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“蛟龙”号 刷新深海下潜世界纪录

        发布时间:2018-06-29        

  深海是国际海洋科技的热点领域,也是人类解决资源短缺、拓展生存发展空间的战略必争之地。“蛟龙”号的研制与应用,展现出深海技术领域的先进水平。以“蛟龙”号为代表的中国深海勘查装备技术体系已经形成,越来越多的中国“龙”将潜入深海。

  “蛟龙”号载人潜水器是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器,设计最大下潜深度为7000米级。2012年6月27日,在太平洋马里亚纳海沟创造了下潜7062.68米的中国载人深潜纪录,同时创造了作业型载人潜水器最大下潜深度世界纪录。

潜入浩瀚深海 探寻海底奥妙

  2002年,“蛟龙”号载人潜水器的设计、研制工作开始启动,2008年初具备了出海试验的技术条件,2009年开始正式进行海上试验(海试)。“蛟龙”号长、宽、高分别是8.2米、3.0米与3.4米,空气中重量为22吨,有效载荷为220千克,最大速度为每小时25海里。载人舱内径为2.1米,乘员为1名驾驶员、2名科学家。

  “蛟龙”号是世界下潜能力最强的作业型载人潜水器。目前拥有6000米以上深度载人潜水器的国家有美国、日本、法国、俄罗斯、中国共5个国家。“蛟龙”号从50米、300米、1000米海试开始,之后是3000米、5000米、7000米海试,逐渐走向深海。海试中进行了坐底、海底照相、声学测量等多项科学考察任务,完成了海水、海底生物的提取以及锰结核的采样,完成了沉积物取样、微生物取样、标志物布放等作业,同时创造了“蛟龙”号水中作业最长时间纪录。

  “蛟龙”号自2013年开展试验性应用航次以来,搭载数十位科学家在中国南海、东太平洋海盆区、西太平洋海沟区、西太平洋海山区、西南印度洋脊、西北印度洋脊等6大海区典型海底地形深潜,开展沉积物土工力学原位测量,开展近底飞行拍摄;取得了海底热液区构造带岩石、高温热液流体,还取得了带有贻贝、茗荷等生物的完整低温“烟囱体”等丰富样品。“蛟龙”号共取得各种生物样品116个,富钴结壳样品21块、99.2千克,多金属结核样品24.32千克,岩石样品22块、107.7千克,沉积物样品26管,海水样品共1232升,拍摄了大量海底视频照片资料,采集砾状结壳57千克、巨型底栖生物样品9个,其中海绵4个、珊瑚和虾各2个、海星1个,近底水样8升。

潜水器“心脏” 高容量深海动力技术

  “蛟龙”号在作业过程中要为水下照明、仪器设备、推力器及作业工具等运转提供充足能源保障,而且电源必须具备无水下排放、无水下噪声、不依赖于空气、无重心漂移等特点,同时还要面临倾斜、摇摆等恶劣条件。经过反复调研和技术论证,“蛟龙”号主动力电源、辅助动力电源、应急救生电源采用大容量耐高压充油银锌蓄电池。此项技术由我国自主研制,为国际领先的技术。电池组容量达到120千瓦时,是目前世界上容量最大的潜水器蓄电池。日本潜水器蓄电池最大容量为86千瓦时,美国、法国的为40千瓦时~50千瓦时。

  为了减轻潜水器的重量,银锌蓄电池采用充油的方式放在蓄电池箱内,主蓄电池箱的重量为1.2吨。设计时采用滤膜和气帽等创新技术,不断改进单体电池的性能。经反复的压力筒试验,电池放电过程中气体的析出量最终小于0.1毫升/(安时),确保了蓄电池组在供电时不会产生大量氢气而导致危险,保证了潜水器的安全环保。为保证“蛟龙”号安全可靠,配备3套供电蓄电池,设计了电池箱抛弃的应急自救措施。设计目的是在可弃压载抛不掉的情况下,把主蓄电池箱抛掉,使潜水器变成正浮力而实现上浮。主蓄电池箱抛弃机构由电爆螺栓实施,为了提供冗余度,在连接杆上采用两个电爆螺栓串联,只要两个之中有一个工作就能实现有效抛弃。

技术国际领先应急自救手段完备

  “蛟龙”号包括载人潜水器本体系统、水面支撑系统、母船增改装系统和潜航员培训系统,本体系统分为总体、结构、舾装、电力与配电、推进、水声、生命保障等12个分系统。“蛟龙”号具有三方面国际领先的技术:稳定的贴近海底自动巡航能力、精确的悬停定位能力,高速数字化水声通信和完全由我国自主研制的充油银锌蓄电池。

  安全可靠性能。“蛟龙”号是一个大型复杂系统,而且要载人进入深海,因此,最重要的是安全可靠性,这也是其他所有技术的基础和保障。“蛟龙”号设计时采用冗余设计的理念,设计了一套完整的应急自救手段,其中包括可弃压载抛载机构、主蓄电池箱抛弃机构、纵倾调节水银的抛弃、机械手抛弃机构、压载水箱排水、应急浮标、采样篮抛弃装置等。

  高速水声通信技术和高分辨率测深侧扫声纳技术。水声通信机用于载人潜水器与水面支撑母船建立实时通信联系,载人潜水器向母船传输各种数据、语音和图像。“蛟龙”号在研制时就瞄准了国际上最先进的高速水声通信技术,能够实时传输彩色电视图像和声学图像。高分辨率测深侧扫声纳安装在载人潜水器的两侧,用于测量海底的微地形地貌和海底、水中目标,实时绘制现场三维地图。

  2002年,深海载人潜水器研制被列为国家高技术研究发展计划(863计划)重大专项,“蛟龙”号自行设计、自主集成研制工作开始启动

  2009年8月18日,进行50米海试,首潜38米,迈出了中国载人深潜第一步

  2010年5月~7月,在南海进行3000米级海上试验,最大潜深达到3759米

  2011年7月~8月,在东北太平洋海域进行5000米级海试,实现最大潜深5188米。5000米级海试成功,是中国海洋科技发展的又一个里程碑

  2012年6月,进行7000米级海试,“蛟龙”号首次向世界最深处的马里亚纳海沟进发,成功创下7062米同类型载人潜水器的最大潜深纪录

  2013年4月,通过科技部组织的专家验收。从2013年起,进入试验性应用阶段

  2014年12月,首次赴印度洋下潜

  2015年2月,在西南印度洋完成第100次下潜

  2015年3月,搭乘“向阳红09”船停靠国家深海基地码头,正式安家青岛

  2016年5月,成功完成在雅浦海沟下潜,最大下潜深度达6579米

  2017年6月9日,在雅浦海沟完成第150次下潜

  信息来源:《亮报》

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