大家好~今天頌小編要給大家介紹一個重量級嘉賓,別看它長得“白白胖胖”的,人家來頭可不小呢!

大洋樣品館“蛟龍”號1:2模型

創(chuàng)造中國“新深度”

蔚藍(lán)幽靜的海洋,總是給人一種神秘的感覺。而在水深數(shù)千米甚至數(shù)百米的深海,由于沒有光照,深海海域常年處于黑暗狀態(tài),加之壓力大、溫度低、氧氣稀薄等原因,在科學(xué)不發(fā)達(dá)的時代,這里曾一度被認(rèn)為是荒蠻之地和生命禁區(qū)。

但是好奇心與求知欲是人類的天性,它們推動著人類不斷探究未曾到達(dá)的領(lǐng)域。探索和發(fā)掘海洋的未知奧秘,就是人類孜孜不倦的追求之一。為了探索這個覆蓋了地球表面四分之三面積的廣袤區(qū)域,美國、法國、俄國、日本先后研制出了能夠下潛6000米至6500米的載人深潛器。

2002年,科技部將深海載人潛水器研制列為國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)重大專項,啟動“蛟龍”號載人潛水器的自行設(shè)計、自主集成研制工作。

在僅有600米載人深潛技術(shù)積累的基礎(chǔ)上,國內(nèi)100多家單位通過連續(xù)多年的基礎(chǔ)研究、技術(shù)攻關(guān),攻克了大深度耐壓、密封、安全技術(shù),可靠水聲通信技術(shù),深海復(fù)雜環(huán)境下精細(xì)作業(yè)技術(shù)等世界性難題,成功研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“蛟龍”號載人潛水器。

從2009年至2012年,“蛟龍”號接連取得1000米級、3000米級、5000米級和7000米級海試成功。2012年6月27日,“蛟龍”號在世界上最深的海溝——馬里亞納海溝里創(chuàng)造了下潛7062.68米的中國載人深潛紀(jì)錄,也打破了世界上同類作業(yè)型載人潛水器最大下潛深度紀(jì)錄。

而這“蛟龍”號的本事到底有多大?請跟隨小編的步伐來一探究竟。

技高膽大小蛟龍

“蛟龍”號的長、寬、高分別為8.2米、3.0米和3.4米,空重不超過22噸,有效荷載是220公斤(不包括乘員重量),最大速度每小時2.5海里,工作范圍可覆蓋全球99.8%的海域。作為我國首臺自主設(shè)計、自主集成研制的作業(yè)型深海載人潛水器,“蛟龍”號不僅具有國際上同類型潛水器的最大下潛深度,而且在聲學(xué)通訊、自動控制以及深度作業(yè)等性能方面擁有明顯的優(yōu)勢。

技高膽大“小蛟龍”

法寶一:“金鐘罩”外殼和載人耐壓艙

“蛟龍”號由動力系統(tǒng)、導(dǎo)航定位系統(tǒng)、照明攝像系統(tǒng)、觀察系統(tǒng)、工作系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、外殼、載人耐壓艙等組成,其中“蛟龍”號外殼和載人耐壓艙都采用了鈦合金材料。這種材料具有高強度、低密度、抗腐蝕性強和低溫性能好的特點。這些特性使得“蛟龍”號能夠抵抗深海七千米的高壓、低溫、高腐蝕的極端環(huán)境。

在潛水器下潛到幾千米那么大深度以后,普遍會面臨一個巨大的困難——壓力。7000米左右的這個深度對應(yīng)的壓力是多少呢?每平方米7000噸。這是一個什么概念?咱們國家的96式坦克大概45噸重,大約相當(dāng)于150輛96式坦克疊羅漢,壓在一平方米的面積上,可以想象蛟龍身上承受著多大的壓力!而這樣巨大的壓力使得載人潛水器在材料、設(shè)計、制造加工等等方面都有非常高的要求。因此為了更好的保證下潛人員的安全,除了使用鈦合金材料打造載人耐壓艙外,還把艙體設(shè)計成了球形,因為球體結(jié)構(gòu)能夠很好地抵消來自海水中各個方向的力。

法寶二:“水下qq”——高速水聲通信系統(tǒng)

