“奋斗者”号副总设计师揭秘了中国深海的哪些探测历程?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-31
“奋斗者”号成功做底,深海探测有什么作用?

中国首艘万米级载人潜水器“奋斗者”号11月10日成功在西太平洋马里亚纳海沟坐底科考,刷新其在10月27日于此地创造的10058米中国载人深潜纪录,坐底深度10909米。专业士称,此举彰显我国在最深海底探险的综合技术实力。
11月10日早晨4时50分,“奋斗者”号布放至马里亚纳海沟海域,于7时42分抵达万米海深,进入坐底巡航环节。坐底通常指在综合考虑潜水器的速度姿态和海底地质情况的条件之下,人为地让潜水器于海底着陆,以便开展海底科考和相关作业。
奋斗者号在马里亚纳海沟成功坐底,标志着我国的在深海探测领域上了一个新的台阶,是一个里程碑式的事件。
这也决定了大部分的海沟都会出现在板块活动比较剧烈的环太平洋地区,其中超过万米深的海沟全部位于太平洋区域。于是,这些区域便顺理成章地成为海洋技术强国的冲击目标,其中以马里亚纳海沟的挑战者深渊最为令人瞩目,它被认为是目前人类已知的海洋最深处,具有水压高、温度低、含氧量低、完全黑暗的特点,为人类下潜带来了巨大的难度。
首先,我们要先了解一下挑战的“对手”,也就是自然之伟力的作品,马里亚纳海沟。马里亚纳海沟被称为地球的“第四极”,最深处超过1.1万米,由于其深藏海底,没有足够的技术能力是不可能下去的,因此是名副其实的人类禁区。相比之下,被人排着队登顶的地球“第三极”珠峰就显得稍微没那么有排面了。海沟形成于地球板块的相向运动,是行星级尺度运动产生的结果。

正是这种特殊而极端的环境,对载人下潜的关键技术提出了大量的挑战:
(1)工业设计能力。包括整个载人潜水器的优化设计、安全性评估和应用,载人舱的设计、建造和评估。具体来说有,载人潜水器型线、总体布局、载人舱布局、功能特性等的优化设计技术,载人潜水器服役期间各种设备的安全性、可靠性设计与评估技术,载人舱内人因工程设计评估技术,载人潜水器应用模式及相关体系设计技术等。金属及非金属材料载人舱的设计技术,球形、柱形及其他形状载人舱设计技术,各种材料及形状的载人舱建造技术,建造完成后载人舱的检测及其使用安全性的评估技术等。
(2)高能量密度动力技术,具体包括充油锂电池设计、建造及管理技术,水下燃料电池设计、建造及管理技术,水下能源安全性评估技术,水下能源补充技术,新型能源深海应用技术等。
(3)水声技术,具体包括各种声学设备在潜水器上的集成设计技术,船载高速水声通信系统设计及其装备制造技术等。
(4)导航定位技术,具体包括高精度、高可靠性的水声定位技术,水下复杂环境下连续高精度导航技术,水下作业目标搜索及作业点重返技术等。
(5)浮力材料技术,具体包括大深度低密度浮力材料的设计、制备、成型技术,浮力材料的测试与安全性评估技术等。
(6)载人潜水器安全体系技术,具体包括载人潜水器技术安全体系设计技术,潜水器状态检测与安全性评估技术,各种抛载机构可靠性设计、评价技术等。
(7)载人潜水器控制技术,具体包括载人潜水器在复杂海底环境下的航行控制技术,可视化的综合信息显控技术,载人潜水器控制仿真技术等。
可见载人深潜本身对工业的要求非常高,并且要求在材料科学、通信技术、信息科学、自动化技术、声学等细分领域有深厚的积淀。这些都是一个国家综合实力的体现。事实上,到目前为止,中国是唯一具备载人深潜能力的发展中国家,其余的全部是发达国家。

载人深潜器的下潜过程类似于潜艇,是通过吸入海水填充空气仓,增加密度以便下沉。而上浮过程则不同于潜艇。潜艇的上浮过程一般是通过压缩空气排出海水,而深潜器由于体积小,动力设备不强大,又处在远大于潜艇的极端高压环境里(水下一万米超过1000个大气压),海水是很难排出去的,所以采取的是抛弃压载铁的方法实现上浮。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。

2020年11月10日上午8时12分,中国载人潜水器“奋斗者”号,在西太平洋马里亚纳海沟成功下潜突破1万米,达到10909米,再创中国载人深潜的新纪录,并带回了海沟底部的岩石、海水、生物等珍贵样品。
2020年10月27日,中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功下潜突破1万米达到10058米,创造了中国载人深潜的新纪录。

