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「鈦」厲害了!2020年中國要用它100%統領全球!

各位軍迷朋友們大家好,我是你們忠實的戰友虎哥。

去年年末,由中國自主研製的海底10000米潛水器的載人球艙完成了出入口、觀察窗的開孔工作。

這標誌著中國距離深達萬米的馬里亞納海溝又近了一大步。相比於蛟龍號潛水器的多國血統,目前正在建造的萬米載人潛水器全部由中國人自主研製,並將創下覆蓋全球海洋100%海域等多項世界第一。

馬里亞納海溝是地球最深處的極端生態環境深淵區,擁有一些陸地和其他海域沒有的特殊生物物種,這些特殊生物物種都是珍貴的生物基因資源,對於人類迫切需要的抗疾病藥物的研發,有著寶貴的研究價值。同時探索馬利亞亞納海溝對地球物理、地球化學、海洋地質、深淵生物和生態及深海裝備技術等多個學科領域都具有重要作用。

而一般7000多米的海底下都會有:

熱液,如「石林」般的硫化物矗立在海底,一股股「濃煙」從「石林」中噴出。像極了陸地上的大煙囪!

冷泉。深海里的神奇,不僅有熱液,同時也有冷泉。遠觀深海冷泉,晶瑩的氣泡從海底不斷冒出,像是小孩在玩吹泡泡遊戲。

專吃劇毒物的蝦兵蟹將。迄今為止,我國海洋科考足跡已遍布五大洋。人們沒有找到傳說中的海底「龍宮」,卻看到一群蝦兵蟹將在熱液、冷泉區「膽大妄為」。

別看它們一個個身軀肥碩,但卻不能放在餐盤裡當美味,因為它們是以劇毒物為生。

古老珊瑚與調皮「小飛象」。高1.6米、寬3米的一株巨大的柳珊瑚,是「科學」號派出的「發現」號遙控無人潛水器在西太平洋卡羅琳海山發現的。

雖然尚未確認這株柳珊瑚的確切年齡,但據科研人員介紹,它的年齡可能已超過1萬年。目前全球發現的深水珊瑚最長壽命約為4200歲。

然而要想實現深達萬米的深海探測,沒有一款可靠的深海潛水器是不能想像的。

人類的深海載人潛水器研製始於20世紀60年代,但截至目前還沒有任何國家的載人潛水器有過下潛萬米的記錄,在這一領域我們是沒有任何可供借鑒的經驗。

制約人類朝著深海未知領域探索的最大難題就是可怕的深海壓強。隨著潛水器的下潛深度不斷提高,人類承受的壓力不斷增強,「下海」之路可謂艱難,因為水深每增加10米,水的壓力就會增加一個大氣壓。人類如果不藉助任何器械的幫助,只能潛到水下30米深的地方。

巨大的水壓之下,任何微小的疏漏都足以致命。請想想用一輛汽車的重量壓在你的小拇指蓋上的那種酸爽感覺。如何保證下潛人員的安全,於是就成了整個萬米潛水器研發成敗的關鍵。

正因如此,海洋之下的世界,終年不見陽光的黑暗領域,曾經長期是人類難以涉足的「禁地」。在歐洲南部,人們傳說馬其頓亞歷山大大帝曾為自己製造過一個透明的潛水裝置,得以看到水下的世界,但他見到的那些「生物」,讓人感覺這個故事的虛構成分多於真實。真正意義上的深海潛水器,則要到現代工業社會方才出現。

不同於最多只能潛入水下500~600米深處,並且只能通過聲納了解水下環境的潛水艇,載人深海潛水器可以說是一種為海底科考而生的機器。由於海水的巨大壓力,深海潛水器的潛航員座艙,和那些脆弱的電子設備,會被安排在非常堅固的耐壓殼裡。

在這個狹小的艙室外面,是一層可以減少航行阻力的外殼。為了方便海底科考,深海潛水器幾乎都裝有舷窗和機械臂等科研裝備,以便直接觀察水下的景象和採集標本;無人潛水器則會使用攝像頭。

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圖:美國人威廉·畢比和他的深海潛水器「深海潛水球」

1930年,人類歷史上第一具載人深海潛水器「深海潛水球」,由美國人威廉·畢比、歐迪斯·巴頓和約翰·巴德拉研製成功,並由母船用鋼纜懸吊,潛入水下244米。1934年,這具潛水器又創造了潛入水下914米的紀錄。

畢比是一位優秀的博物學家,不僅收藏和研究了大量鳥類標本,而且因為前人對珊瑚的研究,以及法國人儒勒·凡爾納的科幻小說《海底兩萬里》,對海底世界和珊瑚礁的形成產生了興趣。在親眼看到水下世界之後,畢比一時沒有為「深海潛水球」找到更多的功能,便中斷了這方面的工作,但他已經為類似的裝置打下了技術基礎。

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圖1:「的里亞斯特」號深海潛水器

圖2:「的里雅斯特」號上的耐壓球體

而馬里亞納海溝壓力巨大,這次中國研發的載人球艙從選材上就與深海勇士號和蛟龍號不同。

這次載人球艙使用就是之前一直被廣泛適用於航空航天領域的鈦合金材料,科研人員發現鈦合金用於深海裝備更為理想,擁有諸多優越性和獨特性。

中國自主研製的萬米載人潛水器預計將使用30年,鈦合金幾乎不腐蝕的特性大大提高載人球艙的耐用性。另外要克服深海壓強,鈦合金球艙可以在下潛和上浮的過程中,保持硬度不變形,給潛航員提供安全的空間。

載人球艙是潛水器最核心的部件之一,而載人球艙的出入口和觀察窗開孔更是載人球艙最重要的工序之一,對材料和技術要求極高。

通過我們之前在深海勇士號鈦合金載人球上的經驗,我國的載人球艙技術實現了同國外的跟跑和並跑,而且在這次的萬米鈦合金載人球艙的製造過程中就將實現技術的全面領跑。

之前國外對於載人球艙的焊接常使用的瓜瓣焊接,也就是先製造西瓜瓣,再焊接為一個整球,這樣下來整個載人球艙不僅焊縫多,而且工期也將被拉長。

而這次我們在萬米潛器上使用的半球焊接技術,不僅減少了焊縫數,更讓整個載人球艙的可靠性有了顯著提高。

在虎哥看來以上的這一切都將為2020年中國人完全自主研發製造的載人潛水器實現萬米深海探索提供最堅實的安全保障。

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