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钛合金耐压载人球壳世界第一,奋斗者号潜入万米海底

[ 信息发布:本站 | 发布时间:2020-11-13 | 浏览:211次 ]

  1110日凌晨,被命名为“奋斗者号”的我国首台万米级载人深潜器在马里亚纳海沟下潜入水,742分,潜入10000米深的海底,又经过半个小时,北京时间812分,奋斗者号抵达马里亚纳海沟底部10909米的深度坐底,这是我国首个进入马里亚纳海沟沟底的深潜器。中央电视台报道这一新闻时,中国钛谷沸腾了、宝钛人激动了,钛业人的注意力被定格在这一时刻。深潜器载人钛合金球壳国产化得到试验验证。说明中国人行,钛合金行、宝钛人行。

“奋斗者号”万米载人潜水器是继“深海勇士”号4500米载人潜水器之后,由我国自主设计、自主研制加工制造,载人球舱由钛合金制做,是国家的重点科研攻关项目,由中船重工设计,宝钛集团承接研发制造。经过项目组科研人员的不懈努力,历时三年多时间,从材料的研发生产、球壳的成形加工等,成功突破了多项关键技术,填补了国际上钛及钛合金领域多项技术空白。20199月万米载人潜水器球舱制做、检测完成,交付装配厂使用。

单论下潜深度,这一次奋斗者号的下潜深度可以排名世界第三,仅次于当年著名的蒂利亚斯特号10916米和2019DSV Limiting Factor报出的10928米,但是差距不大,且考虑到潜深误差(当年迪利亚斯特号一度还报出过11521米的下潜深度)三者的下潜深度没有本质差别。顺便说一句,其实马里亚纳海沟到底最深处有多深还有争议(也可能随着海底地貌变化而变化),一般认为是10980-11034米之间。

与大家之前熟知的蛟龙号、深海勇士号采用橙白相间涂装不同,奋斗者采用白绿相间的颜色。水下航行器普遍采用橙黄色是为了便于水面观察其姿态,但是即便是视深度最高的海域,水下七十米后你也啥都看不见,所以实际上对于深潜器而言除非深潜器失控自主上浮,否则颜色带来的影响不太大。

不可否认,就从下潜深度而言,奋斗者号与冠军和亚军的下潜深度没有本质差别,单从数值比较角度来说,估计还是有网友会比较失望——好不容易下潜一次,而且差距也不是很大的的情况下还没抢到第一,多少有些惋惜。不过万米之下的马里亚纳海沟地貌复杂,奋斗者号在10909米深度坐底已创造奇迹了,奋斗者号还有一个短期内难以被超越的世界第一的指标,就是其内核是我国拥有自主知识产权的世界最大万米级耐压钛合金载人球舱。

与传统理解潜艇的外壳就是耐压部分不同,其实任何一款潜艇耐压壳都远小于整个船体,最著名的台风级核潜艇,其采用品字形布置的三个耐压艇壳,20枚弹道导弹布置在耐压艇壳之间的空隙中,所以导致潜艇尺寸格外巨大,被认为尤其“肥胖”的奥斯卡级攻击型核潜艇也是因为导弹在耐压艇壳外部(就是库尔斯克号所属的艇型)。

对于一些“实心”的部件或者无法安装在耐压艇壳内的设备,载人深潜器都是将这些结构放在耐压壳和艇体之间,而容纳了内部计算设备、生命维持设备和载员的,则是在深潜器的核心结构——耐压艇球壳内。

与普通军用潜艇少则一两个百米,多也不过千米级别的潜深不同,深潜器动辄要下潜到数千米乃至万米级别,需要的耐压艇壳要更厚,抗压性更强,而且对整体性的要求更强。而且考虑到深潜器的尺寸和浮力,设备密度也不能太大。对焊接有了解的朋友都知道,金属钛是满足这些条件相对较好的材料,而且我国是重要的钛产地,但是长期以来我国的加工技术有限,直到2002年立项的蛟龙号深潜器,也是与国外合作学习研发的结果。

在十三五国家重点研发计划“深海关键技术与装备”转向核心任务中,中科院金属研究所经过三年多的掀起预言和三年的加工努力,成功制造了可以搭载3人下潜的世界上直径最大万米级载人舱。别看只能搭载三人,但是当年卡梅隆使用的载人舱只能搭载1人,迪利亚斯特号也只能携带2人,尽管看起来只增加了一个人,但是直接将科考团队人员增加50%,达到各国四五千米级载人深潜器的人员搭载数量。可以大幅提高水下科考工作的效率。

尽管可以搭载三人,但是成年人进入这个耐压壳体依然空间局促,而且一次深海下潜任务往返时间不低于六个多小时,这还只是基本的下潜与上浮,如果要进行一定的试验工作,一次任务起码要十余个小时,对于载员的生理、心理考验,依然严峻。


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