院深海科学与工程研究所等20家科研院所与13家高校、60余家企业的近千名科研人员联合研发。其中，中国科学院作为“科技国家队”，贡献了最强中国智慧。

　　中科院深海所：万米海试“大管家”

　　中国科学院深海科学与工程研究所是本次“奋斗者”号海试任务的牵头完成单位，组织“探索一号”“探索二号”编队，共14家单位、250人次，完成了“奋斗者”号南海和马里亚纳海沟两阶段海试，可谓是此次万米海试任务的“大管家”。

　　中科院深海所于2014年率先牵头启动实施我国之一个瞄准世界科技前沿深海深渊的科技专项——中科院战略性先导科技专项（B类）“海斗深渊前沿科技问题研究与攻关”。在专项支持下，参研单位科研人员突破了深渊探测关键材料技术、深渊模拟实验技术和全海深载人/无人潜水器瓶颈技术，积累了丰富的万米海试作业经验以及马里亚纳海沟海斗深渊区的海洋环境数据，掌握了部分深渊区的精细地形数据。同时，也形成了丰富的海试任务管理和组织经验。

　　为了完成“奋斗者”号研制及海试任务，深海所牵头建成了国际上容积与工作压力组合技术指标更高的超大型深海超高压模拟试验装置，及时保障了“奋斗者”号钛合金载人舱、固体浮力材料等核心部件压力测试工作的顺利完成；还联合其他单位建成“探索一号”“探索二号”两艘全海深载人潜水器支持保障母船，两船均具备同时携载两艘载人潜水器作业的能力，为“奋斗者”号海试提供稳定可靠的水面支持、应急保障条件。

　　此外，深海所突破了全海深超高清视频实时采集压缩存储技术、全海深无线光通信技术、全海深耐压透镜灯罩关键部件制造技术等，自主研制成功国际首套全海深视频直播系统。在此次海试任务中，这套系统与“奋斗者”号联合，完成了世界上首次载人潜水器与着陆器在万米海底的联合水下拍摄作业，向全世界实时发布深潜情况。

　　中科院金属所：打造“奋斗者”号的钛外壳

　　海底压力大、情况复杂，因此，载人潜水器对制造材料有特殊要求。中国科学院金属研究所钛合金团队采用自主研发的Ti62A钛合金新材料，建造了世界更大、搭载人数最多的潜水器载人舱球壳。

　　据介绍，中科院金属所牵头，联合宝钛股份有限公司、中国船舶重工集团公司洛阳船舶材料研究所、中航工业制造技术研究院和中科院深海所，组建全海深钛合金载人舱研制“国家队”，历时3年全面完成了研制工作，解决了若干钛合金基础科学问题，攻克了载人舱材料、成形、焊接等一系列关键技术瓶颈，成功建造出世界更大、可搭载3人的全海深载人舱。

　　全海深载人舱研制极大带动了我国钛合金工业能力提升和装备制造技术进步。例如，高强高韧钛合金铸锭尺寸、板材幅宽与厚度、钛合金半球厚度、锻件截面与单重、钛合金电子束焊缝厚度等技术指标均打破国内原有纪录，逼近设备的极限能力；超大厚度高强钛合金电子束焊接和热处理技术实现了技术跨越。这些新技术可推广应用于其他钛合金，促进钛合金更大规模的产业化应用，将显著提升我国船舶、海洋工程和石油化工领域的钛合金应用水平。

　　中科院沈阳自动化所：“奋斗者”号的“控制大脑”

　　中国科学院沈阳自动化研究所负责“奋斗者”号载人潜水器控制系统的研制工作。该所自主研制的智能化控制系统、电动观测云台以及主从伺服液压机械手等全海深技术装备，有力支撑了“奋斗者”号实现高精度航行控制、全景科学观测、高精准作业取样等功能。

　　针对深渊复杂环境下大惯量载体多自由度航行操控、系统安全可靠运行等技术难题，“奋斗者”号控制系统实现了基于数据与模型预测的在线智能故障诊断、基于在线控制分配的容错控制以及海底自主避碰等功能，提高了潜水器的智能程度和安全性；采用基于神经 *** 优化的算法实现了大惯量载体贴海底自动匹配地形巡航、定点航行及悬停定位等高精度控制功能，其中，水平面和垂直面航行控制性能指标，达到国际先进水平。