繼我國載人深海潛水器“蛟龍號”突破水下7000多米極限的“中國深度”之后，最近，科技部網站公開發布消息稱，全球個頭最大、工作壓力最高的“深海超高壓模擬試驗裝置”，已在中國第二重型機械集團公司（以下簡稱“中國二重”）開工制造。目前，這個肩負兩項全球之“最”的裝置已完成主立架和輔框架鍛造，將于明年5月全部交付裝置總成單位，為我國自行研制的全海深載人球殼提供壓力測試條件。

    裝置誤差不超過兩微米

    據了解，到2020年左右，我國將在海底挑戰11000米的深度，探索目前地球已知的“最深海溝”馬里亞納海溝。“深海超高壓模擬試驗裝置”由四川航空工業川西機器有限責任公司牽頭，中國二重負責試驗裝置主機系統的具體建設，最后在海南三亞組裝完成。

    中國二重鑄鍛公司大型鑄鍛件研究所副所長沈國劬介紹，按照項目工期，首組設備裝置將于2017年1月中旬發運到裝置現場進行組裝，5月底將全部完工發運。目前該裝置已完成主框架立柱、輔框架立柱和半圓梁的鍛造，進入初加工階段。下一步，將在第三方監理見證下進行性能檢測和探傷，對達到技術要求的產品進一步開展精加工。

    “制造這個裝置的目的是為了在陸地上模擬11000米的深海環境。”該公司營銷部項目負責人徐詩勇介紹，該裝置通過環境模擬，實時獲取載人球艙耐壓測試數據。裝置由三組“操場形狀”的機架直立，中間包裹著一個高4.8米、內徑2.8米的大圓筒，可搭載3人的載人球殼“住”進去試驗，圓筒就是該裝置的壓力艙，里面可以自動升降壓。

    “下潛到11000米深度，對材質和技術要求可謂嚴苛到了極致，相當于一個指甲塊大小的面積需要承受1100公斤壓力，堪比1輛轎車的重量。”沈國劬介紹，該裝置的材料在制造過程中，誤差只能控制在兩微米以內，這比三分之一根頭發絲還細。

    測試成功后它便能“橫行”深海

    徐詩勇告訴記者，目前所知地球上最深的海溝是馬里亞納海溝，海拔為負11034米，水壓110MPa（兆帕）。那里黑暗寒冷，水壓達110MPa（兆帕），被稱為“黑暗禁區”。

    “深海超高壓模擬試驗裝置”建成后，將可以模擬最大作業深度11000米的深潛項目，承受最大180MPa（兆帕）的工作壓力，承載力超過馬里亞納海溝110MPa（兆帕）的水壓。“正常的大氣氣壓是0.1兆帕，也就意味著它所承受的工作壓力是大氣氣壓的1800倍。”沈國劬說，就裝置而言，“超高壓”就是最大的技術挑戰。“如果這個壓力的水，從一個一元硬幣大小的槍口出來，可以切斷鋼板。這對材料技術指標和現場工藝提出了‘超高要求’。”

    沈國劬介紹，一體式壓力筒在研制大容積、超高壓試驗裝置時，難以克服應力集中的問題，存在很高的技術風險及安全隱患。該裝置目前在國際上容積與工作壓力組合技術難度已達最高級別。“可進行筒體內環境數據監測、升降壓自動控制的壓力試驗系統，在超高壓試驗裝置的技術領域已屬國際領先水平。”

    該模擬試驗裝置的9類15件關鍵零部件都要經過嚴格的冶煉、鍛造、熱處理、精加工等4道工序后才能成為一個零部件。在沈國劬看來，這個模擬試驗裝置對材料的技術指標有著嚴苛的要求，例如鋼水的純凈度高、夾雜物含量極低、機械性能要求高等，包括在制造過程中，技術方案的制定、現場生產的監控，都有著很高的要求。

    “轟、轟、轟……”在鍛壓車間，通過鍛壓機強大的壓力作用，使高性能普通的金屬材料在模具內流動，細化內部晶粒，實現大型模鍛件的整體精密成形。技術人員將運行原理比喻為“壓月餅”，通過液壓傳遞能量形成壓制力，并解決一次性成型問題。這些金屬材料在大型設備強大的壓力作用下，可以蛻變為高壓模擬試驗裝置的“骨骼”——立柱，可以蛻變為裝置的“脊柱”——半圓梁，可以蛻變為裝置“胸腔”——圓筒等。

    今年6月至8月，“探索一號”科考船在馬里亞納海溝開展了我國首次綜合性萬米深淵科考。我國“海斗”號無人潛水器創造10767米深潛紀錄，使我國成為繼日、美兩國之后第三個擁有研制萬米級無人潛水器能力的國家。而在載人深海潛水技術方面，我們同樣值得期待。