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“蛟龙”对比“深海挑战者”:寿命相差千百倍

“蛟龙”对比“深海挑战者”:寿命相差千百倍

2012年06月04日 09:39  来源:科技日报

卡梅隆乘坐的“深海挑战者”(资料图)

“蛟龙号”载人潜水器将赴马里亚纳海沟7000米处科考,而著名导演卡梅隆乘坐“深海挑战者号”今年3月已造访10898米海底。“蛟龙号”总设计师徐芑南详解——

中国科技网“向阳红09”船6月3日电 “蛟龙号”载人潜水器7000米级海试队员今天出征,他们将在马里亚纳海沟接受最大设计水深7000米的考验。

有不少人疑问,今年3月,美国著名导演卡梅隆乘坐“深海挑战者号”,在10898米处进行了世界首次单人下潜至马里亚纳海沟最深处的探险。“蛟龙号”和“深海挑战者号”下潜深度缘何有如此大差异?“蛟龙号”载人潜水器总设计师徐芑南在接受科技日报记者采访时表示,这是由于不同使命带来的不同要求。

徐芑南解释,“蛟龙号”是一个深海科考作业平台,目标是载3人,特别是两名科学家到大洋深处进行深海调查和科学研究,潜器要有巡航和悬停能力,实现深海极端环境下的海底作业是研发的真正目的,需要搭载更多科学仪器,进行更多科学实验和操作,这就要求“蛟龙号”载人球舱有较大的空间。

“卡梅隆是探险家,以探险为主要目标。”徐芑南介绍,“深海挑战者号”潜水器最大的特点在于它装备了8台高清摄像机,其中4台安装在了载人球壳的外面。这正是他拍摄3D电影的要求。

不同的使用目的,对潜器也就提出了不同要求。

徐芑南表示,在深海载人潜水器关键技术中,难度最大的是载人球舱的设计和加工制造。载人球舱直径越大,对材料的要求就越高,加工制造难度就越大。简单地说,球壳中材料的应力与下潜深度成正比,与球壳直径的立方成正比。为了减少潜水器总重量,世界上近年来制造的载人球壳多采用比重小、强度大的钛合金材料。目前用于深海科学考察的几种型号载人潜水器的载人球舱直径都在2米左右,以保证3个下潜人员的生存活动空间。

中国的“蛟龙”号潜水器(资料图)

为保证载人球壳能够耐受1100个大气压的考验,同时减小制造难度,节省经费开支,“深海挑战者号”的直径定为1.09米,且由钢质材料进行加工。

上岸后的卡梅隆如此形容他在水中的感受:“下潜过程中,在里面坐着不是那么舒服,我只能缩进身体,根本无法伸腿。”更重要的是,由于压力太大,潜水器出现液压油泄漏情况,安全起见,卡梅隆缩短了在海底的停留时间。

“他是要练练瑜伽的,不练瑜伽受不了。”徐芑南笑言,为了抵达预计深度,卡梅隆是用克服极限的精神来弥补“深海挑战者号”球舱较小的不足。

对于一次深海探险来讲,“蜗居”在这样狭小的空间内六七个小时,也许可以勉强接受,但如果要求科学家这样去工作,徐芑南认为“这显然不现实”。如果使用与“深海挑战者号”同样的材料、同样下潜到1万米的深度,“蛟龙号”的重量将大大超过“深海挑战者号”。即使使用钛合金材料,“蛟龙号”的重量也会大幅度增加,并由此带来一系列技术上的难题。

中国大洋协会办公室主任金建才补充说,“蛟龙号”需要几千次的下潜寿命,“深海挑战者号”的设计寿命也许只要几次就可以。

金建才说,目前世界上几种型号的科学考察用潜水器下潜和上浮的速度都在1—2节之间,而“深海挑战者号”像个鱼雷,直上直下,下潜速度提高到了4—5节,大大节省了下潜、上浮时间,有效增加了潜水器的海底工作时间。

但在徐芑南眼中,大家对深潜技术的关注,带来了相互之间的竞争,“这是好事,对科学技术发展,对人类探知地球和海洋的奥秘,有很大好处”。

其实早在1960年,时任美国海军上尉唐·华尔什和瑞士人亚格斯·皮卡德就曾乘坐“曲斯特号”下潜到马里亚纳海沟“挑战者深渊”的底部,创造了10916米的深度纪录。但令人遗憾的是,他们只待了20分钟,由于潜水器卷起了海床上的大量泥沙,两人几乎什么都没看到,甚至连一张照片也没有留下,更没有取到任何海底样品。人们只能凭借仪表的记录,承认他们曾经到达过这一深度。

除卡梅隆之外,美国探险家史蒂夫·福斯特在2005年就委托一家公司帮他设计制造能到达全海深(11000米)的两艘“深海飞行挑战者号”载人潜水器。由于福斯特在2007年9月驾机探险过程中意外身亡,“深海飞行挑战者号”的设计制造工作也由于资金中断而停滞过一段时间。2010年,另一位探险家克里斯·威尔士获得英国实业巨头理查德·布兰森的资金支持,使得该项目又得以继续。他们两人原计划在2011年冲刺“挑战者深渊”,但由于下潜过程中出现故障而未能如愿。按照计划,他们将于今年再次发起冲击。

“蛟龙号”下一步是否会不再满足之前的设计水深,朝着1万米冲击呢?徐芑南给出了否定答案:“我们最大设计深度就是7000米级。”(记者 陈瑜 过国忠)

卡梅隆乘坐的“深海挑战者”进入水下(资料图)

卡梅隆与“深海挑战者”(资料图)

中国的“蛟龙”号载人深潜器(资料图)

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