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“深海勇士”载人潜水器新华社
据《科技日报》报道,世界上有37条深度超过6000米的战壕。这些战壕所在的区域被称为海战的深渊。海底10000米的深渊可以说是科学研究的无人区。九个最深的海沟,包括马里亚纳海沟,分布在西太平洋,其中五个超过10,000米深。
整个深海载人潜水器也被称为10000米载人潜水器。2020年,中国的10000米载人潜水器将访问马里亚纳海沟最深处的挑战者深渊,一场大型戏剧将在深海舞台上演。
从陆地到游泳池再到海洋
从外观上看,这艘10000米长的载人潜水器看起来像一条有着圆形流线型身体的鲨鱼。它装有九个螺旋桨,可以在海里自由移动。三个供氧系统可以保证乘客的安全,而通讯系统和机械手效率特别高。这就是今年将要去海底探险的“小鲨鱼”。
2020年3月,10000米载人潜水器在中国船舶工业集团公司第72研究所完成总装,并开始全过程水池试验。所谓全过程水池试验是指在水池环境中对潜水器进行模拟和试验,潜水器和潜水器调试人员需要参加联合培训,熟悉相关作业计划,使潜水器和潜水器都能满足海况。
水池试验在江苏省无锡市的一个人工水池中进行。这是潜水器从陆地移动到水中的第一步。如果把10,000米载人潜水器比作一辆新车,那么试验池就是潜水器和潜水器的“试验场”。
深入海底并不容易。第一个问题是海水带来的高压。7000米载人潜水器“蛟龙”在7000米处的压力为700个大气压。对于10000米载人潜水器来说,当它下降4000米以上时,它将增加400多个大气压,这相当于在一平方米的面积上运载10000多吨重物。这对潜水器的材料和结构设计提出了巨大的挑战。
除了承受巨大的水压外,潜水器还必须携带相关人员和一系列科学设施来完成水中科学研究,这进一步增加了10000米载人潜水器的制造难度。
中国船舶工业总公司第72研究所副所长、万米载人潜水器总设计师叶聪告诉记者,万米载人潜水器具有覆盖全球100%海洋的作业能力,由载人潜水器球壳和浮力材料等9项关键技术支撑。10000米载人潜水器的载人球壳不仅由钛合金制成,而且研究人员还大胆改变了以前使用的瓜瓣焊接方法,采用半球焊接来减少焊缝数量。所谓的西瓜瓣焊接法是先制作西瓜瓣,然后焊接成一个完整的球体,但这种方法焊缝多,施工周期长。
两艘母船护卫着潜水器
泳池测试预计将持续到今年6月。之后,10000米载人潜水器将进入试航阶段。叶聪说,该潜水器预计将首先进行浅海测试,它需要乘坐马里亚纳海沟和潜水。
为了保证试航的顺利进行,除了“勘探一号”母船外,还需要一个试航支援来支援母船。2018年12月20日,海南省出资在福建马尾造船厂购买了一艘在建的海洋工程船,该船后来被命名为“勘探二号”。
2019年1月13日,“探索二号”在福建马尾成功发射。该船由电力推进提供动力,配有两个全回转主螺旋桨,一个通道侧推和一个伸缩螺旋桨试验推,其续航能力超过15000海里。该船配备了一个近10,000马力的主机单元,具有两级动态定位能力。优异的动态性能可以提高船舶在恶劣海况下的适用性和航行速度。
同时,两级动态定位系统能够在单一故障的情况下自动保持船舶的位置和航向,使船舶具有灵活准确的操纵性能,提高船舶的作业效率。两艘船上共设立了20个“深海移动实验室”,涵盖地质学、化学和生物学等多个专业方向。科学家可以利用潜水器从10000米深海采集到的数据和采集到的地质和生物样品,在野外实验室进行样品分析和数据处理,然后通过船舶配置的低温和超低温样品库保存样品,待接近码头后运至陆地进行进一步研究。
中国科学院深海科学与工程研究所海洋装备与运行管理中心主任唐古拉山告诉记者,在万米载人潜水器的试航期间,“一号勘探船”和“二号勘探船”总共可以搭载120名科学考察队员。
用深海设备探索无人之地
2016年7月,国家重点R&D计划“深海载人潜水器总体设计、集成及海上试验”正式启动。
为什么越陷越深?叶聪说,海底资源丰富。探索海洋、保护海洋、管理海洋、建设海上力量都与深海潜水密切相关。高科技深海潜水设备可以帮助我们更好地绘制深海“宝藏图”。
海底10000米的深渊可以说是科学研究的无人区,整个深海载人潜水器是“没有人,就没有我”的科学研究设备。以深海进入技术和深海探测技术为代表的深海技术代表了国际深海工程技术的最高水平。放眼世界,只有少数几艘深潜器到过10000米的深渊。
过去,人们认为6000米以下的海洋应该是一个死气沉沉、孤立无援的世界。然而,随着对深渊的科学研究,这些理解正在被颠覆。以深渊地球科学和深渊生命科学为代表的深渊科学研究代表了国际深海科学研究的最新前沿,而深海设备是深海调查的有力保障。
“之前在中国投入使用的‘深海战士’和‘真龙’号,为中国制造全深海载人潜水器奠定了基础。整个深海载人潜水器建成后,将为中国创造一个新的深度,进一步提高中国的海洋勘探能力和研究水平。”叶聪说道。
从千米到10,000米
2009年,7000米载人潜水器“蛟龙”研制成功,4500米载人潜水器关键技术研究启动。
2016年,中国开始全面开发深海载人潜水器。
2018年,整个深海载人潜水器的浮力材料通过了型式试验,包括将其置于标准海水压力环境中。
2019年,潜水器的核心部件之一,载人舱室的球形外壳,通过验收并正式交付。
2020年,整个深海载人潜水器将开始水池试验。
来源:荆州新闻
标题:中国的“小鲨鱼”将挑战万米深渊。世界上最深的马里亚纳海沟有了新的挑战者
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