奋斗者号载人潜水艇技术难点 关于奋斗者号载人潜水器我的感想

2024-11-10 09:54 - 立有生活网

奋斗者号是靠什么抗压的?

奋斗者号抗压材料是自主研制的新型钛合金,强度高、韧性好,可以容纳最多3名乘客安全地在海底进行科考任务。

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奋斗者号载人潜水艇技术难点 关于奋斗者号载人潜水器我的感想


奋斗者号是研发的万米载人潜水器,于2016年立项,由蛟龙号、深海勇士号载人潜水器的研发力量为主的科研团队承担。2020年6月19日,万米载人潜水器正式命名为奋斗者号。

名字由来

2020年4月22日,万米载人潜水器征名活动正式推出。活动一经推出后,网络上掀起一波“起名才艺拼”。在收到了近十万网友的命名并经过激烈的辩论后,征名活动十强名单出炉。再经由专项总体专家组、业主单位、科研团队代表组成的评议组评议。

2020年6月19日,万米载人潜水器正式命名为奋斗者号。“奋斗者号”符合时代精神,充分反映了当代科技工作者接续奋斗、勇攀高峰的精神风貌,符合载人深潜团队“最美奋斗者”的形象,因此在征集的十个名单中选择“奋斗者号”作为全海深载人潜水器的名称。

奋斗者号顺利突破万米,深潜器如何潜入深海

最近我们的奋斗者号深潜器顺利坐底马里亚纳海沟,潜水深度突破万米。虽然潜水的地点还处于地球之上,但到达这么深海底人类的数目还没有到达月球的人类数目多,可见难度还是很大的。那么深潜器是如何潜入这么深的海底的呢?

潜艇是中的利器,可以航行于海面之上,也可以潜行于海底之下。那么潜水艇是如何实现上浮与下沉的呢?

潜艇中有几个空气舱室,当需要下潜时,打开空气舱室灌入海水,潜艇整体密度大于海水,潜艇就能下潜;当潜艇需要上浮时,就往空气舱室打入空气,空气密度小,潜艇整体的密度就小于海水,潜艇就能上浮。

深潜器也是使用这种方法吗?不是的,海水越深,海水的压力越大,潜艇一般最多在300m左右的海深活动,这里的海水压力大概在30个大气压左右。如果需要上浮将空气舱室的海水排出,打入空气舱室的空气压力就需要有30个大气压,现有设备可以做到。但是到万米深度,海水压力在1000个大气压了,没有小型化的设备能将空气加压到这么高压力,也就无法用这种方式排出海水,让潜艇上浮了。

那深潜器是如何下潜上浮的呢?

深潜器使用的一次性手段,深潜器通过电磁铁吸附了大铁块,还有一部分铁砂放置在一个容器之中。这些总质量加起来之后使得深潜器的密度大于水,深潜器得以不断地下沉。

深潜器可以通过控制倾倒容器中铁砂来控制深潜器下沉的速度,当深潜器下沉到处,需要上浮时,断开电磁铁的电,可以马上抛掉电磁铁吸附的铁块,深潜器可以快速上浮。使用电磁铁还有一个好处,那就是当深潜器遇到紧急情况,系统断电时,不需要任何作,电磁铁因为断电会自动抛掉铁块,从而让深潜器快速上浮。

深潜器外观看起来像是一条长长的鱼,但深潜器的核心其实是一个圆球。因为人需要生存在1个大气压下,所以核心圆球中也只有一个大气压,这个圆球承受了巨大的压力。

圆球使用钛合金制作,奋斗者号的前辈蛟龙号的圆球是国内设计,制作的,到现在奋斗者号,圆球的设计制造都是我们,这一切都体现了我们越来越先进的 科技 技术。

“奋斗号”大洋深处下潜万米,有哪些科技力量在支撑?

