叶聪：把深潜进行到大洋之底

□本刊特约记者 郑蔚

叶聪与“蛟龙号”潜水器模型

大洋浩瀚，它的最深处究竟有多深？

1960 年，美国潜水器“迪利雅斯特”曾在马里亚纳海沟下潜到10916 米。10916 米的深度，可以“放下”一座海拔8844 米的珠穆朗玛峰，但它是否一定就是全球大洋的最深处？学界尚无定论。“自古以来，资源的禀赋往往决定着一个国家的实力和未来。”全海深载人潜水器总设计师叶聪说，“海洋深处有数不尽的秘密和宝藏等待着我们去发现。”

“我们‘全海深载人潜水器’的目标，是能实现万米载人深潜。目前，它的全部设计工作都已完成，我们团队正忙着和参与项目的各地有关单位沟通，督促、检查设备和部件的加工生产，以确保质量和进度能满足项目的总体要求。”他说。“全海深载人潜水器”将于2020年建成。

一

人都说叶聪运气特别好。2001 年从哈尔滨工程大学船舶工程专业毕业，就进了他向往的中船重工七〇二研究所；仅仅两年后，又当上了“蛟龙号”总布置主任设计师。这一切，其实既缘于他赶上了我国载人潜水器快速发展的好时代，也缘于叶聪从小就是个军迷，能亲手造潜艇、造军舰是他少年时代就萌发的夙愿。

叶聪老家武汉黄陂，1997 年高考，他没有报本省名校，而是选择了前身是“哈军工”的哈尔滨工程大学。对儿子远走高飞的抉择，开明的父母亲没有反对。大学毕业，他看上了远在无锡的七〇二所。第二年，“7000 米载人潜水器”项目启动，已退休了6年的我国深潜技术的开拓者徐芑南，被吴有生院士请回来担任总设计师。所领导号召说：“新课题、新任务，需要大批新人参与。”叶聪一看徐老都回来当总设计师了，就说：“那就跟着总师干吧。”

2003 年，职称还是助理工程师的他当上了总布置主任设计师，成为整个“7000 米”项目团队11 个分系统中最年轻的负责人。按理说，要领衔一个分系统，至少要在所里吃上五六年的“萝卜干饭”，叶聪何来这么好的运气？

“蛟龙号”项目副总设计师胡震说，当时进所的大学生不少，但当时所里项目少、收入低，在无锡市属于中下水平，一些大学生跳槽了。而叶聪心沉得下来，喜欢钻研，处理问题有条理，让我们觉得靠谱。

这“总布置主任设计师”，究竟是干什么的？

“总布置设计师是船舶建造的一个专门岗位，就是既要负责全部船用设备从船艏到船艉安装的空间布局，又要管船舶全生命周期的作业时间流程，比较接近于‘造船总体师’的概念。”叶聪解释道，“这个岗位对我的锻炼很大，因为要通过成百上千次的计算、分析，编写报告和绘制图纸，完成每个设计阶段潜水器最重要的设计文件和图纸，包括深潜的操作流程和潜水器总图。这让我对潜水器的每一个部件都了如指掌，对每一个操作环节都能把时间精确地控制到分钟级别。”其实，此时的叶聪还没有见过真实的深海载人潜水器。

“当时确实凡是能找到的国外载人潜水器的资料，我们都会去认真分析研究，但我们的研发还是从整个项目的目标出发的：首先明确我们的载人潜水器要用来做什么的？实现这个目标需要哪些设备和部件？而这些设备和部件又需要多少能源和多大空间？最后，将这所有的需求，归结到整个潜水器的耐压能力、供电能力、驱动能力、信息反馈和控制能力等等。我们从目标出发来层层反推，进行优化。”

一年后，叶聪所在的团队拿出了“蛟龙号”的草图，走的是“自主设计、集成创新”的技术路线。“蛟龙号”当初立项时，还只是个“五年计划”，计划2007年建成结项。但当时，国内船研所还普遍没有计算机仿真设计、三维建模的能力。2003 年，他们土法上马造了一个钢球体模型，里面的设备用木模代替。但中国深海载人事业对国际水平的追赶，不仅是一家科研团队的追赶，更是整个深海载人潜水器产业链的追赶，谈何容易。

