国内方面,在2002年,国家科技部把大深度载人潜水器的研发列入国家高新技术研究发展计划重大专题项目,启动了“蛟龙号”(图1-2)载人潜水器自主设计、独立集成的研发工作。2012年7月,在马里亚纳海沟,“蛟龙号”载人潜水器创造了下潜7062米的中国载人深潜记录,也是世界同类型潜水器下潜记录最大的。中国万米级载人深渊器“彩虹鱼”(图1-3)项目已经启动。国外方面,美国是最早展开载人深潜活动的国家之一,其中最著名的是Alvin(阿尔文)号(图1-4),Alvin(阿尔文)号于上世纪六十年代正式建成,经过数次升级改建后,Alvin(阿尔文)号下潜深度达到14764英尺,即4500米。服役至今,
Alvin(阿尔文)号已经执行4000余次海底探测任务:将超过一万名乘员送到海洋深处,带回数百千克各种样品。Alvin(阿尔文)号服役期间,曾成功完成包括在海底搜寻“遗失”的氢弹、探索海底热液喷口区域的奇异生命等重大任务[4]。2004,WoodsHole研究所计划建造下潜深度6500米的NewAlvin来取代现役的Alvin[5]。
美国Alvin号 图1-5法国鹦鹉螺号法国在上世纪八十年代年研制成功最大下潜深度六千米的鹦鹉螺号(图1-5)
载人潜水器,鹦鹉螺号前后下潜1500余次,完成众多海洋科学考察使命。俄罗斯在20世纪八十年代建成“和平一号”(图1-6)和“和平二号”(图1-7)两艘载人潜水器,最大下潜深度均为六千米。影片《泰坦尼克》中的许多画面就是这两艘潜水器拍摄的画面。
2、耐压壳体研究现状
耐压壳是载人潜水器中的重要构件,起着保护潜水器内部乘员和仪器设备安全的作用其设计的好与坏会对潜水器的总体性能产生很大影响。在对耐压球壳进行设计时,要考虑到:载人潜水器将来的工作深度,要搭载的人员数量和仪器设备,耐压壳制造材料等因素。《CCS潜水系统和潜水器入级规范》[7]中对承受外压力的圆柱形壳体、圆锥形壳体、锥柱结合形壳体、球形壳体的设计做出了相关规定。对上述载人潜水器耐压球壳设计特性进行统计(表1-1),发现目前国内外潜深达到4500米及以上的均采用球形耐压壳。
表1-1载人潜水器耐压球壳设计特性统计表
潜水器名称 Alvin 鹦鹉螺号 和平一/二号 深海
6500 New
Alvin 蛟龙
国家 美国 法国 俄罗斯 日本 美国 中国
设计深度
/m 4500 6000 6000 6500 6500 7000
耐压壳内径/m 2.0 2.1 2.1 2.0 2.1 2.1
耐压壳厚度/m 49 62-73 - 73.5 71.3