在航天领域蒸蒸日上的同时,咱们也在万里海底“闷声干大事”,这不近日就有媒体称,“ 探索 一号”科考船携带着“奋斗号”载人潜水器历时53天,完成了2021年度第二航段的常规科考应用任务。

值得一提的是,此次“奋斗号”载人潜水器取得的成果是巨大的,因为在这53天的时间里,“奋斗者”号一共下潜了23次,显而易见,能够连续海上作业已经是重大突破, 在下潜中先后有6次达到万米级深度更是罕见。但是呢,“奋斗号”载人潜水器却做到了,这无疑是在向世界证明一件事:我国深海潜水器已经具备高频次连续深海作业的能力。

大家都知道,海底的世界对于外界来说是极其神秘的存在,因为自古以来没有人真正能够下潜至海底,毕竟来自深海的压力光是靠人体是完全扛不住的。所以呢,为了能够很好的对海洋进行 探索 ,深海潜水器的存在就显得很有必要了。至于“奋斗者”号在马里亚纳海沟深潜10900米,更是展现了咱们国产深海潜水器的不断超越,毕竟去年咱们达到了万米级深潜,今年就在万米级深潜进行了高频次作业,显而易见,这意味着我国在大深度载人深潜领域达到了世界水平。

需要知道的是,仅仅是今年这一年的时间,“奋斗号”就完成了51次下潜。与此同时,“奋斗号”的航段首席科学家也表示,“奋斗号”潜水器已经建立了5天3潜的高效下潜模式,其布放回收适应海况的范围也得以扩展,而这些取得的进步会促使“奋斗者”号未来带着更多的科学家下潜到世界最深处。顺便一提,我国万米深潜次数和人数是居于世界首位的。

那么,“奋斗号”深海潜水器到底凭借了什么,才能够如此持续稳定的进行深海潜水的任务呢?在阿木看来,要想回答这个问题,咱们就必须看看其背后的 科技 力量。

整体来看的话,“奋斗号”潜水器的研制更像是咱们在深海 探索 领域的“集大成者”,至于为何如此,是因为研发“奋斗号”的科研团体,同时也研制了“蛟龙号”、“深海勇士号”。所以呢,研制相较而言比较晚的“奋斗者”号,不仅是全球可同时容纳3人潜水器,还理所应当地结合了上述两个潜水器安全稳定、动力强劲的系统以及自己更先进的控制系统、定位系统。

那么,“奋斗号”实现万米深潜的背后,到底都有些什么样的 科技 支撑呢?其实呢,咱们可以从材料、声学换能器、深海机械手这几个方面来看。首先咱们先来说说材料,大家都知道深海的压力是非常巨大的,毫不夸张地说,如果是在万米海底,每平方米的压力就有不多1.1万吨。所以怎样的材料能够使得“奋斗号”潜水器能够在万米海底顶住压力从而保护潜航员的安全,是“奋斗号”在研制时的需要解决的个问题。

功夫不负有心人,中科院金属研究所的研究人员最终研究出来的新型钛合金满足了高强度、高韧性的特性。不过载人舱材料达标后,如何焊接又成了新的难题,因为焊缝位置的韧性是否满足要求,对于深潜万米至关重要,也正由此咱们的研究人员采用了三种焊接方案,在尝试失败和时间紧迫的双重压力下,最终还是找到了最为合适的焊接方法。

其次呢,咱们来说说其使用声学换能器。这样一个装置也是非常必要的,之所以这样说,是因为“奋斗者”号潜入深海后,需要及时向“ 探索 一号”实时传输数据、、文字、语音等信息。所以呢,为了能够实现二者间的实时传输,咱们科研人员研发出了水声通信系统。而支撑该系统的关键材料,就是声学换能器。

呢,咱们来说说其携带的深海机械臂。其实呢,这和空间站使用的机械臂作用一样,只不过这里在进行深海作业,就比如说对海底生物、海底沉积物、岩石的采样以及布放和回收科等等。值得一提的是,”奋斗号所拥有的深海机械臂属于液压机械手,持重能力超过了60公斤,而这不仅代表着我国运用液压机械手开展万米作业的空白被填补,还意味着我国万米密封技术、超高压油液环境驱动与控制等技术实现了突破。

当然了,除了上面所提到的先进技术外,为了保证“奋斗号”在上浮或者是下潜状态时的安全,其使用的浮力材料以及无动力上浮技术也是冲破西方技术封锁的存在。也正是因为这些科研人员的坚持,我们才会自主实现多项技术的突破,才能拥有完全国产的深海潜水。

由此我们可以窥见,不论历经多少艰苦,核心技术掌握在自己手里才是最关键的。当然了,从浩瀚宇宙到万里深海, 科技 的力量一次又一次的成为世界瞩目般的存在,而“上可九天揽月,下可五洋捉鳖”也不再是浮于纸面的豪情壮语,因为它们正在一步一步被实现。

"奋斗者"号坐底10909米,对海洋探索有何实际意义?

