葉聰：把深潛進行到大洋之底

□本刊特約記者 鄭蔚

葉聰與“蛟龍號”潛水器模型

大洋浩瀚，它的最深處究竟有多深？

1960 年，美國潛水器“迪利雅斯特”曾在馬里亞納海溝下潛到10916 米。10916 米的深度，可以“放下”一座海拔8844 米的珠穆朗瑪峰，但它是否一定就是全球大洋的最深處？學界尚無定論。“自古以來，資源的稟賦往往決定著一個國家的實力和未來。”全海深載人潛水器總設計師葉聰說，“海洋深處有數不盡的秘密和寶藏等待著我們去發現。”

“我們‘全海深載人潛水器’的目標，是能實現萬米載人深潛。目前，它的全部設計工作都已完成，我們團隊正忙著和參與項目的各地有關單位溝通，督促、檢查設備和部件的加工生產，以確保質量和進度能滿足項目的總體要求。”他說。“全海深載人潛水器”將于2020年建成。

一

人都說葉聰運氣特別好。2001 年從哈爾濱工程大學船舶工程專業畢業，就進了他向往的中船重工七〇二研究所；僅僅兩年后，又當上了“蛟龍號”總布置主任設計師。這一切，其實既緣于他趕上了我國載人潛水器快速發展的好時代，也緣于葉聰從小就是個軍迷，能親手造潛艇、造軍艦是他少年時代就萌發的夙愿。

葉聰老家武漢黃陂，1997 年高考，他沒有報本省名校，而是選擇了前身是“哈軍工”的哈爾濱工程大學。對兒子遠走高飛的抉擇，開明的父母親沒有反對。大學畢業，他看上了遠在無錫的七〇二所。第二年，“7000 米載人潛水器”項目啟動，已退休了6年的我國深潛技術的開拓者徐芑南，被吳有生院士請回來擔任總設計師。所領導號召說：“新課題、新任務，需要大批新人參與。”葉聰一看徐老都回來當總設計師了，就說：“那就跟著總師干吧。”

2003 年，職稱還是助理工程師的他當上了總布置主任設計師，成為整個“7000 米”項目團隊11 個分系統中最年輕的負責人。按理說，要領銜一個分系統，至少要在所里吃上五六年的“蘿卜干飯”，葉聰何來這么好的運氣？

“蛟龍號”項目副總設計師胡震說，當時進所的大學生不少，但當時所里項目少、收入低，在無錫市屬于中下水平，一些大學生跳槽了。而葉聰心沉得下來，喜歡鉆研，處理問題有條理，讓我們覺得靠譜。

這“總布置主任設計師”，究竟是干什么的？

“總布置設計師是船舶建造的一個專門崗位，就是既要負責全部船用設備從船艏到船艉安裝的空間布局，又要管船舶全生命周期的作業時間流程，比較接近于‘造船總體師’的概念。”葉聰解釋道，“這個崗位對我的鍛煉很大，因為要通過成百上千次的計算、分析，編寫報告和繪制圖紙，完成每個設計階段潛水器最重要的設計文件和圖紙，包括深潛的操作流程和潛水器總圖。這讓我對潛水器的每一個部件都了如指掌，對每一個操作環節都能把時間精確地控制到分鐘級別。”其實，此時的葉聰還沒有見過真實的深海載人潛水器。

“當時確實凡是能找到的國外載人潛水器的資料，我們都會去認真分析研究，但我們的研發還是從整個項目的目標出發的：首先明確我們的載人潛水器要用來做什么的？實現這個目標需要哪些設備和部件？而這些設備和部件又需要多少能源和多大空間？最后，將這所有的需求，歸結到整個潛水器的耐壓能力、供電能力、驅動能力、信息反饋和控制能力等等。我們從目標出發來層層反推，進行優化。”

一年后，葉聰所在的團隊拿出了“蛟龍號”的草圖，走的是“自主設計、集成創新”的技術路線。“蛟龍號”當初立項時，還只是個“五年計劃”，計劃2007年建成結項。但當時，國內船研所還普遍沒有計算機仿真設計、三維建模的能力。2003 年，他們土法上馬造了一個鋼球體模型，里面的設備用木模代替。但中國深海載人事業對國際水平的追趕，不僅是一家科研團隊的追趕，更是整個深海載人潛水器產業鏈的追趕，談何容易。

