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虎器 |“钛”厉害了!2020年中国要用它100%统领全球!

虎器 |“钛”厉害了!2020年中国要用它100%统领全球!

各位军迷朋友们大家好,我是你们忠实的战友虎哥。

去年年末,由中国自主研制的海底10000米潜水器的载人球舱完成了出入口、观察窗的开孔工作。

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这标志着中国距离深达万米的马里亚纳海沟又近了一大步。相比于蛟龙号潜水器的多国血统,目前正在建造的万米载人潜水器全部由中国人自主研制,并将创下覆盖全球海洋100%海域等多项世界第一。

马里亚纳海沟是地球最深处的极端生态环境深渊区,拥有一些陆地和其他海域没有的特殊生物物种,这些特殊生物物种都是珍贵的生物基因资源,对于人类迫切需要的抗疾病药物的研发,有着宝贵的研究价值。同时探索马里亚纳海沟对地球物理、地球化学、海洋地质、深渊生物和生态及深海装备技术等多个学科领域都具有重要作用。

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而一般7000多米的海底下都会有:

热液,如“石林”般的硫化物矗立在海底,一股股“浓烟”从“石林”中喷出。像极了陆地上的大烟囱!

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冷泉。深海里的神奇,不仅有热液,同时也有冷泉。远观深海冷泉,晶莹的气泡从海底不断冒出,像是小孩在玩吹泡泡游戏。

专吃剧毒物的虾兵蟹将。迄今为止,我国海洋科考足迹已遍布五大洋。人们没有找到传说中的海底“龙宫”,却看到一群虾兵蟹将在热液、冷泉区“胆大妄为”。

别看它们一个个身躯肥硕,但却不能放在餐盘里当美味,因为它们是以剧毒物为生。

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古老珊瑚与调皮“小飞象”。高1.6米、宽3米的一株巨大的柳珊瑚,是“科学”号派出的“发现”号遥控无人潜水器在西太平洋卡罗琳海山发现的。

虽然尚未确认这株柳珊瑚的确切年龄,但据科研人员介绍,它的年龄可能已超过1万年。目前全球发现的深水珊瑚最长寿命约为4200岁。

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然而要想实现深达万米的深海探测,没有一款可靠的深海潜水器是不能想象的。

人类的深海载人潜水器研制始于20世纪60年代,但截至目前还没有任何国家的载人潜水器有过下潜万米的记录,在这一领域我们是没有任何可供借鉴的经验。

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制约人类朝着深海未知领域探索的最大难题就是可怕的深海压强。随着潜水器的下潜深度不断提高,人类承受的压力不断增强,“下海”之路可谓艰难,因为水深每增加10米,水的压力就会增加一个大气压。人类如果不借助任何器械的帮助,只能潜到水下30米深的地方。

巨大的水压之下,任何微小的疏漏都足以致命。请想想用一辆汽车的重量压在你的小拇指盖上的那种酸爽感觉。如何保证下潜人员的安全,于是就成了整个万米潜水器研发成败的关键。

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正因如此,海洋之下的世界,终年不见阳光的黑暗领域,曾经长期是人类难以涉足的“禁地”。在欧洲南部,人们传说马其顿亚历山大大帝曾为自己制造过一个透明的潜水装置,得以看到水下的世界,但他见到的那些“生物”,让人感觉这个故事的虚构成分多于真实。真正意义上的深海潜水器,则要到现代工业社会方才出现。

不同于最多只能潜入水下500~600米深处,并且只能通过声纳了解水下环境的潜水艇,载人深海潜水器可以说是一种为海底科考而生的机器。由于海水的巨大压力,深海潜水器的潜航员座舱,和那些脆弱的电子设备,会被安排在非常坚固的耐压壳里。

在这个狭小的舱室外面,是一层可以减少航行阻力的外壳。为了方便海底科考,深海潜水器几乎都装有舷窗和机械臂等科研装备,以便直接观察水下的景象和采集标本;无人潜水器则会使用摄像头。

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图:美国人威廉·毕比和他的深海潜水器“深海潜水球”

1930年,人类历史上第一具载人深海潜水器“深海潜水球”,由美国人威廉·毕比、欧迪斯·巴顿和约翰·巴德拉研制成功并由母船用钢缆悬吊,潜入水下244米。1934年,这具潜水器又创造了潜入水下914米的纪录。

毕比是一位优秀的博物学家,不仅收藏和研究了大量鸟类标本,而且因为前人对珊瑚的研究,以及法国人儒勒·凡尔纳的科幻小说《海底两万里》,对海底世界和珊瑚礁的形成产生了兴趣。在亲眼看到水下世界之后,毕比一时没有为“深海潜水球”找到更多的功能,便中断了这方面的工作,但他已经为类似的装置打下了技术基础。

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图1:“的里亚斯特”号深海潜水器

图2:“的里雅斯特”号上的耐压球体

而马里亚纳海沟压力巨大,这次中国研发的载人球舱从选材上就与深海勇士号和蛟龙号不同。

这次载人球舱使用就是之前一直被广泛适用于航空航天领域的钛合金材料,科研人员发现钛合金用于深海装备更为理想,拥有诸多优越性和独特性。

中国自主研制的万米载人潜水器预计将使用30年,钛合金几乎不腐蚀的特性大大提高载人球舱的耐用性。另外要克服深海压强,钛合金球舱可以在下潜和上浮的过程中,保持硬度不变形,给潜航员提供安全的空间。

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载人球舱是潜水器最核心的部件之一,而载人球舱的出入口和观察窗开孔更是载人球舱最重要的工序之一,对材料和技术要求极高。

通过我们之前在深海勇士号钛合金载人球上的经验,我国的载人球舱技术实现了同国外的跟跑和并跑,而且在这次的万米钛合金载人球舱的制造过程中就将实现技术的全面领跑。

之前国外对于载人球舱的焊接常使用的瓜瓣焊接,也就是先制造西瓜瓣,再焊接为一个整球,这样下来整个载人球舱不仅焊缝多,而且工期也将被拉长。

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而这次我们在万米潜器上使用的半球焊接技术,不仅减少了焊缝数,更让整个载人球舱的可靠性有了显著提高。

在虎哥看来以上的这一切都将为2020年中国人完全自主研发制造的载人潜水器实现万米深海探索提供最坚实的安全保障。

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