世界最大萬米級載人艙!我國全海深載人潛水器球殼通過驗收

來源:央視新聞  2019-10-26 08:52:33
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  潛水器球殼通過驗收 可搭乘三人下潛

  近日,由我國自主研發建造的全海深載人潛水器球殼建造完成并通過總體集成單位驗收,作為目前世界上最大的萬米級載人艙,建成驗收后,潛水器將進入全面總裝階段。

  全海深載人潛水器研制是“十三五”國家重點研發計劃“深海關鍵技術與裝備”專項的核心任務,作為我國自主研發建造的全新一代載人潛水器,最大下潛深度將超過一萬米,也就是世界海洋最深處——馬里亞納海溝。載人潛水器,最大的特性和優勢是帶人下潛,作為潛水器最核心的部件之一,球殼經過3年攻堅,建造完成并通過驗收,其性能和指標滿足總體要求。

  全海深載人潛水器副總設計師雷家峰:我們知道在一萬多米的這個載人潛器的球殼上,在世界范圍內,在我們國家立項的時候沒有這樣一個材料方案,我們經過了三年多的建造的工作才完成了今天的這個任務。

  全海深載人潛水器總建造師劉帥:載人艙安裝到位之后呢,我們這個后面的工作主要分兩條線在開展。一是艙內設備的一個安裝,第二個是艙外,圍繞載人艙、球殼進行首部浮力塊,以及首部的燈光、視頻還有攝錄這些設備的安裝和集成。

  載人潛水器球殼可搭乘三人下潛,有三個觀察窗,正前方為主駕駛窗,兩側窗為乘客使用。人員從頂部進入后,關閉艙口蓋,球殼就成了完全密閉的環境。球殼既是潛水器的“駕駛室”,也是乘客唯一的活動空間。三個成年人乘坐這個直徑不到2米的球殼還是非常擁擠的,只能采用半跪半坐的姿勢,也不能同時站立。

  據了解,潛水器往返萬米深海并進行海底作業,預計需要10余小時,潛航員和乘客要面臨在長期封閉空間中對身體的考驗,以及在幽閉隔絕環境中對心理的考驗。

  模擬萬米深海壓強球殼完成壓力試驗

  載人潛水器最重要的功能就是帶著人員下潛到深海,在世界最深處的萬米馬里亞納海溝,潛航員和科學家乘坐的艙室要經受巨大的水壓,為了驗證其安全性,必須進行模擬深海環境的試驗。

  這個高4米、內徑2米8的大型裝置就是模擬萬米深海環境的壓力桶。

  全海深載人潛水器副總設計師雷家峰:球殼要放在這個壓力桶里面,往壓力桶打水,通過這一套裝置,讓這個壓力實現達到萬米的壓力,這樣來檢驗這個球殼在這個壓力下的表現和質量。

  水下壓強隨著深度增大,達到一萬米的海底后,潛水器球殼承受的壓力相當于將一輛轎車的重量,壓在小拇指的指甲蓋上。

  全海深載人潛水器總設計師葉聰:在這樣一個壓力環境下,這個球殼的話別看它的壁厚很厚,但是也會收縮變形,我們通過實驗也發現了整個變形它是彈性的,說明了這個潛器球殼的安全。

  經過一周的反復打壓試驗,載人球殼經受住了萬米深海壓強的測試,且最終試驗結果比真實下潛時還要更深。不僅如此,通過這次試驗,球殼還模擬了下潛速度、海底停留時間等,為潛水器后續總裝和海試打下基礎。

  深海全覆蓋中國制造“鈦”厲害

  載人球殼使用的鈦合金材料之前一直被廣泛適用于航空航天領域,科研人員發現,鈦合金用于深海裝備更為理想,擁有諸多優越性和獨特性。

  首先,鈦具有強大的防腐功能,幾乎不腐蝕的特性大大提高鈦合金載人球艙的耐用性。

  全海深載人潛水器副總設計師雷家峰:鈦合金材料,又稱為海洋金屬,最主要是它耐海水腐蝕,它在海水里放下去就沒有腐蝕跡象,經過幾十年甚至十幾年,二十幾年。

  這兩個金屬塊,是載人球艙在焊接前練手用的試板。無論是材料和厚度都和球艙一樣的,可以直觀地感受一下有多厚,還有個必須展示的,就是這片金屬,這是載人球艙焊接熔化之后形成的飛濺,是個小廢片。

  這么薄的金屬,按理說應該很脆,但是非常有韌性!這一厚一薄,可見載人球艙材料的厲害。

  另外,要克服深海壓強,鈦合金不僅強度高而且具有彈性,可以在下潛和上浮的過程中,保持硬度不變形。

  載人球殼極限設計極限制造

  目前正在建造的萬米載人潛水器,具備覆蓋全球海洋100%海域的作業能力,尤其是載人球殼,作為潛水器的主結構之一,可以說是極限設計極限制造。

  全海深載人潛水器副總設計師雷家峰:我們知道這個深度啊,是地球上最深的一個海溝的深度了,達到一個極限的深度,實際上也為適合極限的深度進行了極限設計,制造過程也可以說是一個極限制造。

  據了解,萬米載人潛水器用于執行水下考察、海底勘探、海底開發等任務,在不久的將來,科學家將乘坐它探索深海未知世界。

  全新改造科學保障船完成總段吊裝

  載人潛水器是無法自己抵達馬溝并進行下潛的,必須搭載在母船上,據了解,萬米載人潛水器將配有一艘母船以及一艘科學保障船,目前,這艘專門為萬米潛水器配備的保障船正在進行改造,剛剛完成總段吊裝。

  為萬米潛水器全新改造的科學保障船在福建馬尾船廠完成總段吊裝。總段包括科學家房間、潛航員房間、實驗室、潛水器車間等等,重達286噸。在現場,吊裝過程就像“搭積木”。

  總段在陸地,船停靠在碼頭,全程使用龍門吊進行吊裝,耗時2小時,原本只有甲板的船體“裝”上了總段,才有了我們熟悉的船的模樣。看似簡單的過程其實要考慮諸多安全因素,潮汐就是其中之一。

  萬米深潛船改項目負責人唐古拉山:潮汐會關系到這個船舶的吃水,就是我們這個碼頭的吃水要趕在一個非常高的高潮進來。如果太淺了,船舶可能會托底,所以我們要趕到一個高潮,在高潮的時候,天氣不一定很好,但巧的是今天在高潮的位置今天也非常好。所以給我們的這個整個安裝、安全帶來了很大的便利。

  福建馬尾造船有限公司董事長黃如堂:這條船有個全方位衛星定位DPR系統,在這樣的船舶上,對深海科考起了比較大的作用。

  作為潛水器在海上的“家”,科學保障船要把潛水器、科考人員、科研設備運到馬里亞納海溝所在的海域,另外,它也是一艘幫助潛器以及其他大型設備下潛和回收的科考船。同時,這艘船還是大洋上的“深海實驗室”,潛水器從萬米深海采集的生物樣品通過它再運回國內。

[ 責任編輯: 衣巖偉 ]
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