二

建造這深海蛟龍到底有多難？最初的下潛深度曾設想為4000 米，而立項時，國家海洋事業大發展的需求，將下潛深度改寫為7000 米。根據海洋的深度，通常分層為：0～200 米，海洋上層；200～800 米，海洋中層……4000～6000 米，海洋深淵層；6000米深度以下，海洋超深淵層。“為什么要將‘蛟龍號’的深度定在7000米？”記者請教葉聰。

“如果它能達到7000 米，那它的深潛能力就已經覆蓋了全球99.8%的海域，全球大于7000米深度的海域不過0.2%。這0.2%，通常稱為‘深淵’。”葉聰說，“今天，這深淵對全球的科學家來說，依然存在著太多的謎團，有太多的科研和經濟價值。”

雖然“迪利雅斯特”深潛器早就創下了深潛10916米的世界紀錄，雖然電影《阿凡達》導演卡梅隆在2012 年3 月獨自一人駕駛著“深海挑戰者號”，潛到了10898 米的海底，“但這兩種深海載人潛水器都是探險型的，而‘蛟龍號’則是作業型的。這區別，簡單地說就是，我們不僅是去看看海底究竟是啥樣的，還可以在海底搞科研、干活的！”葉聰強調說。

2005 年，葉聰終于親眼見到了深海載人潛水器。那次參加中美聯合深潛活動，他有了2 次2000 米級別的大洋熱液區下潛的機會。“當時，美國科考船上的很多科學家得知我是中國7000米級載人潛水器項目的設計師，他們都很吃驚，認為不可思議。因為當時美國人自己的作業型載人潛水器也不過6000米級別，而且我國當時最好的業績也就是600 米級的載人潛水器，一下子要跨越這么大。”葉聰說，“但這次活動，對我是一個學習如何高水平地運行管理潛水器的好機會。”正是這難得的技術的和經驗的積累，當“蛟龍號”即將下水需要駕馭它的潛航員時，葉聰毛遂自薦，成為首個潛航員。

“每下潛10 米，會增加一個大氣壓力，10 個大氣壓等于1 個兆帕；下潛到7000米時，‘蛟龍號’就要承受700個大氣壓、70兆帕的壓力。那時，‘蛟龍號’每平方米要承受的壓力是7000 噸。”葉聰說，“由此引起的高壓、密封、腐蝕、絕緣等技術難題，都必須一一突破，稍有不慎，后果不堪設想。”非專業人士可能不太好理解70 兆帕壓力意味著什么。“你知道切割鋼板的水刀嗎？水刀的壓力只有4兆帕，4兆帕就可以切割開鋼板，那還只是‘蛟龍號’潛到400 米時承受的壓力。”葉聰說。

曾寄希望5 年內建成的“蛟龍號”，直到2007年冬天才下水。這“下水”還不是下海，只是下七〇二所里的試驗水池。第一次下水池就出現了故障，胡震回憶說，“試驗剛開始，‘蛟龍號’應該是中性狀態，也就是漂在水面上的，但突然它沉到了池底，我們都不知道發生了什么。盡管事前有各種應對方案，萬一沉底時葉聰應當怎么自救起浮，但5分鐘、10 分鐘過去了，一點動靜也沒有。我很著急，因為‘蛟龍號’在水池里是沒法和地面通信聯絡的，馬上派了好幾個潛水員潛下去看，想知道到底怎么回事。但直到20分鐘以后，‘蛟龍號’才浮上來了。原來，突發沉底，葉聰也很急，但他首先不是想自己先浮上來安全了再說，而是想先要在水底把故障排摸清楚。就這一件事，讓我們都覺得他遇險不慌、責任第一、堪付重任。”

“整個‘蛟龍號’，深潛時最危險的是什么？”記者問。“整個球體的耐壓肯定是最重要的。”葉聰說。“蛟龍號”是載人潛水器，但它又與潛水艇不同。潛艇的艇身是一體的，人員、動力、裝備都在潛艇的耐壓殼體內；而“蛟龍號”的內徑2.1 米的駕駛艙是個獨立的耐壓球體，它的動力、通信等設備也都是獨立的系統，有100 多個水密接插件和電纜通過耐壓球體上的9 個貫穿件，將駕駛艙與設備彼此相連。這9 個貫穿件萬一泄漏了怎么辦？

“對啊，這9個貫穿件是否經得起70兆帕的壓力、不滲漏是關鍵之一。”葉聰說。“怎么才能知道貫穿件不泄漏呢？”記者又問。“那時，有人開玩笑說，下潛后，要一刻不停地拿舌頭去舔每個貫穿件。因為一旦舌頭上有咸味了，就說明海水進來了。”他幽默地說。

