利剑出鞘填补我国深海技术空白–“海马”之父陶军

陶军,从事海洋工作30年，广州海洋地质调查局教授级高工。他率领国家863计划海洋技术领域4500米级深海作业系统重点科研团队研制成功了“海马”号无人遥控潜水器（ROV），这是迄今为止我国自主研发的下潜深度最大、国产化率最高的无人遥控潜水器系统，是继“蛟龙”号之后我国深海技术装备领域取得的又一标志性成果。该成果荣登中国科学院、中国工程院“两院院士评选2014年中国/世界十大科技进展新闻”(第二)、中国海洋学会、中国太平洋学会、中国海洋湖沼学会“2014 年度中国海洋十大科技进展”(第一)、国土资源部中国地质调查局“2014年度地质科技十大进展”(第二)和中国地质学会2014年度 “十大地质科技进展”和“十大地质找矿成果”。

2014年，“海马”号无人遥控潜水器在南海进行了17次下潜作业，3次下潜到南海中央海盆4500米深处的海底，圆满完成了各项海试任务。顺利通过了863海洋技术领域办公室委派现场验收专家组的现场考核验收。海试考核证明，陶军科研团队研制的“海马”号无人遥控潜水器具有了强作业型ROV的各项常规功能和扩展作业能力，在可靠性、稳定性和适应性方面已达到了实用化深海探测作业设备的技术要求和国外同类ROV的技术水平。

三十年磨一剑

陶军，1984年毕业于中国海洋大学，在我国海洋科学事业奋斗了30个春秋。曾参与了珠江口盆地海洋工程地质调查海洋地质、中国多金属结核开辟区及富钴结壳靶区资源勘探与评价、南海矿产资源调查研究专项、我国海域海洋区域调查和国家863计划海洋技术领域的科研项目，参加了包括中德合作航次、南海北部矿产资源钻探II期航次和八个大洋矿产资源调查航次在内的海上调查研究工作。先后任大洋航次首席科学家助理、海上调查航次部门长和技术负责、研究室主任、“海马”号海上试验首席科学家等职。获得过两项国土资源科学技术二等奖和多项国家发明专利。具有丰富的海上调查经验、扎实的海洋地质理论知识，以及很强的科研创新、协调管理和组织实施能力。

2002年3月，陶军被任命为广州海洋地质调查局海洋地质勘查技术方法所新成立的深海探查技术室主任，逐渐成长为深海探查技术领域的带头人。广州海洋地质调查局在ROV作业等深海探查技术与装备方面，从无到有，从弱到强，目前已经处于国内同行的领先地位。

陶军在深海探查技术设备方面的探索、设计和研发工作始于1997年，先后研发了海底摄像、保压取样和ROV等深海技术装备，有关成果在我国海上调查生产工作中发挥了重要的作用，并填补了一些国内的深海探查技术手段方面的空白。

在2008年至今的六年中，陶军担任国家863计划海洋技术领域重点项目“4500米级深海作业系统”的负责人，率领广州海洋调查局和其它五个参研单位的精英团队，通过坚持不懈的刻苦攻关，终于研制成功“海马”号ROV系统。2014年， “海马”号三次下潜到南海中央海盆最深处，圆满完成了各项作业任务，创造了4502米的我国ROV作业新记录，通过了科技部海洋技术领域专家组的现场验收。这一成果是我国海洋技术领域继“蛟龙”号后的又一个标志性成果。2010年，陶军被广州海洋地质调查局推荐为“十一五”国家科技计划执行突出贡献奖候选人。

海马探海

2014年4月18日清晨，南中国海中央海盆，东经114度36分，北纬13度13分。陶军站在“海洋六号”科考船的甲板上,凝视着自己率领科研团队经过六年时间研制成功的“海马”号4500米级无人遥控潜水器。此处，是中国南海中央海盆最深处，水深4500多米。