11月10日,“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米。据悉,目前大部分海洋都没有被探明,而奋斗者号所到达的深度超过了大部分海域,这将对未来探明海底资源有着较大作用。

奋斗者号成功潜入海底10909米,对未来的海洋开发可谓意义重大,随着时间的推移,陆地上可开发的资源越来越少,而全球如今正处于人口增长大爆发的时代,陆上资源终究会有枯竭的那一天,而占据全球大部分面积的海洋,则拥有比陆地更为丰富的资源,石油,煤炭等资源,为了人类未来的发展,开发海洋资源势在必行,但要开发海洋资源可不容易。

人类目前探明的海底5%左右,大部分区域都还没有被探索过,主要的原因就是大洋海底非常深,同时巨量的海底气压也是大部分设备所无法承受的,这也就使得人类探索海洋的效率非常低,在奋斗者号之前,美日英等国都对海底进行过探索,其中美国的的里雅斯特号曾下潜到了101米,创造了世界潜水深度记录,日本的深海潜水器也曾下潜到10898米。

与美日的深海潜水器相比,奋斗者号在下潜深度上虽然没有实现质的飞跃,但却创造了更为有利的记录,美日的潜航器虽然都下潜到了一万多米的深度,但由于科技限制,只能进行简单的上下潜水工作,能够做出的贡献无非是刷新一下潜水深度,探明一些海底物质,而奋斗者号不仅能潜到一万多米,同时还能进行较长时间的系统性作业,这才是真正能对海洋开发起到作用的进步。

扩展资料

“奋斗者”号

“奋斗者”号是“十三五”重点研发中深海关键技术与装备专项支持的深海重大科技装备,船舶第702研究所作为全海深载人潜水器的总体单位。该项目2016年正式立项,主要以“蛟龙”号、“深海勇士”号载人潜水器的科研团队为主,承担了研发任务。

“奋斗者”号载人潜水器,融合了之前两代深潜装备的优良血统,不仅采用了安全稳定、动力强劲的能源系统,还拥有更加先进的控制系统和定位系统,以及更加耐压的载人球舱和浮力材料。

4年来,“奋斗者”号科研团队经过方案设计、初步设计和详细设计,攻克了一系列技术难题,今年2月按完成了总装和陆上联调,3月开展水池试验。在水池试验过程中,总共完成了包括全流程考核,多名潜航员承担水池下潜培训等25项测试任务。

奋斗者号载人潜水器研制和海试成功!这背后有什么故事?

在背后有研制者苦心钻研,一生奉献而不为世人所知的故事。他们夜以继日的工作,为的是使祖国更加强大。

为了万米深潜,克服水下强压,对材料的选取以及焊接的技术,都慎重考虑,一步一步,不断攻克难关。

奋斗者号载人潜水器研制和海试成功,这背后是无数科研人员日日夜夜的不断钻研不断努力创新的结果,他们为了这项成果已经努力过无数个日夜,十分的辛苦,但是他们还是坚持了下来。

看这个载人潜水器的名字就可以知道,这个潜水器成功的背后,是一个个的汗水,没有他们的奋斗,就不会有奋斗者号。

这背后是很多人们的努力所成就的,并且人们在这方面也耗费了很多的人力物力和财力,特别的不容易,而且在研发的过程中也遇到了很多的挫折和坎坷,但是他们没有放弃,而是坚持不懈,最终取得了成功。

载人深潜器如何在深海沉浮?海洋活化石所给予的启示

看过科幻《海底两万里》的小伙伴们一定知道,神秘的鹦鹉螺号潜艇可以在深海任意穿梭,来无影去无踪。载人潜水器也可以下潜到深海,但载人潜水器是如何在深海中上下浮沉的,你知道吗?

