海洋占据了地球表面约70%的面积,但人类目前探测过的海洋仅有5%。现在,“奋斗者”号已经开启了全球深渊科考应用。对于人类来说,海洋已知的是它的美丽,未知的是它的神秘。当我们下潜到水下200米深度时,从舷窗向外望去就是一片漆黑了。但没想到水中有很多发光生物,它们就像夜空中的流星一样,不断从工程师眼前划过。
10909米!
当这个数字出现在深度计上时,中国科学院沈阳自动化研究所正高级工程师、“奋斗者”号全海深载人潜水器副总设计师赵洋知道,自己已经稳稳落在了位于太平洋马里亚纳海沟最深处的挑战者深渊。
2020年11月10日,赵洋驾乘自己参与研制的载人深潜器“奋斗者”号,创造了中国载人深潜纪录。透过舷窗,他看到落地激起的烟尘在灯光下飞扬,“那一刻,感觉就像坐着飞船在外星球着陆一样”。从“蛟龙”号到“深海勇士”号再到“奋斗者”号,赵洋从未缺席。
2016年,赵洋接到为“奋斗者”号设计控制系统的任务,这是他第一次作为项目的“掌舵人”。控制系统被称为“奋斗者”号的“智慧大脑”,负责采集传感器数据、控制各种设备、执行潜水器的运动操控等重要环节。与前两台载人潜水器相比,“奋斗者”号面临着极限的海洋深度,每一平方米承受1万吨以上的海水压力,载员人数却没有变,这意味着舱内的各种设备都要大幅缩小体积和减轻重量,就连最基础的显示器都得重新设计。
以前在舱内布置的是19英寸的平板显示器,那个长度和宽度连舱口都进不去。给设备“瘦身”,算是设计初期最让团队头疼的一大难题。
改变设计思路:设计出采用分布式显示的控制系统,把每个功能模块分散到多个小型显示器上,再把显示器拼接起来。没想到这么一改,信息显示和集中控制效果反而更好了。显示器各自独立以后,万一其中哪个出了问题,还可以用其他的显示器进行功能接管。而且每个模块有专用区域和界面,潜航员操作起来也更方便。
在控制系统的研发过程中,赵洋不光想着怎么把各个模块变小,还总是“揪”着设计上的各种细节不放。在早期做电路板样品时,他们发现输出信号总是莫名其妙地短路,但电路设计上又完全查不出毛病。当时花了很大精力才搞清楚,问题竟然是出在固定板卡的螺丝上。因为没有确认好螺丝垫片的尺寸,导致螺丝拧紧后,垫片的压力都集中在电路板的某一点上,让电路板内部的多层结构发生了微小变形,破坏了层与层之间的绝缘,造成短路。可见小到一颗螺丝钉,大到一个系统,每一个细节、每一个数据都得是清晰的,一点不能含糊。(改编自科技日报)