上个月底,伴随着汽笛声响,在马里亚纳海沟结束科研任务的科研船“探索一号”停泊在三亚南山港码头,成功实现了10909米的坐底,纪录“奋斗者”号也得胜归来了。
从2020年10月10日开始,“奋斗者”号前往马里亚纳海沟进行万米海试,并成功完成了13次下潜,其中,8次超过10,000米,11月10日晚,“奋斗者”号创造了中国载人深潜领域的10909米的新纪录,标志着我国在载人深潜领域已达到世界领先水平。
坐底马里亚纳海沟引发了中国的民族自豪感,中国研究极限深度载人潜水领域已有十多年了,2010年,中国第一艘深海潜水器“蛟龙”潜水深度达到3759米,使中国成为为数不多的载人潜水深度超过3500米的国家之一,而此次无人下潜更是令国人自豪。
为何“奋斗者”号如此厉害呢?一下子就下潜到万米深度了,它到底有什么凭借,才能不惧海底高压、高腐蚀的极端环境的呢?
让我们看一下“奋斗者”号上的高科技:
它有一个聪明的大脑和一双灵活的手
说到“奋斗者”,就要说说它的控制系统了,也就是它的“大脑”,深海是十分黑暗的,地形环境非常复杂,这就需要“奋斗者”的“大脑”保证高精度的航行控制,否则可能存在“触礁”的风险。
为此,研究人员克服了众多技术问题,其中就包括:深渊复杂环境下大惯量载体多自由度航行操控、系统安全可靠运行等等,“奋斗者”号的“大脑”可以实现在线智能故障诊断、基于在线控制分配的容错控制以及海底自主避碰等功能,保障了潜水器的安全。
同时,研究人员设计的神经网络优化算法可使“奋斗者”在海底自动匹配地形巡航、定点导航和悬停定位。其中,水平和垂直航行控制性能指标均达到国际先进水平。
除了强大的大脑,“奋斗者”还有这一双高度灵活,功能强大的“手”
该潜水器使用由研究人员开发的两组主从伺服液压机械手,展开万米深度作业,每套“手”有七个关节,可以实现6自由度的运动控制,并且持重能力超过60 kg,可以覆盖采样篮和正面操作区域,具有较强的作业能力。
“奋斗者”正是凭借这双手完成了岩石、生物抓取和沉积物采样器等等一系列精准作业,填补了我国应用全海深液压机械手开展万米深度作业的空白。
除了“大脑”和“双手”能够下潜突破万米,它的“战甲”同样非常厉害。
“奋斗者”之所以不惧怕海底高压、高腐蚀的极端环境,是因为它的战甲太强大了。
载人舱是全海深载人潜水器的核心和关键部分,它是人类进入万米深海的硬件保障和安全屏障,代表着一个国家载人潜水器的技术水平。
“奋斗者”是由中国科学院金属研究所带头研制的,研究团队解决了很多的钛合金基础科学问题,并克服了载人机舱材料、成形和焊接方面的一系列关键技术瓶颈。
过去的深潜器主要使用Ti64材料,无法达到万米深度所需的强度及韧性,为此,研究人员提出了一种新型的合金设计方案,并在此设计的基础上实现了一种新的钛合金显微结构,发明了一种具有良好的热加工和焊接成型性能的钛合金——Ti62A,Ti62A在韧性和可焊接性与Ti64合金相当,并且极大地提高了强度,从而成功解决了载人舱球壳的材料问题。
事实上,钛合金材料存在固有的尺寸效应,即尺寸和厚度越大,其均匀性和力学性能的稳定性就越难保证,但这又是其应用于深海极端高压环境必须跨越的障碍。
经过攻关,研究人员通过设计材料微观组织及其获取工艺,成功克服了钛合金的尺寸效应。
可以说,“奋斗者”的成功离不开那些默默无闻,工作严谨的科研人员们,有了他们的不懈努力,才有了“奋斗者”的成功,而在军事方面也同样,金后盾集团从事军用装备的研发和生产二十余年的历程中,一直保持着严谨的创新态度,为全军提供了数百万的装备,例如:野外应急照明系统,此系统由主灯模块、能源模块、人力发电模块、视频搜寻模块四个独立模块组成,平时防护收纳于一个集成箱内,配有四条背带,可单兵携行,特别适用于野战抢险救灾等应急救援领域,产品通过了国家军用标准和美国军用标准的双重认证,具有耐腐蚀、气密性好、阻燃、抗静电性能良好、抗冲击性强、密封性好、耐压减震等特点。
一项项技术难题被攻破,让我们为这些默默无闻的人们鼓掌,正是他们的不懈努力,才有了我们今天和平、幸福的生活。