给潜水器穿上“救生衣”

载人潜水器是装有螺旋桨推进器,大家可能会认为:载人潜水器是不是靠螺旋桨实现上浮下沉的呢?如果载人潜水器依靠螺旋桨推进器上浮的话,不但对动力系统的要求非常高,对螺旋桨的性能要求也非常高。一旦断电断油,没有了动力,螺旋桨就不能转动。如果螺旋桨出现故障、损坏,也会失去动力,潜水器就面临无法上浮的问题,里面的就会有危险。其实呢,载人潜水器在完成深海任务后,单凭浮力外壳的自身浮力就可以上浮返航。螺旋桨推进器只是处于待命状态,万一出现险情时,比如供氧系统故障,需要急速返航时,螺旋桨推进器才会启动旋转,保证潜水器快速安全返回海面。

浮力外壳的使用已经有很长一段时间了。早在20世纪,的的里雅斯特潜水器的浮力外壳竟然是一艘巨大的“飞艇”,球形载人舱就挂在“飞艇”下面。经过几十年的技术改进,我国的蛟龙号、深海勇士号,以及最新研制的奋斗者号载人潜水器,都使用十分轻便的浮力外壳。浮力外壳包裹在球形载人舱外,就像给潜水器穿了一件救生衣。

那么如果潜水器需要停留在一定深度的海水里开展工作,怎么办?完全依靠外壳浮力的话,潜水器很难实现稳定的悬停。潜水器要下沉又该怎么办?别急,潜水器还有“秘密武器”。它就藏在潜水器的肚子里,而且和一种海螺有关。

海洋活化石

你可能猜到了,这种海螺就是鹦鹉螺。在5亿多年前的地球上,鹦鹉螺就生活在海洋里了,不过那时的鹦鹉螺可以用“巨大”来形容。到底有多大呢?

考古学家研究发现,的鹦鹉螺化石长达10米,不多有一个小型摩天轮那么大!随着时间的推移,恐龙遭遇了灭顶之灾,而鹦鹉螺却生存了下来,只是体形不再庞大。现存的鹦鹉螺,也不过长20厘米左右。

鹦鹉螺是真正的海洋活化石,很多都将其列为濒危保护动物。除了《海底两万里》里的鹦鹉螺号潜艇以外,现实中,美国的艘也叫鹦鹉螺号,法国的深海潜水器也一般叫鹦鹉螺号。你可能会有疑问:深海里有那么多动物,为什么潜艇和潜水器都热衷于用鹦鹉螺命名呢?这其中一定有什么关系。

鹦鹉螺给人的启示

鹦鹉螺大多生活在热带海洋中,平时喜欢待在海底的珊瑚礁和岩石上,日落后才出来活动。普通的海螺只能在海底爬行,而鹦鹉螺却可以在海水中游动,灵活得像一只开着房车的章鱼!

科学家研究了鹦鹉螺的“房车”后发现,里面由“隔板”分成了几十个“房间”。其中最外层的“房间”,是鹦鹉螺柔软的身体所在的起居室。里面的其余“房间”都是空的,它们被称为气室,由一根气管连通。鹦鹉螺需要上浮时,就把气室里的水排出,需要下沉时就往气室里注水。

现在你明白了吧!科学家就是受此启发,现代潜艇和深海潜水器都是利用这个原理实现了灵活的上下浮沉,所以才用“鹦鹉螺”的名字命名作为纪念。

,我们来揭晓,潜水器肚子里的“秘密武器”就是一套类似鹦鹉螺的浮力系统,由压载水舱和高压气罐组成。要上浮时,高压气体注入水舱,把水舱里的水排出,减小了潜水器的重量,潜水器就会上浮;要下沉时,海水灌入水舱,增加了潜水器的重量,潜水器就会下沉。

大自然给了人类很多启示,未来,人类还会受到大自然更多的启发,发明出更加先进的潜水器,潜入深邃的海洋深渊,那时的海洋或许将不再神秘……

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