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我国全海深载人潜水器球壳通过验收 为目前世界最大万米级载人舱

央视新闻客户端 央视新闻客户端 2019年10月25日 16:10 A-A+ 二维码
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潜水器球壳通过验收 可搭乘三人下潜

近日,由我国自主研发建造的全海深载人潜水器球壳建造完成并通过总体集成单位验收,作为目前世界上最大的万米级载人舱,建成验收后,潜水器将进入全面总装阶段。

全海深载人潜水器研制是“十三五”国家重点研发计划“深海关键技术与装备”专项的核心任务,作为我国自主研发建造的全新一代载人潜水器,最大下潜深度将超过一万米,也就是世界海洋最深处——马里亚纳海沟。载人潜水器,最大的特性和优势是带人下潜,作为潜水器最核心的部件之一,球壳经过3年攻坚,建造完成并通过验收,其性能和指标满足总体要求。 

全海深载人潜水器副总设计师 雷家峰:我们知道在一万多米的这个载人潜器的球壳上,在世界范围内,在我们国家立项的时候没有这样一个材料方案,我们经过了三年多的建造的工作才完成了今天的这个任务。 

全海深载人潜水器总建造师 刘帅:载人舱安装到位之后呢,我们这个后面的工作主要分两条线在开展。一是舱内设备的一个安装,第二个是舱外,围绕载人舱、球壳进行首部浮力块,以及首部的灯光、视频还有摄录这些设备的安装和集成。 

载人潜水器球壳可搭乘三人下潜,有三个观察窗,正前方为主驾驶窗,两侧窗为乘客使用。人员从顶部进入后,关闭舱口盖,球壳就成了完全密闭的环境。球壳既是潜水器的“驾驶室”,也是乘客唯一的活动空间。三个成年人乘坐这个直径不到2米的球壳还是非常拥挤的,只能采用半跪半坐的姿势,也不能同时站立。

据了解,潜水器往返万米深海并进行海底作业,预计需要10余小时,潜航员和乘客要面临在长期封闭空间中对身体的考验,以及在幽闭隔绝环境中对心理的考验。 

模拟万米深海压强 球壳完成压力试验

载人潜水器最重要的功能就是带着人员下潜到深海,在世界最深处的万米马里亚纳海沟,潜航员和科学家乘坐的舱室要经受巨大的水压,为了验证其安全性,必须进行模拟深海环境的试验。

这个高4米、内径2米8的大型装置就是模拟万米深海环境的压力桶。

全海深载人潜水器副总设计师 雷家峰:球壳要放在这个压力桶里面,往压力桶打水,通过这一套装置,让这个压力实现达到万米的压力,这样来检验这个球壳在这个压力下的表现和质量。 

水下压强随着深度增大,达到一万米的海底后,潜水器球壳承受的压力相当于将一辆轿车的重量,压在小拇指的指甲盖上。 

全海深载人潜水器总设计师 叶聪:在这样一个压力环境下,这个球壳的话别看它的壁厚很厚,但是也会收缩变形,我们通过实验也发现了整个变形它是弹性的,说明了这个潜器球壳的安全。 

经过一周的反复打压试验,载人球壳经受住了万米深海压强的测试,且最终试验结果比真实下潜时还要更深。不仅如此,通过这次试验,球壳还模拟了下潜速度、海底停留时间等,为潜水器后续总装和海试打下基础。 

深海全覆盖 中国制造“钛”厉害

载人球壳使用的钛合金材料之前一直被广泛适用于航空航天领域,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。

首先,钛具有强大的防腐功能,几乎不腐蚀的特性大大提高钛合金载人球舱的耐用性。 

全海深载人潜水器副总设计师 雷家峰:钛合金材料,又称为海洋金属,最主要是它耐海水腐蚀,它在海水里放下去就没有腐蚀迹象,经过几十年甚至十几年,二十几年。 

这两个金属块,是载人球舱在焊接前练手用的试板。无论是材料和厚度都和球舱一样的,可以直观地感受一下有多厚,还有个必须展示的,就是这片金属,这是载人球舱焊接熔化之后形成的飞溅,是个小废片。

这么薄的金属,按理说应该很脆,但是非常有韧性!这一厚一薄,可见载人球舱材料的厉害。 

另外,要克服深海压强,钛合金不仅强度高而且具有弹性,可以在下潜和上浮的过程中,保持硬度不变形。 

载人球壳极限设计极限制造

目前正在建造的万米载人潜水器,具备覆盖全球海洋100%海域的作业能力,尤其是载人球壳,作为潜水器的主结构之一,可以说是极限设计极限制造。

全海深载人潜水器副总设计师 雷家峰:我们知道这个深度啊,是地球上最深的一个海沟的深度了,达到一个极限的深度,实际上也为适合极限的深度进行了极限设计,制造过程也可以说是一个极限制造。 

据了解,万米载人潜水器用于执行水下考察、海底勘探、海底开发等任务,在不久的将来,科学家将乘坐它探索深海未知世界。 

全新改造 科学保障船完成总段吊装

载人潜水器是无法自己抵达马沟并进行下潜的,必须搭载在母船上,据了解,万米载人潜水器将配有一艘母船以及一艘科学保障船,目前,这艘专门为万米潜水器配备的保障船正在进行改造,刚刚完成总段吊装。

为万米潜水器全新改造的科学保障船在福建马尾船厂完成总段吊装。总段包括科学家房间、潜航员房间、实验室、潜水器车间等等,重达286吨。在现场,吊装过程就像“搭积木”。

总段在陆地,船停靠在码头,全程使用龙门吊进行吊装,耗时2小时,原本只有甲板的船体“装”上了总段,才有了我们熟悉的船的模样。看似简单的过程其实要考虑诸多安全因素,潮汐就是其中之一。

万米深潜船改项目负责人 唐古拉山:潮汐会关系到这个船舶的吃水,就是我们这个码头的吃水要赶在一个非常高的高潮进来。如果太浅了,船舶可能会托底,所以我们要赶到一个高潮,在高潮的时候,天气不一定很好,但巧的是今天在高潮的位置今天也非常好。所以给我们的这个整个安装、安全带来了很大的便利。

福建马尾造船有限公司董事长 黄如堂:这条船有个全方位卫星定位DPR系统,在这样的船舶上,对深海科考起了比较大的作用。

作为潜水器在海上的“家”,科学保障船要把潜水器、科考人员、科研设备运到马里亚纳海沟所在的海域,另外,它也是一艘帮助潜器以及其他大型设备下潜和回收的科考船。同时,这艘船还是大洋上的“深海实验室”,潜水器从万米深海采集的生物样品通过它再运回国内。 (央视记者 杨理天) 


(编辑 赵英芝)

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