随着甲板上巨大的ROV绞车的转动，陶军手持对讲机，发出了一道道清晰果断的指令。重达五吨多的“海马”号潜水器被一条拳头粗细的脐带缆稳稳吊起，紧扣在门形吊的蘑菇状止荡器上，慢慢向船尾海面倾斜。“放缆！”悬空的潜水器缓缓入水，此刻，上部的浮力材料发挥了作用，五吨多的潜水器在海面上下漂浮。项目长并没有即刻发令下潜，而是让“海马”号在海面漂浮片刻，待一切无误了，陶军下令“下潜！”。只见“海马”四周翻腾着雪白的浪花，渐渐向南海深处潜去。

“海马”号4500米无人遥控潜水器系统(简称“海马”号ROV)是国家863计划海洋技术领域支持的重点项目，是我国迄今为止自主研发的下潜作业深度最大、国产化率最高的深海强作业型潜水器系统。这次海上试验，是“海马”号在完成总装联调、水池试验和连续2个多月10多次的海上摸底试验之后，开展的第3航次海上试验。这个航次中，863计划海洋技术领域办公室委派的验收专家组将进行海上现场验收。这对“海马”ROV系统和他的作业母船“海洋六号”而言，无疑是一次深海大考。为了这一天，陶军率领项目组已经拼搏了六年！

21世纪，被誉为全面开发利用海洋的新世纪，已经远离海洋的中国，向何处去？这是历史的拷问！我国拥有约300万平方公里的管辖海域面积，其中，约240多平方公里在中国南海。在中国南海的管辖海域里，至今仍有外国采油钻机林立，外国船舰游弋，岛屿主权纷争不断，海底宝藏被垂涎觊觎。中国的海洋权益受到了严重的损害，中国的主权尊严受到了野蛮挑战！

历史之耻，民族之耻，国家之耻,海洋之耻。陶军率领的科研团队是中国的海洋科学技术领域的一群知耻而后勇的战士！

1996年，国家863高技术研究发展计划实施后的第十个年头，设立了第八个领域——海洋技术领域。1998年，陶军设计研制了我国首台6000米级深海海底彩色数字摄像系统，填补了我国在深海海底直观观测技术手段上的空白，达到了当时国际领先水平。

海洋是国家综合实力和高科技的竞技场。深海作业系统是重要的海洋探查和作业平台。它的研发使用，在全世界已经有了半个多世纪的历程，但是，能够自主研发这类系统的国家依旧寥寥无几。美、日、俄、法等发达国家已拥有从先进的水面支持母船，到可下潜3000米～11000米的潜水器系列装备。

与世界发达国家相比，我国在海洋探查技术装备水平还存在着一定的差距。科考船上，我们使用的深海调查设备绝大多数是进口产品。面向深海的诸多关键技术仍为少数发达国家所垄断，即便进口，后续技术支持和技术服务也常常受制于人。这严重限制了我国走向深海的步伐，更制约了我国参与国际海洋竞争的能力。因此，突破深海重大技术装备研制的瓶颈，成为当务之急。

“十一五”期间，863计划海洋技术领域经过反复调研和专家论证， 2008年底启动了重点项目“4500米级深海作业系统”，陶军担任该项目的项目长。该项目在《国家深海高技术发展专项规划（2009－2020）》中被纳入深海潜水器技术与装备重大项目。

4500米，是中国南海中央海盆的深度，更是一个具有中国海域特点的深度。这一深度，可以覆盖我国南海98%的海域，以及国际海底富钴结壳资源富集区和绝大部分的热液硫化物富集区。研制这一深度级别的深海运载和作业设备，能够满足我国绝大部分深海探测和作业的相关需求。

为了改变“重成果轻应用”的科研工作局面，863计划海洋技术领域创新了项目管理模式，确立了以用户为核心的业主制管理机制，对重点项目“4500米级深海作业系统”提出了直接服务于深海资源探查应用的目标。并委托国土资源部作为项目主持部门，所属的广州海洋地质调查局作为业主单位，牵头联合上海交通大学、浙江大学、哈尔滨工程大学、海洋化工研究院有限公司及同济大学共同承担研制工作。以产学研用相结合的方式，力促深海设备的工程化和实用化。

2014年2～4月，陶军指挥“海马”号与作业母船“海洋六号”共进行了三个航段的海试作业。4月18日，是“海马”号第17次下潜作业，也是第三次在南海中央海盆最深处4500米海底进行下潜作业。

