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插图 苏盼盼 |
在我国载人潜水器的行列中,“奋斗者”号是排头兵,是我国载人深潜二十年来的发展结晶。从“蛟龙”号、“深海勇士”号到“奋斗者”号,我国从零开始,攻克一个又一个难关,最终成功建造核心部件国产化率超过96.5%的“奋斗者”号!2020年11月10日,“奋斗者”号刷新了中国载人深潜纪录,在马里亚纳海沟坐底深度达到了10909米。
绿白色的“奋斗者”号外形敦实,像头抹香鲸,三个观察窗就像三只眼睛,随时注意窗外的动静。“奋斗者”号要保证载客量,载人舱不能小;但为了潜水更深,潜水器自身的负重要小,球舱要轻。不过如此矛盾的问题难不倒我国科学家,他们进行了上千次测试,不断优化,首次提出并使用增强增韧合金的设计方案,抗击下潜时潜水器的保载疲劳。还发明了高强度高韧性的钛合金新材料,这种材料具有良好的热加工成形以及焊接成形工艺性能,建成国际上第一个可容纳3人的深海潜水器球舱。“奋斗者”号的载人球舱最终直径为1.8米,是目前世界上最大、搭载人数最多的潜水器载人舱球壳。
“奋斗者”号做一次万米深潜来回需耗费14个小时,在海底持续作业时间可达6小时以上。在万米深渊的高压之下,除了潜水器的材料质量过硬,还要使用能够有效避免因温度过高而引发自燃隐患的电池系统。“奋斗者”号用一百多块单体锂电池组成了潜水器的能量包。它们经历了多次抗打击训练,经受得住撞击、针刺、海水浸泡、短路、过充、过放等意外情况,保证使用的安全可靠。光有能量包还不行,电池在使用过程中还需要散热。散热使用的是填充模块间隙的油。当其中某个电池温度升高,热量首先会传递给周围的油,这些油再通过电池的箱体将热量传递给外部的海水,达到降温散热的作用。
“奋斗者”号使用的固体浮力材料是成千上万个纳米级大小的玻璃微珠。这些玻璃珠子兼具密度小和抗压强度高两个相对立的特性,是潜水器获取水下净浮“奋斗者”号力、实现无动力上浮和悬浮定位的核心结构部件,不仅在提高装备载荷、减小外形尺寸上发挥重要作用,还能有效保障系统结构在深海高压环境下的稳定性。