飽和潛水時代

林琪

“我現(xiàn)在宣布一個好消息，交通運(yùn)輸部上海打撈局圓滿完成我國首次300米飽和潛水海底出潛作業(yè)，巡回潛水深度達(dá)到313.5米！”中國首次300米飽和潛水作業(yè)總指揮郭杰大聲宣布，此次飽和潛水作業(yè)的圓滿完成，標(biāo)志著中國深海潛水作業(yè)躋身國際先進(jìn)行列，這意味著我國潛水員可在300米深的海底進(jìn)行機(jī)械無法取代的精細(xì)探測工作。

飽和潛水初長成

從上世紀(jì)50年代開始，核潛艇、海上石油開發(fā)等軍事和民用技術(shù)不斷發(fā)展，海上航運(yùn)業(yè)也隨著經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇而勃興。但問題也接踵而來：戰(zhàn)略意義的潛艇一旦在海中失事怎么辦？水面船舶一旦失事又該如何打撈？解決這些問題離不開一批人——具備深水作業(yè)能力的潛水員。

從人體結(jié)構(gòu)上來講，人類具備承受一定水壓的能力，經(jīng)過訓(xùn)練的潛水員承壓能力更強(qiáng)。但人類在潛水時也發(fā)現(xiàn)了一個死敵——減壓病。簡單來說，在幾十米深的水下，人呼吸壓縮后的普通空氣就行，但隨著深度增大，在水下呼吸的普通空氣中所含的氮?dú)庠诟邏合乱滓l(fā)“氮麻醉”，而且呼吸阻力也隨水壓增大而增大。這時，潛水員只能靠呼吸氧氣與氦氣等惰性氣體的混合氣體來進(jìn)行更深的潛水作業(yè)。而惰性氣體被人吸入后會融進(jìn)人體血液，機(jī)體融入惰性氣體愈多，其安全減壓時間也愈長，也就是說，潛水員在水下作業(yè)時間越長，上浮減壓的過程就越長，潛水作業(yè)效率也會隨之降低。能不能創(chuàng)造一種環(huán)境條件，能有效避免潛水員每次水下作業(yè)后繁瑣的減壓程序，使減壓時間并不隨著水下作業(yè)的延長而增加，這一步成為了探索深度潛水的核心問題。

40多年前，美國的一位鄉(xiāng)村醫(yī)生和他的同事們經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，獲得了一個驚人的發(fā)現(xiàn)。人如果在高壓下逗留到一定時間，其血液組織里滲入的氣體就會達(dá)到飽和程度。從這一程度起，只要壓力不變，即使再增加停留的時間，血液和組織里的氣體含量也不會改變。當(dāng)潛水員在某一壓力下連續(xù)停留24小時后，身體組織中溶解的惰性氣體量也就達(dá)到了最大限度。嚴(yán)格地說，這時人體吸入的惰性氣體與呼出的量是相等的，處于動態(tài)平衡。如果溶解量達(dá)到一定極限，不再增加，其減壓時間也可始終保持不變。

根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，潛水員在海洋的某個深度工作一段時間后，不必匆忙回到海面上來減壓，他可以繼續(xù)在海中呆下去，直到工作干完后再返回海面，進(jìn)行一次減壓就行了，這種潛水方法就叫做“飽和潛水”。具體來說，它就是創(chuàng)造出一種環(huán)境條件，使?jié)撍畣T在高氣壓下長時間暴露，體內(nèi)各組織體液中所溶解的惰性氣體量達(dá)到完全飽和的程度，使?jié)撍畣T可以長期停留在高氣壓下幾天乃至幾十天，待預(yù)定作業(yè)任務(wù)完成后，一次減壓出水。

按照國際慣例，當(dāng)潛水作業(yè)深度超過120米、時間超過1小時，一般都是采用飽和潛水方式。作為唯一一種可使?jié)撍畣T直接暴露于高壓環(huán)境開展水下作業(yè)的潛水方式，飽和潛水已被廣泛應(yīng)用于失事潛艇救援、海底施工作業(yè)、水下資源勘探、海洋科學(xué)考察等軍事和民用領(lǐng)域。正因如此，世界各國都十分重視飽和潛水技術(shù)的研究，目前，英國、美國、瑞士、挪威、法國、德國、日本、俄羅斯八國已先后突破400米深度潛水技術(shù)。

飽和潛水漫長路

與這些發(fā)達(dá)國家相比，我國飽和潛水起步較晚，但是進(jìn)展較為迅速。我國的海軍醫(yī)學(xué)研究所在成立時的研究方向之一就是潛水科學(xué)。隨著該學(xué)科的發(fā)展，我國完成了一系列重大軍事和民用潛水作業(yè)任務(wù)，如1963年的‘躍進(jìn)號沉沒原因的探摸。

1963年5月1日，我國自行設(shè)計制造的第一艘萬噸級遠(yuǎn)洋貨輪“躍進(jìn)”號，在由青島駛往日本門司港的途中沉沒。在冷戰(zhàn)背景下，這艘巨輪的沉沒原因備受關(guān)注，勘測調(diào)查因而顯得格外關(guān)鍵。海軍醫(yī)學(xué)研究所的科研人員研制了我國空氣常規(guī)潛水的潛水技術(shù)、減壓方案，確保該任務(wù)能圓滿完成。而隨著我軍潛艇等裝備的不斷更新，潛艇救援也成為不容回避的問題，需要發(fā)展相應(yīng)的大深度潛水技術(shù)，特別是飽和潛水技術(shù)。