二

建造这深海蛟龙到底有多难？最初的下潜深度曾设想为4000 米，而立项时，国家海洋事业大发展的需求，将下潜深度改写为7000 米。根据海洋的深度，通常分层为：0～200 米，海洋上层；200～800 米，海洋中层……4000～6000 米，海洋深渊层；6000米深度以下，海洋超深渊层。“为什么要将‘蛟龙号’的深度定在7000米？”记者请教叶聪。

“如果它能达到7000 米，那它的深潜能力就已经覆盖了全球99.8%的海域，全球大于7000米深度的海域不过0.2%。这0.2%，通常称为‘深渊’。”叶聪说，“今天，这深渊对全球的科学家来说，依然存在着太多的谜团，有太多的科研和经济价值。”

虽然“迪利雅斯特”深潜器早就创下了深潜10916米的世界纪录，虽然电影《阿凡达》导演卡梅隆在2012 年3 月独自一人驾驶着“深海挑战者号”，潜到了10898 米的海底，“但这两种深海载人潜水器都是探险型的，而‘蛟龙号’则是作业型的。这区别，简单地说就是，我们不仅是去看看海底究竟是啥样的，还可以在海底搞科研、干活的！”叶聪强调说。

2005 年，叶聪终于亲眼见到了深海载人潜水器。那次参加中美联合深潜活动，他有了2 次2000 米级别的大洋热液区下潜的机会。“当时，美国科考船上的很多科学家得知我是中国7000米级载人潜水器项目的设计师，他们都很吃惊，认为不可思议。因为当时美国人自己的作业型载人潜水器也不过6000米级别，而且我国当时最好的业绩也就是600 米级的载人潜水器，一下子要跨越这么大。”叶聪说，“但这次活动，对我是一个学习如何高水平地运行管理潜水器的好机会。”正是这难得的技术的和经验的积累，当“蛟龙号”即将下水需要驾驭它的潜航员时，叶聪毛遂自荐，成为首个潜航员。

“每下潜10 米，会增加一个大气压力，10 个大气压等于1 个兆帕；下潜到7000米时，‘蛟龙号’就要承受700个大气压、70兆帕的压力。那时，‘蛟龙号’每平方米要承受的压力是7000 吨。”叶聪说，“由此引起的高压、密封、腐蚀、绝缘等技术难题，都必须一一突破，稍有不慎，后果不堪设想。”非专业人士可能不太好理解70 兆帕压力意味着什么。“你知道切割钢板的水刀吗？水刀的压力只有4兆帕，4兆帕就可以切割开钢板，那还只是‘蛟龙号’潜到400 米时承受的压力。”叶聪说。

曾寄希望5 年内建成的“蛟龙号”，直到2007年冬天才下水。这“下水”还不是下海，只是下七〇二所里的试验水池。第一次下水池就出现了故障，胡震回忆说，“试验刚开始，‘蛟龙号’应该是中性状态，也就是漂在水面上的，但突然它沉到了池底，我们都不知道发生了什么。尽管事前有各种应对方案，万一沉底时叶聪应当怎么自救起浮，但5分钟、10 分钟过去了，一点动静也没有。我很着急，因为‘蛟龙号’在水池里是没法和地面通信联络的，马上派了好几个潜水员潜下去看，想知道到底怎么回事。但直到20分钟以后，‘蛟龙号’才浮上来了。原来，突发沉底，叶聪也很急，但他首先不是想自己先浮上来安全了再说，而是想先要在水底把故障排摸清楚。就这一件事，让我们都觉得他遇险不慌、责任第一、堪付重任。”

“整个‘蛟龙号’，深潜时最危险的是什么？”记者问。“整个球体的耐压肯定是最重要的。”叶聪说。“蛟龙号”是载人潜水器，但它又与潜水艇不同。潜艇的艇身是一体的，人员、动力、装备都在潜艇的耐压壳体内；而“蛟龙号”的内径2.1 米的驾驶舱是个独立的耐压球体，它的动力、通信等设备也都是独立的系统，有100 多个水密接插件和电缆通过耐压球体上的9 个贯穿件，将驾驶舱与设备彼此相连。这9 个贯穿件万一泄漏了怎么办？

“对啊，这9个贯穿件是否经得起70兆帕的压力、不渗漏是关键之一。”叶聪说。“怎么才能知道贯穿件不泄漏呢？”记者又问。“那时，有人开玩笑说，下潜后，要一刻不停地拿舌头去舔每个贯穿件。因为一旦舌头上有咸味了，就说明海水进来了。”他幽默地说。

