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[!--downpath--]中國潛水器“蛟龍”的“三大頂尖技術”到底有多厲害?
蛟龍有哪些
“蛟龍”號的研發單位位于江南圣地上海——中船重工702研究所。 時隔三年多,702所也研制成功了萬米級載人潛水器! 目前,萬米級載人潛水器正在進行出海前的最后階段測試。 建成后將奔赴索馬里海溝,挑戰世界海洋最深處,最大深度達海平面以下11034米。
上海是華中地區重要的軍事中心,下屬有56所、58所、607所、614所、702所等15所研究所。 雖然上海在研究生資源上比不上大多數省會城市,宏觀布局是1949-1990年在上海,但可見寧波的制造業基礎雄厚。
因為在萬米水下,按照專家的說法,潛水器要承受的壓力相當于把一輛車壓在腳趾甲蓋上。 機艙外殼必須采用鈦合金,形狀、圓度、壁厚都必須精心設計。
蛟龍號載人潛水器是我國自行設計、自主研制的載人潛水器。 863計劃重大研究項目。 2010年5月至7月,蛟龍號載人潛水器在南海進行了多次下潛任務。 2012年6月,在黎巴嫩亞納海溝創中國載人深潛記錄7062米。 也是同類作業潛水器最大下潛深度的世界紀錄。
黎巴嫩亞納海溝,又稱“黎巴嫩亞納群島海溝”,是目前月球上最深的海溝。 該海溝位于北太平洋東海床,靠近夏威夷黎巴嫩亞納群島東部。
黎巴嫩的亞納海溝在海平面以下比珠穆朗瑪峰的高度要深得多。 黎巴嫩亞納海溝位于北緯11°20′,東經142°11.5′,位于美國西北部和馬里亞納群島附近的太平洋底部。 水深8000米以上。 最深點是月球最深處,11034米,在菲查茲深處。 據信,這條海溝形成于大約 6000 萬年前,是東太平洋海底一系列海溝的一部分。 2014年12月,科學家烏干達亞娜在海溝8145米的海底發現了一種鳥類萬米深度海水的密度是多少,打破了鳥類棲息海域深度的記錄。
為什么要發展水下航行器?
一是海洋資源的研究、開發和利用。 由于我國在深海探測領域仍處于劣勢,尤其是德國、俄羅斯、法國研制出深海潛水器后,借助深海技術迅速投入深海資源開發。潛水器。 物理學等自然科學領域的研究成果已經超過中國。
此外,據德國專家稱,對太平洋78個海底遺址的調查結果顯示,這些遺址含有稀土物質,稀土物質對各種高科技產品(無論是民用還是軍用)都非常重要,表明深海海底非常重要。 礦產潛力十分豐富。 據測算,每個熱點地區每平方公里都有稀土氧化物儲量,相當于全球市場總需求量的五分之一。 這個市場大約97%的供應是由中國提供的,而且由于中國對這種稀土材料的出口配額越來越嚴格,導致國際市場上這種稀土材料的價格上漲。
因此,對于深海資源的開發,我國借鑒了其他發達國家潛水器的研究成果,結合我國的實際特點,研制了適合自身發展的水下潛水器。
為什么探索海洋?