名字由来
2020年4月22日,万米载人潜水器征名活动正式推出。活动一经推出后,网络上掀起一波“起名才艺大比拼”。在收到了近十万网友的命名并经过激烈的辩论后,征名活动十强名单出炉。再经由专项总体专家组、业主单位、科研团队代表组成的评议组评议。
2020年6月19日,中国万米载人潜水器正式命名为奋斗者号。“奋斗者号”符合时代精神,充分反映了当代科技工作者接续奋斗、勇攀高峰的精神风貌,符合中国载人深潜团队“最美奋斗者”的形象,因此在征集的十个名单中选择“奋斗者号”作为全海深载人潜水器的名称。


由我国自主研制的全海深载人潜水器“奋斗者”号今天(10日)完成万米级海试,首次探底全球海洋最深处——马里亚纳海沟“挑战者深渊”,下潜深度达到10909米,创造我国载人深潜新纪录。北京时间今天下午完成海底作业任务的“奋斗者”号上浮出水,完成回收,三名潜航员顺利出舱

北京时间今天早上4点50分左右,搭载着三名潜航员的中国载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟海域开始下潜。7点42分,“奋斗者”号下潜深度突破万米大关。“探索一号”保障母船上,深潜团队响起热烈掌声。

8点12分,“奋斗者”号成功坐底,下潜深度达到10909米,突破了上个月27日“奋斗者”号创造的10058米的中国载人深潜记录。“奋斗者”号副总设计师胡震说:“我们的‘奋斗者’号到马里亚纳海沟下潜,就是为了载人潜水器能够在最深处实现下潜,能够验证它的功能和性能,达到了全海深的要求。”

坐底后“奋斗者”号拍摄了海底地形地貌、海洋生物等影像资料,同时利用机械手对海洋生物、底层海水、海底沉积物或岩石进行采样

经过约三个小时上浮,“奋斗者”号返回海面,并被回收至“探索一号”母船。“奋斗者”号万米海试验收专家组专家刘心成介绍:“‘奋斗者’是一个大国的科考重器,研制它的全部意义就在于今后的科学应用,实现高频次的下潜,把更多的科学家送到深海深渊的底部,以获取更多的发现和取得更多的科考样品。

载人潜水器是由搭载人员驾驶操作、具有生命支持配套和辅助系统、具备水下作业能力的可移动潜水装置,它代表着海洋高技术发展的前沿。

几十年来,中国载人深潜先后突破多项核心深潜技术,一步步地走向深海。从十年前1000米到3000米、5000米、7000米,再到挑战万米载人深潜。而近些年我国快速发展的深潜设备就是一个缩影,从“蛟龙”号、“深海勇士”号到如今的“奋斗者”号,它们已经成为我国深海探索的尖兵。

2010年7月,中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3759米,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;2016年6月,“蛟龙”号7000米级载人潜水器完成它的终极挑战,最终将纪录保持在7062米。

而此次两度成功下潜突破1万米深度的“奋斗者”号载人潜水器于2016年立项,由“蛟龙号”“深海勇士号”载人潜水器的研发力量为主的科研团队承担。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。



中国自主研发制造的全新一代载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,首次探底全球海洋,拍摄了海底地形地貌、海洋生物等影像资料,同时利用机械手对海洋生物、底层海水、海底沉积物或岩石进行采样。

“蛟龙号”是从2009年 8月份开始出海,一直到2012年的6月24号完成第一次7000米的下潜。

这是一个很艰辛的历程。“奋斗者”号探寻了深海未知世界,代表了当前国际深海工程技术领域的顶级水平。从百米浅海到万米深海,中国载人深潜事业劈风斩浪的几十年,我国先后突破了多项核心深潜技术。

第一个是方案通过专家评审的时候,这是一个大节点,从无到纸上形成方案,绘制图纸,形成我们技术上的突破,很多技术也通过了一定的验证。这个阶段是大家呕心沥血最多的时候,是从无到有的一个过程。当时在北京请了很多专家给我们把关,成为一个真正能够实施的技术方案还是不容易的。第二个是真正把载人潜水器完成组装,正式下水去做试验的时候。我们通过了五年的努力,能够把这台潜水器研制出来,能够到水池下水试验,这是一个飞跃。当时水池试验我记得很清楚,我们花了整整半年的时间,在水池里不断地调试各种功能。

  • 2020年10月至11月奋斗者号在哪里?
    答:马里亚纳海沟挑战者深渊被称为“地球第四极”,也是地球上环境最恶劣的区域之一,水压高、温度低、没有阳光、地震频发……用“奋斗者”号副总设计师胡震的话来说,“我们挑战的是全球最深处。特别是狭窄的球形载人舱能够载三人下潜到万米深,这在国际上都是非常了不起的”。业内评价 “奋斗者”号...