三

“‘蛟龙’呼叫‘向9’，目前潜水器工作正常，请求下潜！”叶聪在潜水器里呼叫工作母船“向阳红9 号”上的现场指挥。从2009年起，“蛟龙号”开始了历时4 年的海上试验。“这4 年的海试经历，让我毕生难忘。”叶聪说。首次海试，“蛟龙号”还没有潜下去，就和“向9”失联了，无线电通信怎么也联系不上。原来，无线通信有个“苹果波效应”，无线信号的发射天线位置越高，天线底下的信号就越差，而“蛟龙号”恰恰就在“向9”船边的海面信号盲区位置。后来，试验队想出了绝招，索性将无线通信天线正对着海面漂浮的“蛟龙号”，自嘲是“海上的中国移动”。但无线信号在水中的传递效果依然很差，无法将数字再还原为语音。他们不得不临时采用最原始的“摩尔斯电码”救急，以保持联络。而如今，他们已经用上了最先进的声呐通信方式。不仅可以传输语音，还可以传输图像。

深潜的感受如何？“‘蛟龙号’里没法安装空调，所以如果我们是夏天深潜海试的话，一关上顶上的舱门，温度就会有38～40℃，但通常我们还顾不上热，因为潜水器相对船舶来说太小了，海浪和洋流让它剧烈摇晃。海船上一般会有一个‘摇摆钟’，一根指针指示着船体的摇摆幅度，通常13度就是‘惊慌角’，超过13度船上的人就开始难受紧张了。而‘蛟龙号’最大的纵横倾达到过60 多度，很多人都吐了。”叶聪说。

下潜后，“蛟龙号”反而平稳了。下潜速度是每分钟40～50米，比每分钟升降60～100 米的电梯速度要慢。海水中的阳光从有到无，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。水温也随之下降，潜到3000米，舱外水温大约是8℃，而舱内是20℃；到水深7000 米，舱外是2℃，而舱内降到10℃，必须穿加厚的工作服了。

“潜得越深，是不是故障发生就越多？”记者揣测道。

“恰恰相反。我们发现从1000～3000 米，是深潜的一个门槛，大多数故障都出现在这个区段。而5000 米以下，反而越来越顺利，海底也越来越宁静，洋流也越来越平稳，真的是深水静流。”

“我们之前说的防止贯穿件泄漏的难题，在潜到1500～2000米时就出现了。当然不是靠舌头去舔，而是测量贯穿件和外壳之间的阻抗变化来发现的。奇怪的是，当潜水器上浮到1500 米以上，泄漏报警就消失了，再潜下去不到2000 米，就又泄漏报警了。这怎么办？不解决这个问题不能再往下潜了啊。”叶聪说。

叶聪在工作中（本文照片均申前兵摄）

“边海试，边发现问题，边排除故障，边改进设计，不解决问题不深潜。”这是“蛟龙号”海试的铁律。怎么找到故障原因呢？唯有回到发生故障的深海去。胡震说，叶聪非常不容易，反复将“蛟龙号”潜到1500米以下，等故障再次发生后，一个系统一个系统地查找原因。“这是非常危险的，”胡震说，“因为他必须先把系统关了，停运，测试，再启动，再测试，这些系统也包括生命支持系统，关了风险非常大。但叶聪胆大心细，连续查找了几天后，终于查出了故障原因，海试才得以继续进行。”

正是“不准带问题下潜”的海试，将“蛟龙号”深潜中可能出现的问题大都解决在3000 米以上，到了5000 米以下，反而很顺利；深潜7000 米，下潜3 个半小时顺利抵达。抛第一组压载铁，取得‘中性浮力’，悬浮在海底之上，作业完毕后，再抛第二组压载铁，仍以3 个半小时的速度平安返回海面。

目前，全球下潜深度超过1000米的载人潜水器只有12艘。而能下潜超过6000米的潜水器，只有中、美、日、法、俄这五国拥有。其中，能有深海悬停功能的深潜器，唯有中国一家。“深潜器必须能应对外部洋流冲击和克服自身作业的影响，才能实现深海悬停；而只有深海悬停，才更有利于海底科考作业。”

2017 年12 月，服役10 年的“蛟龙号”进厂整修升级。它总共下潜了158 次，首席潜航员叶聪驾驶了它50 次。2018 年12 月18日，党中央、国务院授予叶聪同志“改革先锋”称号。