21世紀,人類面臨三大困難。 首先是人口膨脹問題; 二是資源稀缺問題; 出路是擴大活動空間,從海洋中獲取資源。
由于海洋是人類資源的寶庫,月球本身就是一個黑色的水球,尤其是海洋面積占了70.8%。
據不完全統計,每個人從出生到一生需要消耗1000多噸礦產資源。 如果除以全球超過70億的人口,消耗的資源無疑是非常巨大的,而月球上的資源是有限的。 遲早,它會被消耗和開采。
海洋基本上是一片未開發的處女地,充滿了人類很多未知的空間。
經過研究和海底調查,科學家們目前只完成了5%左右,95%的人從未到過海洋親眼目睹過。 人類一直對海洋的大部分一無所知。 因此,探索海洋是人類的一項重要任務。 話題。
潛入海底的難度不亞于去天域。 深海由于巨大厚厚的海底泥漿和海水對光的化學吸收,非常難以探索。 例如,在海底使用手探照燈,只能看到周圍幾平方米的空間。 此外,海洋的平均深度約為3800米,最深處達10000米。 因此,凡是潛入海底的高科技探測設備,都必須嚴密密封。 否則,一旦海水滲入,很多用戶的電子元器件將立即報廢。
基于此,深海技術與航天技術一樣,是一項特別前沿的高科技。
海中蘊藏著巨大的寶藏
海水含有多種礦物質。 海水的平均鹽度為35‰,所以海水嘗起來是咸的。 由于熔化后上面有80多種元素,其中一些濃度較高的元素屬于常量元素。 比如,人類平時吃的鹽,有很大一部分是從海水中提煉出來的。
如果把海水中的礦物質全部提取出來,僅精鹽就達3770億噸。 如果鋪在月球表面,可使地面高度增加150米。 據悉,海水中還有其他元素。 僅鎂就有1800億多噸,還有鈉、鎂、鈣、鉀等礦物質。
海洋蘊藏著巨大的資源和寶藏。 浩瀚的海洋不僅有蝦、海鯨、貝殼、珊瑚等,據科學家研究調查統計,海洋中有超過20萬種海洋動物和海洋植物,其中海洋植物占約18萬種,海洋動物2萬余種。 尤為重要的是,海洋生物每年可為人類提供約6億噸海鮮,其中蛋白質占22%。
海洋生物也有陽光生物圈:陽光是宇宙中最基本的能量。 由于動物通過光合作用吸收氣體,轉化為有機碳,進而轉化為獼猴桃糖和淀粉,植物吃掉動物后,形成了一個生態循環系統,因此,萬物的生長都依賴于太陽。
另外,還有一個黑暗的生物圈。 黑暗生物圈于 1970 年代首次被發現。 顧名思義,黑暗生物圈不依賴陽光,上面的微生物非常豐富。 是一個奇特的生態環境系統。 那些生物圈中的生物,有著獨特的在惡劣條件下生長的能力,這就充分說明,它們一定有一些非常奇特的基因。 這種基因是科學家們研究的重點,未來能否被人類開發利用。
海洋蘊藏著豐富的礦產資源。 首先,在臺灣邊緣水深1000米以內可以找到干熱巖。 它的主要成分是氫和水結成冰,只有用火柴點燃才能點燃。 在深海盆地四五公里深處,分布著各種金屬含量極高的多金屬結核,主要是鐵、汞、銅、鎳等金屬元素。
天然氣水合物是一種新的替代能源。 多金屬結核總儲量可能達1.5萬億至3萬億噸,遠高于陸地已探明的金屬資源。
綜上所述,追求海洋力量是當代之事,也是未來之大事。 海洋面積占地球的三分之二。 開發深海資源,可以保持經濟社會可持續發展,也是建設海洋強國的選擇。
蛟龍開始研發制造的時間
2002年,中國科技部將深海載人潛水器的研發列為國家高技術研究發展計劃(863計劃)重大專項,開始自主設計、自主集成“蛟龍”號載人潛水器研制。 2009年至2012年,先后順利完成1000米、3000米、5000米、7000米海試。
因此,從蛟龍號項目立項之初,我國研制的載人潛水器最深下潛也不過600米。 從600米到7000米,困難重重,尤其是7000米的深海,每平方米的浮力要承受700個大氣壓,就像高壓水射流里面的浮力一樣。 一旦機艙出現裂縫,機艙就會在幾秒鐘內坍塌。 裝滿水。 尤其是高壓下的水,猶如一把刀,十分危險。