1975年，我國海軍醫(yī)學(xué)研究所進(jìn)行飽和潛水動物實(shí)驗(yàn)研究，開辟了我國飽和潛水的新領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)研究順利進(jìn)行，隔年便建立了我國第一座飽和潛水實(shí)驗(yàn)艙，并從動物實(shí)驗(yàn)研究過渡到人，進(jìn)行了人體模擬空氣飽和潛水實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)了我國第一批飽和潛水潛水員、生命支持系統(tǒng)技術(shù)人員和醫(yī)學(xué)保障人員。

1987年，在海軍的潛水母船上，應(yīng)用英國進(jìn)口的200米飽和潛水設(shè)備系統(tǒng)，我國首次進(jìn)行了氦氧飽和潛水海上人體實(shí)驗(yàn)，8名潛水員進(jìn)行了80米氦氧飽和～100米巡回潛水的人體實(shí)驗(yàn)，巡回潛水18人次。

到2006年底，12名潛水員在深海高壓中生活了390個小時，出潛28人次，工作時間長達(dá)126個小時。這是我國首次海上商業(yè)飽和潛水作業(yè)（96米飽和～105米巡回潛水）。潛水員完成了深海油田油管更換，實(shí)現(xiàn)了飽和潛水從模擬試驗(yàn)轉(zhuǎn)化為商業(yè)作業(yè)的跨越。

2010年9月，一項(xiàng)亞洲模擬飽和潛水實(shí)驗(yàn)深度新紀(jì)錄誕生——493米模擬巡潛深度、480米氦氧飽和模擬潛水實(shí)驗(yàn)的成功。這是中國人第一次走進(jìn)這個極限區(qū)域，并將模擬深潛的紀(jì)錄定格在480米。此次潛水實(shí)驗(yàn)的順利完成，也標(biāo)志著我國成為世界上第9個掌握突破400米深度、潛水員直接暴露在高壓環(huán)境下作業(yè)技術(shù)的國家。

2014年1月12日，5時零9分在北緯20度18分、東經(jīng)115度09分的南中國海海域。搭載著交通運(yùn)輸部上海打撈局胡建、管猛、董猛3名潛水員的潛水鐘，從300米水深的海底回到工作母船的甲板上，完成與生活艙的對接，3名潛水員返回到生活艙里休息。現(xiàn)場總指揮郭杰則宣布，3名潛水員圓滿完成我國首次300米飽和潛水海底出潛探摸作業(yè)，巡回深度達(dá)到313.5米。這是300米深的海底首次迎來了中國人的身姿，中國由此具備了人工潛入300米深的海底“龍宮”探寶的能力。

雖然我國飽和潛水無論是模擬飽和潛水實(shí)驗(yàn)還是海上飽和潛水都進(jìn)行了多次，取得了很大的進(jìn)展，但是目前大部分為實(shí)驗(yàn)研究或訓(xùn)練，實(shí)驗(yàn)和訓(xùn)練時的巡回潛水時間普遍太短，而實(shí)際作業(yè)則比較少。與真正的水下實(shí)際飽和潛水相比，模擬飽和潛水在費(fèi)用、復(fù)雜程度上還是有著相當(dāng)距離。

挑戰(zhàn)與發(fā)展并存

隨著人類生存和生活不斷增長的需求，潛水技術(shù)發(fā)展的歷史表明，不論從遠(yuǎn)古的“探索海洋”、到后來的“利用海洋”、一直到現(xiàn)代的大規(guī)?！伴_發(fā)海洋”，人類都有一個共同的愿望：在水下能潛得深一些，在水底停留時間能更長一些，并能有效地進(jìn)行作業(yè)，作業(yè)完成后還能安全地返回水面。

飽和潛水技術(shù)是目前公認(rèn)的向深海進(jìn)軍的標(biāo)準(zhǔn)承壓潛水方式，獲得了很高的評價，從潛水技術(shù)發(fā)展階段來看，人類已進(jìn)入飽和潛水時代。隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展，人類已面臨常壓潛水系統(tǒng)和無人遙控潛水器的挑戰(zhàn)，但由于這兩個系統(tǒng)主要是靠水下電視及機(jī)械手進(jìn)行作業(yè)的，畢竟還是無法替代潛水員的雙手所能進(jìn)行的復(fù)雜作業(yè)。因此，在可預(yù)見的將來還不存在完全取代潛水員直接下潛作業(yè)的前景。

專家指出，飽和潛水技術(shù)在海洋開發(fā)、國防建設(shè)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)中將會展現(xiàn)前所未有的發(fā)展前景，如何加快研究進(jìn)度，解決關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，提高綜合技術(shù)保障能力，以適應(yīng)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展對潛水技術(shù)的需求，更好地為海洋開發(fā)事業(yè)服務(wù)，發(fā)揮特有的作用，將成為新的挑戰(zhàn)。為了提高實(shí)際飽和潛水的能力，加快將研究成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際潛水能力，我國還應(yīng)加強(qiáng)科研與產(chǎn)業(yè)結(jié)合，結(jié)合海洋石油開發(fā)和海軍潛水作業(yè)需求，開展具有實(shí)際應(yīng)用背景的潛水技術(shù)研究，加強(qiáng)訓(xùn)練和推廣應(yīng)用。同時，根據(jù)在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的醫(yī)學(xué)等技術(shù)回答開展相關(guān)研究，真正將我國的飽和潛水技術(shù)用于實(shí)踐。

海洋蘊(yùn)藏著豐富的、可滿足人類生存發(fā)展需要的眾多資源，是人類實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的寶貴財富。21世紀(jì)是海洋經(jīng)濟(jì)時代，是人類全面保護(hù)海洋和開發(fā)海洋的時代。將來，從調(diào)查、勘探到開采作業(yè)，大深度飽和潛水技術(shù)將具有更為廣闊的發(fā)展前景，向更深、更廣的領(lǐng)域發(fā)展將是日后海洋開發(fā)長期的主題。endprint