三

“‘蛟龍’呼叫‘向9’，目前潛水器工作正常，請求下潛！”葉聰在潛水器里呼叫工作母船“向陽紅9 號”上的現場指揮。從2009年起，“蛟龍號”開始了歷時4 年的海上試驗。“這4 年的海試經歷，讓我畢生難忘。”葉聰說。首次海試，“蛟龍號”還沒有潛下去，就和“向9”失聯了，無線電通信怎么也聯系不上。原來，無線通信有個“蘋果波效應”，無線信號的發射天線位置越高，天線底下的信號就越差，而“蛟龍號”恰恰就在“向9”船邊的海面信號盲區位置。后來，試驗隊想出了絕招，索性將無線通信天線正對著海面漂浮的“蛟龍號”，自嘲是“海上的中國移動”。但無線信號在水中的傳遞效果依然很差，無法將數字再還原為語音。他們不得不臨時采用最原始的“摩爾斯電碼”救急，以保持聯絡。而如今，他們已經用上了最先進的聲吶通信方式。不僅可以傳輸語音，還可以傳輸圖像。

深潛的感受如何？“‘蛟龍號’里沒法安裝空調，所以如果我們是夏天深潛海試的話，一關上頂上的艙門，溫度就會有38～40℃，但通常我們還顧不上熱，因為潛水器相對船舶來說太小了，海浪和洋流讓它劇烈搖晃。海船上一般會有一個‘搖擺鐘’，一根指針指示著船體的搖擺幅度，通常13度就是‘驚慌角’，超過13度船上的人就開始難受緊張了。而‘蛟龍號’最大的縱橫傾達到過60 多度，很多人都吐了。”葉聰說。

下潛后，“蛟龍號”反而平穩了。下潛速度是每分鐘40～50米，比每分鐘升降60～100 米的電梯速度要慢。海水中的陽光從有到無，300 米以下基本漆黑一片。深度1000米以下，基本看不到大型海洋生物了。水溫也隨之下降，潛到3000米，艙外水溫大約是8℃，而艙內是20℃；到水深7000 米，艙外是2℃，而艙內降到10℃，必須穿加厚的工作服了。

“潛得越深，是不是故障發生就越多？”記者揣測道。

“恰恰相反。我們發現從1000～3000 米，是深潛的一個門檻，大多數故障都出現在這個區段。而5000 米以下，反而越來越順利，海底也越來越寧靜，洋流也越來越平穩，真的是深水靜流。”

“我們之前說的防止貫穿件泄漏的難題，在潛到1500～2000米時就出現了。當然不是靠舌頭去舔，而是測量貫穿件和外殼之間的阻抗變化來發現的。奇怪的是，當潛水器上浮到1500 米以上，泄漏報警就消失了，再潛下去不到2000 米，就又泄漏報警了。這怎么辦？不解決這個問題不能再往下潛了啊。”葉聰說。

葉聰在工作中（本文照片均申前兵攝）

“邊海試，邊發現問題，邊排除故障，邊改進設計，不解決問題不深潛。”這是“蛟龍號”海試的鐵律。怎么找到故障原因呢？唯有回到發生故障的深海去。胡震說，葉聰非常不容易，反復將“蛟龍號”潛到1500米以下，等故障再次發生后，一個系統一個系統地查找原因。“這是非常危險的，”胡震說，“因為他必須先把系統關了，停運，測試，再啟動，再測試，這些系統也包括生命支持系統，關了風險非常大。但葉聰膽大心細，連續查找了幾天后，終于查出了故障原因，海試才得以繼續進行。”

正是“不準帶問題下潛”的海試，將“蛟龍號”深潛中可能出現的問題大都解決在3000 米以上，到了5000 米以下，反而很順利；深潛7000 米，下潛3 個半小時順利抵達。拋第一組壓載鐵，取得‘中性浮力’，懸浮在海底之上，作業完畢后，再拋第二組壓載鐵，仍以3 個半小時的速度平安返回海面。

目前，全球下潛深度超過1000米的載人潛水器只有12艘。而能下潛超過6000米的潛水器，只有中、美、日、法、俄這五國擁有。其中，能有深海懸停功能的深潛器，唯有中國一家。“深潛器必須能應對外部洋流沖擊和克服自身作業的影響，才能實現深海懸停；而只有深海懸停，才更有利于海底科考作業。”

2017 年12 月，服役10 年的“蛟龍號”進廠整修升級。它總共下潛了158 次，首席潛航員葉聰駕駛了它50 次。2018 年12 月18日，黨中央、國務院授予葉聰同志“改革先鋒”稱號。