深海潜水器
 来源: 新华网

    【深海潜水器】 

    深海潜水器可以分为带缆水下机器人、自主型水下机器人和载人潜水器等。深海潜水器、特别是深海载人潜水器,是海洋开发的前沿与制高点之一,其水平可以体现出一个国家结构、材料、控制、海洋学等领域的综合科技实力。 

    【深海潜水器与潜艇区别】 

    深海潜水器与潜艇的主要技术区别是深海潜水器不是完全自主运行的,必须依靠母船补充能量和空气。比如“蛟龙”号的母船是“向阳红09”。每次海试结束后,“蛟龙”号都会被回收到母船上,而不是在海中独立行驶。深海潜水器体积较小,航程短,也没有潜艇那样的艇员生活设施。

    深海潜水器和潜艇的下潜方法相同,都是向空气舱中注入海水,但上浮的方法则不同。潜艇上浮时,会使用压缩空气把空气舱中的海水逼出去。而深海潜水器由于下潜深、环境压力大,压缩空气不足以逼出空气舱中的海水。水下5000米的压力相当于500个大气压,也就是相当于在1平方米的面积压上5000吨重量。

    深海潜水器采用抛弃压载铁的办法实现上浮。深海潜水器一般是通过电磁铁控制压载铁,所以万一深海潜水器失去动力,电磁铁失效,压载铁会在重力的作用下自动脱离潜水器,使潜水器上浮。

    “蛟龙”号在安全方面的设计不仅包括扔掉所携带的压载铁,还包括抛弃蓄电池箱和采样篮等重物,如被海草缠住就可以“壮士断腕”抛弃机械手,报警系统还可以发射浮标到海面,寻求母船救援。 

    【深海潜水器用途】 

    人类一直怀着“上九天揽月,下五洋捉鳖”的梦想。深海载人潜水器正是人类探索深海奥秘的重要工具。它可以完成多种复杂任务,包括通过摄像、照相对海底资源进行勘查、执行水下设备定点布放、海底电缆和管道检测等。    

    【中国“蛟龙”号历次探测】    

    2011年7月26日,中国研制的深海载人潜水器 “蛟龙”号成功潜至海面以下5057米,这标志着中国已经进入载人深潜技术的全球先进国家之列。

    2012年6月3日,“向阳红09”船自江阴起航奔赴马里亚纳海沟执行蛟龙号载人潜水器7000米级海试任务。期间,蛟龙号共完成6次下潜试验,其中3次超越7000米,最大下潜深度达到7062米;对潜水器289项、水面支持系统24项功能和性能指标进行了逐一验证,开展了坐底、定深定高航行、近底巡航和海底微地形地貌精细测算作业内容,取得了地质、生物、沉积物样品和水样,并记录了大量珍贵的海底影像资料。

    2012年6月15日,我国“蛟龙”号载人潜水器在7000米级海试第一次下潜试验中,最大下潜深度达到6671米,创造了我国载人深潜新纪录

    2012年6月19日,中国“蛟龙”号载人潜水器进行七千米级海试第二次下潜试验,潜水器开展了近底巡航、照相、摄像、海底微地形地貌测量,并坐底完成沉积物及海水取样、标志物布放等作业,最大下潜深度达到6965米。这也是世界同类载人潜水器首次在6900米深度成功实现海底沉积物取样。

    2012年6月22日,“蛟龙”号完成7000米级海试第三次下潜试验,安全返回母船。潜水器最大下潜深度6963米,并取得3个水样、3个沉积物样,拍摄到海底生物并取回一个生物样品。

    2012年6月24日,我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器“蛟龙”号进行了7000米级海试第四次下潜试验,本次试验最大下潜深度达到7020米,达到“蛟龙”号潜水器最大设计深度。这也是“蛟龙”号载人潜水器研制以来进行的第49次下潜试验。‘蛟龙’号成功突破7000米深度,证明它可以在全球99.8%的海底实现较长时间的海底航行、海底照相和摄像、沉积物和矿物取样、生物和微生物取样、标志物布放、海底地形地貌测量等作业,这是我国深海技术的一项重大突破。

