昨天,各大媒體刷屏,朋友圈刷屏。這是一場妙不可言的深海之旅,這是從百米淺海到萬米深海,這是中國載人深潛事業一代代深潛人的「深藍夢」,它突破了我國多項核心深潛技術,它完成萬米級海試,首次探底全球海洋最深處——馬裡亞納海溝「挑戰者深淵」,創造我國載人深潛新紀錄。它就是中國「奮鬥者」號載人潛水器。
昨天,它就在馬裡亞納海溝成功坐底,坐底深度10909米,也就是說它已經可到達全球深海的任何地方。
強大背景和團隊
「奮鬥者號」是國家「十三五」重點研發計劃「深海關鍵技術與裝備」專項支持的深海重大科技裝備。項目於2016年立項,由「 蛟龍」號、「深海勇士」號載人潛水器的研發力量為主的科研團隊承擔。
為啥叫「奮鬥者」號
今年4月22日,萬米載人潛水器徵名活動在央視新聞客戶端、微博、微信推出,網絡上掀起一波「起名才藝大比拼」。在收到了近十萬網友的命名,並經過激烈的battle後,徵名活動十強名單出爐,再經由專項總體專家組、業主單位、科研團隊代表組成的評議組評議。潛水器名字最終出爐:奮鬥者號。「奮鬥者」號符合時代精神,充分反映了當代科技工作者接續奮鬥、勇攀高峰的精神風貌,符合中國載人深潛團隊「最美奮鬥者」的形象。
「奮鬥者」號的難度
用「奮鬥者」號副總設計師胡震的話來看看要完成萬米海試有多難?
「它的難度就是因為這裡是全球的最深處,也是我們潛水器設計的一個極限的下潛深度,所以是對我們整個設計的一個最全面的驗證和挑戰。」
環境上,雖然深海是高壓、低溫的環境,但實際上潛水器載人艙內的壓力是常壓的,不同於飽和潛水。在潛水器裡感受到的最大變化是溫度,當進入載人艙,艙口蓋關閉後氣溫會迅速升高至40℃左右,入水下潛半小時左右艙內溫度才開始緩慢下降,艙內最低氣溫可降至12℃左右,所以在短短10來小時下潛過程中會氣溫如同經歷一年四季的變化。
技術上,兩個最大的難點或需要攻克的關鍵技術是耐高壓的載人艙和浮體材料,這涉及材料和加工工藝,研製蛟龍號時載人艙和浮體材料是依賴國外進口的。但現在我國已突破這兩項關鍵技術,並在「奮鬥號」萬米載人潛水器得到了應用。當然難點還是有的,現在我國在載人潛水器配套的深海環境傳感器和作業工具方面還比較落後。
如何承壓,材料成為關鍵
面對如此巨大的壓力,「奮鬥者」號該如何「抗壓」?世界上其他到達過這裡的載人潛水器又是怎麼做的?
8年前,加拿大導演卡梅隆就曾乘坐著「深海挑戰者」號,成功挑戰了馬裡亞納海溝。而抗壓的關鍵在於它結實耐壓的球形載人艙。
與世界上的其他潛水器相比,「深海挑戰者」號的球艙的厚度相差不多,但大小卻不到它們的一半,可謂「皮厚餡小」,這也是卡梅隆能夠抵達萬米的原因。
但「深海挑戰者」號球艙太小,連五六歲的兒童都很難站直,無法搭載更多的科學家和科研設備。為了能在裡面連續待上6個小時,卡梅隆甚至要專門練習瑜伽。
為了保證載客量,載人艙要足夠大;而為了減輕潛水器的負擔,球艙又不能太重。為了承受萬米海壓,做成又大又輕又堅固的載人艙至關重要。
國產新型鈦合金材料就是解決這一問題的關鍵。
經過多年的不斷優化和上千次的測試,中國自主研製的新型鈦合金終於問世。強度高、韌性好,可以容納最多3名乘客安全地在海底進行科考任務。現在,「奮鬥者」號終於可以頂住巨大的海底壓力,安全載人潛入萬米深海。這種材料不僅強度高,而且具有彈性,還擁有強大的防腐功能,幾乎不腐蝕的特性將大大提高鈦合金載人艙的使用壽命。
中國載人深潛器的前世今生
◉ 1986年中國第一艘載人潛水器——7103救生艇研製成功。
◉ 2010年7月中國第一臺自主設計和集成研製的載人潛水器「蛟龍」號下潛深度達到了3759米,中國成為繼美、法、俄、日之後,世界上第五個掌握3500米大深度載人深潛技術的國家。
◉ 2012年6月,「蛟龍」號7000米級載人潛水器完成了它的終極挑戰,最終將記錄保持在了7062米。
◉ 在2016年「深海勇士」號尚未下水的情況下,萬米級載人潛水器就開始同步研製。
◉ 中國「奮鬥者」號載人潛水器,融合了之前兩代深潛裝備的優良血統,不僅採用了安全穩定、動力強勁的能源系統,還擁有更加先進的控制系統和定位系統,以及更加耐壓的載人球艙和浮力材料。
◉ 除了載人潛水器,我國還有「海鬥」號、「海燕」號和「海翼」號等許許多多的無人潛水器。其中,「海鬥」號有遠程遙控和自動作業兩種模式,是中國首臺萬米級科考潛水器,讓中國擁有了自主研究萬米深海的能力。
根據央視新聞、每日經濟新聞綜合整理