【开栏语】
青年是整个社会力量中最积极、最有生气的力量,国家的希望在青年,民族的未来在青年。
如今,广大青年群体正在全面建设社会主义现代化国家新征程中书写闪亮答卷。
自2021年11月27日起,由新华日报社、共青团江苏省委联合发起,交汇点新闻客户端、新华报业网等联袂推出《强国“890”影音馆》融媒体重磅主题报道。记者深入80后、90后、00后群体,聚焦一批优秀党员、团员们拼搏与奋斗故事;同时,也欢迎更多朋友通过上传音视频的方式参与互动,说说自己的心里话。
让我们一起,在这里,见证青春中国……
【“强国‘890’”小档案】
姓名:姜旭胤
出生:1987年10月
职业:中国船舶集团有限公司第七〇二研究所高级工程师、“奋斗者”号载人潜水器结构系统主任设计师、江苏青年五四奖章获得者
海面下3000米处,万籁俱寂,漆黑和静谧笼罩着一切。忽然,一个亮点由远及近、缓缓驶来。那是姜旭胤乘坐的“深海勇士”号载人潜水器,他至今依旧清晰记得自己初次执行海试下潜任务时的情形:紧紧握着双拳、手心微微冒汗,在一片幽暗之中,顺着探照灯的光线,观察着海底的岩石与山脉。
姜旭胤是中国船舶集团有限公司第七〇二研究所(以下简称“七〇二所”)的高级工程师。2010年进入七〇二所攻读研究生以来,姜旭胤一直在和载人潜水器“打交道”。他见证了“蛟龙”号的诞生、参与了“深海勇士”号和“奋斗者”号的设计,他将青春献给了祖国的载人深潜工程,也将满腔的深情献给了一望无际的海洋。
(姜旭胤)
与“蛟龙”号一见钟情,大男孩从此找到了终身奋斗的方向
“我本科学的是如何造直升机,而非潜水器。”2009年,在南京航空航天大学飞行器专业读大三的姜旭胤拿到了七〇二所的保研机会。借着升学的契机,姜旭胤第一次来到研究所、第一次近距离接触到了载人潜水器。
那年10月的一个下午,前来参观研究所的姜旭胤走进总装车间,一眼就注意到一个“大家伙”。那是我国第一台自主设计、自主集成研制的载人潜水器“蛟龙”号。彼时,“蛟龙”号正在为下一阶段的海试进行着调试。
“这个庞然大物的外形太独特了,前有一个‘帽檐’和机械臂,后有一个X形的尾翼,简直如同科幻小说里走出来的东西。”姜旭胤记得大学老师讲过,研究一个飞行器,从外观就可以看出其性能——线条很流畅、外形很酷炫的战斗机,飞行性能和机动性能多半是很优异的。“我第一次看到‘蛟龙号’也是同样的感受,眼前这个从未见过的东西仅在视觉上就兼具美感和科技感,令人震撼之余,让我深感着迷。”
姜旭胤那颗年轻的心,就这样被正在研制中的“国之重器”深深俘获了。“打那一刻起,我就下定决心要来七〇二研究所读研了。”姜旭胤说,“因为我想要研究这样一个很酷炫的潜水器,想要做一件很酷炫的事情。”
磨刀不误砍柴工,自行开发通用型的参数化设计软件
2012年,继“蛟龙”号创造了下潜7062米的中国纪录之后,中国第二台深海载人潜水器——“深海勇士”号的研发也紧锣密鼓地展开。为了提高设备国产化水平,“深海勇士”号降低了海试的深度,为国产设备更好“亮相”提供了条件。那一年姜旭胤硕士毕业,开始以一名设计师的身份正式参与到“深海勇士”号的研发当中。
从一名研究生转变成一位设计师并开始独当一面,姜旭胤感到肩头的责任和压力倍增。当时,姜旭胤负责的是“深海勇士”号设备舱的设计工作。潜水器上的电子元器件、电路板不能进水,也不能承压,所以必须有专门的舱室将这些设备安置起来。潜水器上的载人舱通常只有一个,但设备舱往往有十余个。不仅数量多,而且每个设备舱都需要根据装载设备的尺寸大小进行定制,工作量非常大。
“当时需要我在两个月内将十几个设备舱的图纸全部拿出来,时间非常紧张。”姜旭胤讲道,按照常规的方法,他需要根据尺寸需求逐个设计、建模、计算,两个月的时间最多只能设计两到三个。