    2012年6月27日“蛟龙”号在进行的7000米级海试第五次下潜试验中,最大下潜深度达到7062米,并在海底发现有丰富的生物多样性和地质多样性存在。

    2012年6月30日,“蛟龙”号载人潜水器完成7000米级海试第六次下潜试验,“蛟龙”号7000米级海试取得圆满成功。这也标志着“蛟龙”号成功完成了从1000米级到7000米级的全部海试任务,即将进入试验性应用阶段。

    2013年6月10日至7月10日“蛟龙”号在我国南海执行首次试验性应用航次的第一航段任务,成功进行了10次下潜,完成了对超短基线定位系统标定、长基线定位系统试验,冷泉区和“蛟龙海山”科学考察等相关任务。

     2013年7月19日,“蛟龙”号潜水器从厦门起航,迎来一次长达两个月的远征。未来两个月里,“蛟龙”号将先后赴东北太平洋中国多金属结核勘探合同区和西北太平洋富钴结壳勘探申请区开展近底生物调查、地质取样、海底摄像和相关海底试验作业,执行首次试验性应用航次、三航段任务。

    “蛟龙”号载人潜水器7000米级海试  “蛟龙”号南海试验性应用“三最”  “蛟龙”号大事记

    当地时间2013年8月9日,来自国家海洋局第二海洋研究所的王春生研究员在位于东北太平洋的中国多金属结核勘探合同区创造历史——中国科学家搭乘本国载人潜水器“蛟龙”号的“大洋第一潜”。最大下潜深度5268米。    

    【世界各国深海载人潜水器    

    在中国之前,世界上只有美国、日本、法国和俄罗斯拥有深海载人潜水器。这4个国家的载人潜水器最大工作深度均未超过6500米,经常下潜深度在5000米以内。美国是较早开展载人深潜的国家之一 。

    1964年建造的“阿尔文”号载人潜水器可以下潜4500米,进行过近5000次下潜,是当今世界上下潜次数最多的载人潜水器。

    法国1985年研制成的“鹦鹉螺”号潜水器最大下潜深度可达6000米,累计下潜1500多次。

    俄罗斯是目前世界上拥有载人潜水器最多的国家,比较著名的是1987年建成的“和平一号”和“和平二号”两艘6000米级潜水器。它们最大的特点是能源比较充足,可以在水下停留17小时至20小时。

    日本1989年建成了下潜深度为6500米的“深海”潜水器,曾下潜到6527米深的海底,创造了载人潜水器深潜的纪录。它迄今已经下潜了1000多次。    

    【国家深海基地】    

  国家深海基地将在青岛市所辖即墨市鳌山卫镇东南部建设,项目建成后,7000米级载人潜水器“蛟龙”号将正式“入驻”。国务院于2007年1月批准建立国家深海基地,2010年一期工程可行性研究报告获批。2013年11月国家深海基地正式启动建设,建成后将成为我国开展深海技术装备研发和试验、深海科学研究和深海资源调查的公共平台。

  【饱和潜水

    深潜水是世界各国正在攻克的尖端难关,实现深潜水的关键技术,就是饱和潜水。

    美国1957年提出“饱和潜水”,就是创造出一种环境和条件,使潜水员体内各组织体液中所溶解的惰性气体达到完全饱和的程度,潜水员可以在高压下停留几十天,待作业完成后,一次减压,返回正常生活。这就需要建造一个生活舱,给舱里加压形成高压环境,潜水员在舱里呼吸的气体是氦气和氧气的混合气体。在不同的深度和高压环境下,混合气体的配比和加压时间都不同。1981年,美国完成了第一次实验,3名潜水员在686米的海底,生活工作了7个昼夜。

  2014年1月12日,我国自行建造的300米饱和潜水工作母船“深潜号”在南海海域,圆满完成我国首次300米饱和潜水海底出潜作业,巡回潜水深度达到313.5米。标志着我国饱和潜水海上作业技术的实际能力提升到300米以上,深潜水作业能力进入国际先进行列。

 
(责任编辑: 刘强)
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