万米深潜视频 (中国万米深潜装备)

万米载人深潜,万米深潜

2020年11月10日,“奋斗者”号在马里亚纳海沟进行万米海试。再次突破1万米,成功坐底,坐底深度10909米!刷新中国载人深潜的新纪录。

举国欢腾,央视和其它媒体在13日还进行了现场直播,报道力度之大是空前的。

为何一个万米深潜会获得比北斗组网成功还要重要的宣传力度,普通人可能不大理解。这背后体现的是我国近年来科技创新能力、以及装备制造实力的突飞猛进,更深层次的是其背后蕴藏的巨大战略价值。

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下海难还是登天难?

人类很久以前就实现登天了,可下海为什么这么难呢?

在#海底一万米#,海水仍然是以液体的形式存在的。压力=密度×距离水面的距离×g,所以距离水面越远的地方,压力就会越大。根据科考测量,马里亚纳海沟在11000米左右的地方约有1100多个大气压,是我们地面大气压的1000多倍,也就是人能够被轻轻松松压扁的水平。深海是阳光照射不到的地方,所以非常的黑暗,而且温度很低,只有2℃左右,含氧量也很低。

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这也是人类可以轻松上天,但却很难入海的原因,深海一万米处,产生的压强相当于2000头亚洲象的重量,一般的材料很难抵抗这么大的压力。

同时,深海的通讯、定位导航也因为电磁波无法在液体里传播变成了棘手的问题。

这也是为什么“下五洋捉鳖”比“上九天揽月”更难的原因。迄今为止,突破万米深潜的除了美国,只有我国而已。

万米深潜的意义和战略价值

那万米深潜有什么意义呢?

  • 抢占海底资源

海洋面积占地球面积71%,海水占地球水资源总量97%,海底蕴藏丰富的资源,矿物和能源储量都超过陆地。而我们对太空、对月球的了解,都超过了深海。探索海洋、保护海洋、经略海洋、建设海洋强国,都与深潜密切相关,需要高技术深潜装备,来绘制深海“藏宝图”。可以说,具备载人深海探测技术,对于我们探测海洋,进行科学研究、资源探测都具有深远的意义。

比如,最近日本在太平洋海底发现了*土稀**资源,据称其可采储量超过陆地1000倍。海底是一个全新的世界,这个世界我们不探索,别人就会探索。

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海洋中有大量资源亟待开发

有了深潜技术,可以提前抢先发掘对我们有利的资源,而没有这项技术的国家,只能干瞪眼。

  • 军事前沿科技

众所周知,当核潜艇下潜至400-600米时,我们就很难探测和攻击到了,而人类目前的核潜艇极限下潜深度也就是400-600米,如果能再往下潜呢?

试想,如果有一艘核潜艇可以下潜到1000米,以人类目前的科技水平,是无论如何也无法探测和攻击的,形成了真正的深海威慑。

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核潜艇将变成真正的“大洋黑洞”

“奋斗者”载人深潜器的成功,将为我国在核潜艇下潜深度、深海通讯、深海定位导航提供有力的基础科学支持。

  • 探索未知领域

我们知道,地球生命的起源来自于海底,但我们至今对这片生命的摇篮却一无所知。

万米深渊可谓是科研的“无人区”,全海深载人潜水器是“人无我无”的科考装备。以深渊进入技术、深渊探测技术为代表的深海技术,代表了当前国际深海工程技术领域的顶级水平。放眼全球,到访过万米深渊的全海深潜水器屈指可数。

以前人们以为,海面6000米以下的地方,由于超高的静水压力、缺乏阳光和食物供给,加之特殊的海底地形、剧烈的构造活动等多种极端环境因素,是一片死气沉沉、与世隔绝、毫无生命活力的世界。

然而,随着人们对深渊展开科学调查,这些认识正在被颠覆。以深渊地学、深渊生命科学为代表的深渊科学研究,代表了当前国际深海科学研究的最新前沿。

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万米深海有很多我们尚未可知的生物

深海到底有什么未知的生物,是否存在我们尚未发现的资源,史前生命的生存环境究竟是怎么样的等等,都需要我们的深海探测器去完成。

万米深潜需要哪些关键技术

  • 水底通讯技术

GPS信号在水下5米就会完全消失,电磁波虽然在真空和空气中有极快的速度,却难以穿透路上和液体的障碍物。

电磁波射入海水后,会不断被海水吸收。当到达5米深的海水时,已经所剩无几。

没有了电磁波,“奋斗者”号该如何与外界取得联系?又该找谁来给自己定位?

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这就是“奋斗者”号“说话的“嘴”——应答器,“奋斗者”号入海之后,应答器会间隔固定的时间不断放出声波信号,而科考母船的船底则装有“耳朵”——换能器。

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这样,科考母船就可以及时捕捉到“奋斗者”号的信息,并根据声音传播的时间测算两者之间的距离。

  • 水声定位技术

知道了距离之后,怎样才能进一步获得“奋斗者”号在海底的准确位置?