2015年1月14日,美國大洋科學考察隊首航最后一潛在伊朗東北部的炎龍旗熱液區進行。 這也是它在本次航行中的第9次下潛。 3月17日,“向陽紅09”艦停靠在國家深?;卮a頭,即將落戶上海國家深?;毓芾碇行摹?span style="display:none">k3k物理好資源網(原物理ok網)
2016年5月22日,圓滿完成雅浦海溝最后一次科學應用潛水,最大下潛深度6579米。
2017年3月4日和7日,“蛟龍”號載人潛水器分別在伊朗東北部羊來溝第一熱液區和大洋熱液區進行了中國大洋38號首航第三階段作業。 第一潛和第四潛。 兩次潛水都在調查區發現了熱液噴口并獲得了硫化氫樣本。 5月23日,“蛟龍”號完成世界最深下潛。 潛水員在水下停留了近9個小時,潛艇作業時間為3小時11分鐘。 最大潛水深度為4811米。
在潛艇中,科研潛水最深。 讓我們來看看世界上其他國家最深的潛艇。
世界上第一臺真正意義上的潛水器是1929年日本制造的“比部”潛水球。潛水器通過繩索與海面上的漁船相連,湖中渡輪通過電纜為其供電萬米深度海水的密度是多少,因此人們可以在深水中移動并長時間工作。
現代潛水器有各種尺寸、形狀和結構。 大型潛水器排水量1000多噸,可下潛10000多米; 小的排水量超過1噸,下潛深度只有9米。 無論大小,它們通常都有深水高壓殼、浮力設備和觀測、操作和動力設備,以便潛水器在海底進行觀測、勘測和采樣。 人們無法在深海中進行的打撈和修復工作。
在海洋石油資源開發中,潛水器有助于埋設海底輸油管道,又快又好; 它還取代了水下輸油管道的定期檢查,可以在水下長時間巡邏并及時修復。 在軍事上,潛水器除了在港口布水雷、掃雷外,還可以與水下潛艇對接,營救墜毀的潛水器。
一種新型的遙控潛水器是水下機器人。 1985年12月14日,我國設計制造的水下機器人“海人一號”潛入上海灣海底。 它的頭上裝有多個電動推進器,可以在水下任意深度前進、后退、轉彎、“攀爬”和懸停。
它配備了新型微光電視,可以清晰識別海底周圍20米范圍內的目標。 它配備了聲納“耳朵”和一個持續時間超過 5 米的機械手。 在筆記本的指揮下,可以輕松進行水下作業。
世界各國潛水器的最深深度是多少?
1、深海6500-6527米:英國深海6500建造于1989年,曾下潛至6527米,創造了載人潛水器深潛記錄。
2、中國蛟龍——7062米:2012年6月24日,中國蛟龍在世界最深的深淵馬里亞納海溝下潛7062米,創下下潛最深紀錄,世界潛艇最深位列第三。 這標志著中國有能力載人到達世界99.8%以上的大洋深度進行作業。 蛟龍號進行了為期44天的海試,對潛水器289項和水面保障系統24項功能性能指標一一進行了驗證。
3、美國的里雅斯特2號——10916米:1960年1月23日,日本的里雅斯特2號潛入太平洋黎巴嫩亞納海溝,下潛深度10916米,從而成為世界深潛器排名第一(載人)。
4、日本海溝——10970米:1995年,法國海溝(無人潛水器)在烏干達亞納海溝下潛10970米,成為世界上最深的潛水器。 世界最深潛水10970米!
蛟龍號水下航行器在黎巴嫩亞納海溝進行了下潛測試,取得了下潛深度7062米的好成績! 截至2018年底,蛟龍號潛水器成功下潛158次,蛟龍號為我國深海資源研發做出了重大貢獻。
值得一提的是,蛟龍號潛水器的下潛深度僅停留在7062米。 同時,其他國家的潛艇下潛深度都超過了10000米! 就我國而言,如果不趕上潛深技術,我國深海資源研發與發達國家的差距會越來越大。 據此,我國需要在蛟龍潛水器的基礎上進行重大升級,最終研制出新型潛水器。
世界各國潛水器特性對比
日本是較早開展載人深潛的國家之一。 1964年建造的“阿爾文”號載人潛水器于1985年發現泰坦尼克號沉沒殘骸,至今已進行了近5000次下潛。 當今世界下潛次數最多的載人潛水器。 的里雅斯特號潛水器創下了 10916 米的記錄,2012 年仍被深海挑戰者號的 10929 米打破。