“海马”号无人遥控潜水器（ROV）通过脐带缆与水面母船连接，母船上的操作人员可以通过安装在上面的摄像机、声纳等设备实时观察海底状况，并遥控操纵ROV、机械手和配套的作业工具进行水下作业。具有作业能力强，作业时间不受能源限制，没有下潜人员风险等优点。

研制一套国产化的深海无人遥控潜水器（ROV）是陶军和我国深海技术装备研发“一代人”的梦想。从2003年起，国内同行专家就一直在努力推动国产化无人遥控深潜器的立项研发。到2007年，我国自主研发深海无人遥控潜水器项目“4500米级深海作业系统”终于列入863计划立项申请指南。2008年底，项目正式启动。

从2008年至2014年，陶军一直奔波或驻扎在上海交通大学、浙江大学等参研单位。这两个单位是“海马”号4500米无人遥控潜水器（ROV）本体和液压动力系统及机械手的主要设计研发单位。在六年时间里，陶军率领项目团队科研人员首先剖析、借鉴了大量的国际先进技术，形成了具有中国自主创新特色的“海马”号潜水器总体设计方案。随后，突破和掌握了深海无人遥控潜水器的设计与制造、系统控制与在线检测、远程高压电力传输与分配、长距离信息传输与实时数据分析处理、大深度水下液压动力源研发、观通导航与多向自动推进控制、大深度浮力材料制造、多功能机械手和作业工具设计制造、大负荷升沉补偿系统制造、系统集成和联调等核心关键技术。陶军率领的科研团队是一个汇集了国内业界优势研发力量组成的优秀协同创新团队。经过6年的潜心攻关、勇于探索和不懈努力，终于取得了实质性的进展。

4月18日，在南中国海中央海盆，陶军正在指挥“海马”号无人遥控潜水器的深潜作业。只见他沉稳地对“海马”号团队的每一个岗位的作业人员下达着清晰的指令，并不时提醒大家各项注意事项。“海马”号操作手按照陶军的口令，遥控“海马”号搜寻到前一天投放的水下升降装置，用机械手从中取出一个铭刻着中国国旗、国徽，约半米高的凉亭状标志物，并将它永久地安置在中国南海4502米深度的海底。随后，陶军又指挥“海马”号相继完成了地热探针测量、海底地震仪投放、海底沉积物取样等一系列深海作业，并完成了定向、定高、定深航行等指标考核。“海马”号的每一个作业动作都通过它所携带的高清摄像系统传输到作业母船“海洋六号”的监控室里，得到了验收专家组的肯定，激起了海试团队的欢呼声和阵阵掌声。

陶军指挥“海马”号完成了第17次下潜，第3次到达4500米南海中央海盆底部，下潜深度4502米。完成了规定的海试全部考核项目和技术指标测试，通过了现场专家组确认的114项考核。通过海试验收，“海马”号将成为中国探索深海的新的作业装备。这是863计划在海洋技术领域产业化道路上的一次成功实践。

广州海洋地质调查局是“海马”号研制项目的牵头单位，2008年，广州海洋调查局对陶军担任该项目的项目组主帅充满了希望和信心。陶军有30年的海上作业经验，具有丰富的海洋地质专业知识和深海探测技术研发经验，先后主持和参加过多项深海装备科研项目，获得过两项国家科技进步奖。

整整6年，陶军心无旁骛，执着专注于“4500米级深海作业系统”研制。这个中国863海洋技术领域最大项目的“项目长”，统领了一批中国海洋科技界顶尖精英研发团队，直面三所大学、几家研究院所、几十家合作单位、近百家协作工厂……在海试现场，只见他手持对讲机斩钉截铁指挥若定却又举重若轻，颇有号令三军的大将风度。

陶军是项目组成员的一根“主心骨”。研发过程中，他把不同专业、不同风格、不同体制、不同系列的数个参研单位凝聚在一起，同心协力、同舟共济，引导研发设计方案瞄准国家海洋探查的实际需求；在项目研制的困难时期，他主动承担责任，顶起巨大压力，依靠在国土资源部、科技部等上级领导协调解决问题，和科研团队共度难关。

