文本一
自主科技创新催生“蛟龙”入水
2010年7月,我国第一台自主设计和集成研制的载人潜水器“蛟龙号”下潜深度达到了3759米,这使得中国成为继美、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。2012年6月27日,“蛟龙”号在马里亚纳海沟开展了7000米级载人深潜实验,下潜到7062米深度,创造了国际上同类作业型载人潜水器下潜深度的最高纪录。此次海试进行了海水矿物取样、标志物发放、高清摄录、高精度海底地形测量等深海调查作业,并首次获取了这一海域7000米深度的动物影像和样本。2013年,“蚊龙”号转入实验性应用,并首次搭载科学家下潜,取得了大量宝贵样品,标志着我国已经具备了进行深海实地科学考察和研究的能力。
“蛟龙”号载人潜水器的研制充分体现了我国自主科技创新的追求。它与美国最新的6500米级“新阿尔文”号载人潜水器在水下的工作时间极限相同,能够携带的科学有效负载也相同,操纵性能和悬停作业能力相近, 但在下潜深度方面它要深500米。“蛟龙”号的自动驾驶水平、水声通信功能也要略胜一筹,特别是水声通信传输图像的能力和微地形地貌的探测能力更是“新阿尔文”号所不具备的。
文本二
“彩虹鱼”:中国深潜新利器
在“蛟龙”号研制的基础上,“彩虹鱼”号向11000米深渊极限发起了挑战。然而,探索万米以下的海底世界绝非易事,那里的海水寒冷刺骨,黑暗无边无际,还要承受约1000个大气压的压力——这样的压力足以摧毁大部分科考设备。因此,“彩虹鱼”号载人潜水器需要克服压力巨大、深海低温和深海供氧等难题。
正在研制的“彩虹鱼”号载人潜水器有望成为国际上首个作业型全海深载人潜水器。与7000米级的“蛟龙”号相比,万米级“彩虹鱼”号在外形设计、制造材料、设备抗压能力、电力系统等方面均需升级换代,提升各项性能。根据设计方案,与胖鲨鱼外形的“蛟龙”号在海里垂直下潜不同,“彩虹鱼”号呈瘦长的鱼雷状外形,在海里将采取45度倾斜下潜的方式,由于抗压能力要求高,“彩虹鱼”号载人舱的制造材料也与“蛟龙”号不同,需要使用优于目前常用的高强度钛合金的新型材料——马氏体镍钢。在稳定翼、舾装系统、声学控制系统、通信系统等方面,“彩虹鱼”号均需提升相应的耐压性能。在电力系统方面,“彩虹鱼”号正在研制寿命更长、动力更大的锂电子电池。
2015年9月,“彩虹鱼”号万米级无人潜水器和着陆器在南海海域完成海试,最大潜深为4328米,标志着我国探秘“万米深渊”迈出了实质性的第一步。按照设想,2016年,无人潜水器和着陆器将利用新的科考母船去冲击马里亚纳海沟;2018年,完成载人潜水器的研制;2019年,力争让中国科学家在马里亚纳海沟开展研究。
文本三
“奋斗者”号成功坐底万米深海,再刷深潜新纪录
央视网消息(新闻联播):北京时间今天(2020年11月10日)早上8时12分,我国“奋斗者”号全海深载人潜水器顺利下潜至地球海洋最深处,在太平洋马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,创造了中国载人深潜的新纪录。
“奋斗者”号载人潜水器,融合了之前两代深潜装备的优良血统,不仅采用了安全稳定、动力强劲的能源系统,还拥有更加先进的控制系统和定位系统,以及更加耐压的载人球舱和浮力材料。
“奋斗者”号下潜至万米深处,水压超过110兆帕,这相当于2000头非洲象踩在一个人的背上,它首先面临的是超强高压。在整个潜水器中,球形驾驶舱是整个结构中承受压力最大的,舱体材料使用的是超高强度钛合金,而且此次“奋斗者”号相比之前的“蛟龙”号,舱体材料是中国自主研发的全新高强高韧耐海水腐蚀钛合金,并通过先进的焊接技术连为一体,抗压能力很强。除此之外,载人球舱是载人潜水器的最核心部件,也要由钛合金打造。随着潜水器下潜深度和球舱尺寸增大,研制难度成倍增加。这是一项涵盖高性能钛合金设计、超大厚度板材制备、半球整体冲压、大厚度钛合金电子束焊接等技术的跨领域系统性工程,载人舱要求重量轻、强度高、可焊接、耐腐蚀、抗疲劳、长寿命,而且可以在下潜和上浮的过程中,保持弹性变形,给潜航员提供安全的空间,可以说对材料的大规格制备能力和综合力学性能要求很高。
“奋斗者号”潜入万米深渊,是怎样扛住水压的呢?除了在材料中使用了“黑科技”,它酷似鸡蛋的形状也功不可没!采用鸡蛋的形状,可以减小阻力,可利用空间大。同时,鸡蛋的形状非常抗压。当我们把鸡蛋放在掌心用力握时,鸡蛋的形状可以把力量分散到各个角落,所以是握不碎的。