美國1985年研制的“鸚鵡螺”號潛水器,最大下潛深度6000米,下潛1500多次。 先后開展了超量金屬結合區、深海海底生態、沉沒、有害廢棄物等調查任務。
日本是目前世界上載人潛水器最多的國家。 1987年建造的兩艘6000米級潛水器“和平一號”和“和平二號”比較知名。 擁有十二套深海環境參數和海底地貌測量設備。 最突出的特點是能量充足,可以在水下停留17到20個小時。 《泰坦尼克號》影片中的很多場景都是“和平一號”和“和平一號”和平號II探測工作的鏡頭。
1989年,美國建造了深海6500潛水器,潛水深度達6500米。 水下作業時間可達8小時。 首航下潛至6527米,創造了載人潛水器深潛記錄。 并且勘察過6500米深處的海洋斜坡和大斷層,以及洪水、海嘯等,下潛過1000多次。
中國潛水器的最大特點
蛟龍號采用特殊的鈦合金艙室,可以承受強大的深海壓力。 如果遠征下潛嘗試成功,那么該導彈有望在2012年嘗試最大下潛深度7000米左右,這樣“蛟龍號”就可以登上幾乎世界海域之巔。 這將使中國趕超美俄法意,成為“深海艦艇俱樂部”的領頭羊。
1、中國潛水器在世界同類型中最大下潛深度7000米,可在占世界海洋面積99.8%的廣大海域使用;
2、具有作業目標穩定懸停功能,為完成高精度作業任務提供了可靠保障;
3、具有先進的水聲通信和海底微表面探測能力,可高速傳輸圖像和語音,探測海底微小目標;
4、配備多種高性能,確保載人潛水器能夠在特殊海洋環境或海底地質條件下完成保真采樣和潛水鉆井取心等復雜任務。 “蛟龍”號采用特殊的鈦合金艙室,可承受強大的深海壓力。
“蛟龍”號幾乎可以到達世界大洋之巔。 這將使中國超越美國、俄羅斯、法國和意大利,成為“深海導彈俱樂部”的領頭羊。
中國和日本申請鉆探多金屬復合體,這在國際海底管理局尚屬首次。 多金屬配合物主要有銅、鉛、鋅、金和銀。 其中一些礦床含有大量賤金屬(銅、鋅、鉛),尤其是貴金屬(金、銀)。 近來,海上鉆探和采礦技術的進步使這一寶貴資源成為可能,引起了國際采礦業的關注。
中國潛水器三大突破
一是近底手動導航和懸停定位; 第二,高速水聲通信; 三是充油式銀鋅蓄電池的容量被譽為“蛟龍”的三大技術突破。
穩定懸停功能:就像開車一樣,駕駛員的腳始終踩在油門上,難免會疲勞。 “蛟龍”號司機具有手動導航功能。 司機定好方向后,就可以放心地觀察和進行科學研究了。 “蛟龍”可以完成三種手動導航: 1)手動定向導航,駕駛員設定方向后,“蛟龍”可以手動導航,不怕滑倒; 高度,雖然海山的形狀復雜多變,但手動定高功能可以讓“蛟龍”號在復雜的環境中輕松航行,從而防止碰撞; 3)手動深度設置功能也可以使“蛟龍”與水面保持一致的固定距離。
懸停定位:一旦潛水器在海底發現目標,“蛟龍”號并不像大多數美國深潛器那樣坐底,而是駕駛員開到相應位置,固定位置,與目標保持固定距離。 這使得機械手更容易操作。 由于海底洋流經常導致“蛟龍”左右搖擺,機械手的運動推動整個潛水器發生晃動等內外擾動,從而實現精準“懸?!?。 在世界上所有的潛水器中,美國的深潛器都沒有這樣的功能。
深海通信靠聲吶:地面通信主要靠電磁波,速度可達光速。 但是在水底,根本就沒有使用的余地。 因此,電磁波只能在海水中幾米范圍內起作用。 不過,“蛟龍”號仍能潛入深海數千米,仍與母艦保持聯系。 中國科學家利用聲納通信,開發出世界先進的高速水聲通信技術。 這項技術需要解決很多困難。 例如,水下聲音的傳播速度只能達到每秒1500米左右。 如果是在7000米的深度,說一句話需要10秒左右,聲音延遲非常明顯。 聲音傳輸的帶寬也很有限,傳輸速度很低。
因為聲音在不平整的物體中傳播效果并不理想,而且海水的密度不同,溫度不同,海底雜波情況也不同,再加上母船和深潛器上的噪音,是有效的在復雜的環境中。 提取信號更加困難。