虽然尺寸规格不同,但设计工作中存在很多共通之处。姜旭胤转变思路,将共性的设计方法进行了提炼总结,并自己编程开发出了一款通用型的参数化设计软件。“这款软件将建模计算的方法固化了下来,只需输入不同的参数,后续计算分析的流程将会自动完成,设计师再也无需像以前那样根据经验逐个计算了。”姜旭胤说。
磨刀不误砍柴工,虽然前期花了二十余天在编程上,但后续只需将参数录入,建模运算以及设计工作很快就完成了。后来,这款由姜旭胤开发的参数化设计软件被中国船级社采纳,成为了中国船级社所认证的可作为潜水器承压舱设计分析的软件。“研究所里有很多资深的老专家,他们很有经验。我们青年一辈能做的就是学习前辈经验的同时,总结提炼出一套简洁高效的设计方法。”姜旭胤说。
(“奋斗者”号海试期间,姜旭胤在对设备进行检查)
除了载人舱和设备舱,潜水器还需要通过水舱调节重浮力。水舱的外形通常设计成球体,然而“深海勇士”号内部已无法容得下一个球形水舱,设计一度陷入瓶颈。
好在其内部还有一处上下走向的狭长空间,是不是可以把水舱设计成双球型呢?在总师的建议之下,姜旭胤设计出一款外观像花生一样的双球型水舱。“此前,国内从来没有人尝试把双球型水舱用在潜水器上。”姜旭胤说,“没有人做过,那就由我们来当第一个先行者。”
经过反复计算和试验,姜旭胤和同事们终于找到了承压性能最强的双球型水舱设计方案,通过化整为零的方式实现了潜水器内部狭小空间的充分利用,解决了水舱容量和所需空间的矛盾。最终,正是这款双球型水舱,伴随着设备国有化率达95%以上的“深海勇士”号顺利完成了下潜深海4500米的任务。
挑战海洋最深处,没有中国科学家到不了的深海
2016年,万米载人潜水器“奋斗者”号正式立项,姜旭胤担任了结构系统主任设计师并负责载人舱球壳的设计工作。万米深海处,载人舱承受的压力高达115兆帕,相当于2000多头非洲象踩在一个人的背上,对潜水器的承载能力和密封性能要求极高。
剑指万米深海,没有前人的设计依据可以参照,姜旭胤和团队所面临的,完全是国内未知的一片领域。为此,姜旭胤和团队首创了一套适用于超高压环境下的中厚耐压壳体的设计方法,并先后制作出多个缩比模型,以测试结构的承压上限和疲劳性能。
那段日子不仅是对载人舱模型的考验,更是对整个研发团队的考验。姜旭胤和团队成员在一年的时间内做了近万次实验,实验室处于24小时工作的状态,团队成员夜以继日地监控实验状态。
(“奋斗者”号海试期间,姜旭胤在对设备进行调试)
将载人舱设计出来只是将工作完成了一半,如何将实物造出来,又是一个难题。为了造出实物,姜旭胤和团队成员遍访了全国十余个省市。他们在有着“钛都”之称的陕西宝鸡制作轧板,在无锡将钛板冲压成满足尺寸的半球,最后又在河南将半球进行焊接。
“焊接阶段也遇到了困难。”姜旭胤介绍说,钛合金的强度非常高,但韧性和焊接性能相对偏弱,“利用电子束焊接超强钛合金厚板已是不易,如何保证一次成功并兼顾焊接缝韧性更是世界难题。前期进行了十一个轮次的试板焊接,性能都未能达标。”
研制团队并没有被困难吓怕,而是独辟蹊径提出了全新的焊接思路。在夜以继日的试验验证后,载人舱球壳终于焊接完成。载人舱的研制成功,使得“奋斗者”号成为了目前世界上唯一的,能一次性将三名成员送达万米海底的潜水器。
(“奋斗者”号)
2020年10月到11月期间,奋斗者号8次下潜到万米深海,并在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909米的中国载人深潜新纪录。
“从此再也没有中国科学家到不了的深海了!”“奋斗者”号成功坐底时,电视直播连线里突然传来这样一句专家的评价。
为了听到这句话,姜旭胤和整个“奋斗者”号研发团队刻苦攻关、历尽艰辛,奋斗了许多个年头、付出了数不清的日夜。
“这句话我至今记忆犹新,并且将继续激励着我们一直‘奋斗’下去。”姜旭胤说。
策划:潘青松 田梅 杜雪艳
统筹:唐澄 肖雷
文字:陆威
视频:王子杰