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母船底部的换能器不止一个,而是由多个换能器组成基阵,当基阵接受到声波时,会计算相位差Φ、波长λ和斜距R,由此算出“奋斗者”号的空间坐标。之后,这个坐标将被发送给“奋斗者”号,结合预先导入的大地坐标和海底地图,“奋斗者”号就可以知道自己身处何方了。这就是“大海深处的GPS”——水声定位技术。

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  • 惯性导航技术

“奋斗者”号内部安装有一套“惯性导航装置”,会通过“加速度计”和“陀螺仪”等仪器不断感应潜水器的位置、速度、姿态、方向,从而告知潜航员运动轨迹是否发生了偏移。而这些仪器精度之高,即使“奋斗者”号的偏移量只有一枚硬币的厚度,也能马上被检测到。

然而,由于惯性导航内部信息积累的特点,潜水器的状态测算误差会不断积累,最终可能带来巨大的位置偏差。

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因此,为了尽可能提高导航精度,“奋斗者”号上还安装了声学多普勒测速仪、高度计、深度计和声学通信等仪器。测量得到的数据将一起参与推算,并最大程度地减小误差。

  • 抗压材料技术

万米载人潜水器要承受1000个大气压,相当于2000头非洲象踩在一个人的背上。除了承受巨大水压,“奋斗者”号还要搭载相关人员、一系列科学设施完成水中科考作业任务,这些都对潜水器的材料、结构设计等提出了巨大挑战。

为了保证载客量,载人舱要足够大;而为了减轻潜水器的负担,球舱又不能太重。为了承受万米海压,做成又大又轻又坚固的载人舱至关重要。

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经过多年的不断优化和上千次的测试,中国自主研制的新型钛合金终于问世。强度高、韧性好,可以容纳最多3名乘客安全地在海底进行科考任务。

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深海挑战者的载人球舱比我们小太多了,皮厚陷少,科技带来的差距

这可比8年前加拿大导演卡梅隆乘坐的“深海挑战者”号先进多了,“深海挑战者”号球舱太小,连五六岁的儿童都很难站直,无法搭载更多的科学家和科研设备。为了能在里面连续待上6个小时,卡梅隆甚至要专门练习瑜伽。

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挑战者号人只能蜷缩在里面

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卡梅隆必须6小时保持这个姿势

而我国的深潜器“奋斗者”号可以容纳三人安全地在海底进行科考任务。

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奋斗者号载人舱,宽敞舒适

毫不夸张地说,“奋斗者”号是目前全球载人万米深潜最先进的设备。

中国科技创新能力的有力彰显

深海潜水器被认为是发展深海技术的引擎和集成平台,也是开展深海科学研究、资源开发的重要支撑。海底万米深渊可谓是科研的“无人区”,全海深载人潜水器是“人无我无”的科考装备。以深渊进入技术、深渊探测技术为代表的深海技术,代表了当前国际深海工程技术领域的顶级水平。

一路走来,集智攻关,“蛟龙号”的科研人员解决了耐压结构和密封技术设计、高比强度合金材料的加工成形技术、航行性能优化、水下定位、水下通讯、自动控制等多个领域的最前沿技术难题,而“奋斗者”号能耐受住马里亚纳海沟万米深度的水压更是依靠国产新型钛合金材料,这一切都表明我国深海科技创新能力正不断跃上新的台阶。

中国装备制造实力的生动诠释

还记得2012年6月24日,“蛟龙”号下潜深度达到7062米,使我国成为继美、法、俄、日之后,世界上第五个掌握3500米大深度载人深潜技术的国家。

但“蛟龙”虽好,仍有遗憾,最关键的零部件不是国产。比如载人球舱的耐压壳体,中国设计,俄罗斯制造,因为当时的中国工业能力造不出来。

此次“奋斗者”号之所以具备覆盖全球海洋100%海域的作业能力,源于装备制造的突破,比如作为潜水器主结构之一的载人潜水器球壳,可以说是极限设计、极限制造。深海潜水器竞相取得突破,标志着我国深海装备建设向前又迈出了一大步。

“在‘蛟龙’号立项之初,国内只是加工一个零部件都非常困难,需要千挑万找才能找到合适的供货商。但到了‘深海勇士’,我想要什么样的材料,想要加工成什么形状,要求什么样的精度和特性,基本上都能实现。

到了‘奋斗者’,我们需要什么材料,需要加工哪些相应的部件和设备,都已经有很多厂家可以自主研发,甚至是直接提供样品。“蛟龙”号副总设计师、“深海勇士”号总设计师胡震说。

可以说,中国深海载人技术的发展,见证了中国工业技术能力的发展和技术突破。这一切,仅仅用了不到20年。

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“奋斗者”号国产化率达90%以上

人类对海洋的探索永无止境,中国争做走在前列的“急先锋”。展望未来,我国潜水器谱系化工程正有序推进,深海进入、深海探测、深海开发依旧是海洋事业发展的主旋律,强大的自主创新能力将助力我国不断绘制深海“藏宝图”,迈向中国“深蓝梦”。

随着“奋斗者”号的成功坐底,大家可以脑补一下我国未来的核潜艇,以及广袤大洋里的*土稀**资源、可燃冰、石油和其它重要战略资源,都在向我们招手。

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