在海试第12次深潜之后，浮力材料暴露了一些局部缺陷。能否再探深海，研制单位也有些拿不定主意，项目长陶军当机立断，制订了紧急修复方案。修复后的国产浮力材料最终通过了4500米的深海检验，保证了“海马”号顺利通过海试验收。

陶军是一颗“螺丝钉”，一颗把技术研发和实际应用紧紧拧紧在一起的螺丝钉，要把“海马”号做成能够投入实际应用的设备，而不是一台摆设样机！他作为项目长的一个重要任务，就是凭借丰富的海洋科学知识和海上工作经验，时刻以实用化的要求组织开展技术研发，保证“海马”号具有实用性、可靠性、稳定性，并有很好的应用功能扩展能力。

陶军不仅率领项目团队取得了“海马”号的研发海试成功，还着力培养了一批集ROV研制和海上应用技术于一身的青年技术骨干。在三个航段的下潜作业中，“海马”号团队的表现出了出色的技术能力。

当“海马”号潜水器平稳降落在母船“海洋六号”作业甲板上时，陶军和所有现场海试人员汇聚一起，振臂欢呼“马到成功！”庆祝我国首台自主研制的4500米无人遥控潜水器系统——“海马”号ROV海试取得圆满成功。

这意味着，“海马”号ROV与作业母船“海洋六号”成功实现无缝对接！这是中国深海技术装备从技术研发走向工程化应用的成功实践！

陶军率领项目团队刚过2014年春节就奋战在“海洋六号”加班上，他们的元宵节是在“海洋六号”甲板上渡过的。“海马”号海试过程，出现过各种技术问题和系统故障。陶军深知一套复杂的国产ROV系统的海试是不可能一帆风顺的。因此，他一方面率领项目组人员做好各种可能出现问题的预判和解决方案准备，一方面率领“海马”号从浅向深稳步前进。从珠江口到南海中央海盆，“海马”号下潜海底的作业深度在刷新：17米、30米、70米、100米、500米、1000米、1500米，到4460米，“海马”号相继完成了浅水、中深水、深水试验。

2月26日，“海马”号第4潜次试验，当潜水器下潜到70米后，计算机显示补偿器液位异常，试验被迫终止。经过回收检查，发现有海水进入补偿器。针对这一问题，陶军率领项目组系统软件编制人员现场开发了一种可实时监控补偿数据变化的软件。借助这一软件，技术人员发现补偿器油量不足，并就此采取措施，保障了试验顺利。这个现场监控软件是“海马”号海试工作中的一项重要成果，是国产自行研发设备海试方法方面的一个创新突破。

从初入水的“水土不服”，到所有问题被一一破解排除，显示出陶军率领的这支国产化研发作业团队具有解决问题克服困难的卓越能力。

4月15-22日，陶军项目团队和“海马”号迎来了海试验收大考！863计划海洋技术领域办公室委派了以浙江大学徐文教授为组长的5人专家组，随“海洋六号”船远赴南海中央海盆，对“海马”号进行现场验收。

陶军对于这次严格的深海大考充满了信心。按照管理要求，验收专家组对照项目任务合同书和海上试验大纲，确定了114项验收考核指标，其中技术指标91项，并须重复再现，现场逐项检验。

事实胜于雄辩。陶军项目团队研制的“海马”号在深海大考中表现稳健，各种性能指标良好，以真实的数据顺利通过了专家组严格、务实的现场验收。它标志着我国全面掌握了大深度无人遥控潜水器的关键技术，填补了我国在这一领域的空白。863计划深海潜水器技术与装备重大项目总体专家组组长丁抗教授在 “海马”返航海试总结会上说，通过专家组严格的现场验收，证明“海马”号的成果是真实可信的。他期待着，中国 “海马”号在今后能有更多的下潜应用作业。

目前，陶军正率领他的团队和“海马”号紧张地进行着2015年海上应用作业的各项准备。国土资源部和科技部已经初步制定了今后三年 “海马”号ROV的深潜作业任务。陶军将率领项目团队和“海马”号在大海深处继续努力工作，完成他们担负的国家和民族的时代使命！