由于“蛟龍”號要下潛到深海7000米處,不可能從水面拉一根電纜下去跟下面去通信,而無線電波在如此深的海底也根本用不了,這時候只能靠水聲通信。水聲通信系統(tǒng)就像是潛水器的嘴巴和耳朵,它的工作原理是先將文字、語音、圖像等信息經(jīng)過編碼、調(diào)制處理后,由功率放大器推動聲學(xué)換能器將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號。聲信號通過水這一介質(zhì),將信息傳遞到遠(yuǎn)方的接收換能器,這時聲信號又轉(zhuǎn)換為電信號,經(jīng)過放大、濾波和數(shù)字化后,數(shù)字信號處理器對信號進(jìn)行自適應(yīng)均衡、糾錯等處理,還原成聲音、文字及圖片。在作業(yè)中,水面人員不僅可以和“蛟龍”號水下人員通過文字交流,甚至還能發(fā)語音、發(fā)照片,因此“蛟龍”號科研團(tuán)隊為其取了個外號叫“水下QQ”。

法寶三:獨特的航行操控系統(tǒng)

就像開車一樣,時間一長,駕駛員難免產(chǎn)生疲勞感。為了避免潛航員因長時間駕駛產(chǎn)生駕駛疲勞,中科院沈陽自動化研究所為“蛟龍”號設(shè)計了類似智能汽車一樣便捷的航行系統(tǒng)和操控系統(tǒng),讓其具備定向、定深、定高航行以及懸停定位功能,大大減少了駕駛員操縱的難度。

**自動定向航行:**駕駛員設(shè)定好方向后,“蛟龍”號可以自動航行,而不用擔(dān)心跑偏。

**自動定高航行:**這一功能可以讓潛水器與海底保持一定高度,盡管海底山形起伏,自動定高功能可以讓“蛟龍”號輕而易舉地在復(fù)雜環(huán)境中航行,避免出現(xiàn)碰撞。

**自動定深功能:**可以 讓“蛟龍”號保持與海面固定距離。

**懸停定位功能:**一旦在海底發(fā)現(xiàn)目標(biāo),“蛟龍”號不需要像大部分國外深潛器那樣坐底作業(yè),而是由駕駛員行駛到相應(yīng)位置,“定住”位置,與目標(biāo)保持固定的距離,方便機械手進(jìn)行操作。在海底,蛟龍?zhí)柨梢钥朔驗檠罅鳌C械手運動帶動整個潛水器晃動等使它搖擺不定的干擾因素,而做到精確地“懸?!?。


“蛟龍”號VS“的里雅斯特”號

有些朋友可能會對“蛟龍”號打破現(xiàn)役的作業(yè)型載人潛水器下潛的世界紀(jì)錄有疑問,美國的“的里雅斯特”號在1960年就下潛到了10916米,而美國導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆在2012年也獨自乘坐“深海挑戰(zhàn)者”號,下潛至馬里亞納海溝10898米深處了,因此認(rèn)為“蛟龍”號的下潛深度尚不及上個世紀(jì)的“的里亞斯特”號等深潛器,這種說法實際上混淆了探險型潛水器和作業(yè)型潛水器的特點。

無論是“的里亞斯特”號還是“深海挑戰(zhàn)者”號,都屬于載人探險型潛水器,這種潛水器下潛能力強,但活動范圍有限,空間狹小且不具備深海作業(yè)能力,更不要說進(jìn)行深??蒲校虼怂鼈儍H能作為探險、攝影和打破深潛紀(jì)錄等用途。

而“蛟龍”號屬于載人作業(yè)型潛水器,可用于深海探測科考項目,具有水下觀察、照相攝像、觀測探測、取樣作業(yè)等功能。主要用來執(zhí)行水下考察、海底勘探、海底開發(fā)和打撈、救生等任務(wù)。

深海大洋里蘊藏著豐富的資源,是人類未來發(fā)展的藍(lán)色希望,更是大國博弈的戰(zhàn)略空間。

正如中國大洋協(xié)會秘書長、“蛟龍”號7000米級海試現(xiàn)場總指揮劉峰所說,“‘蛟龍’號是我國載人深潛發(fā)展歷程中的一個重要里程碑。它不只是一個深海裝備,更代表了一種精神,一種不畏艱險、趕超世界的精神,它是中華民族進(jìn)軍深海的號角。”


部分圖片來源于網(wǎng)絡(luò)

參考資料:

1、知網(wǎng);

2、知乎——「蛟龍?zhí)枴沟目萍妓接卸喔撸?/p>

來源: 大洋樣品館 張老師