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深海潜水器:最早是个金属球
作者:管理员  来源:网站资料  浏览:1452次  更新:2016-5-9

作为如今世界上最先进深海载人潜水器之一的“蛟龙”号,以其近来的一系列新发现,引发世人对海底探秘的关注。虽然海底探险是人类很早就有的梦想,但是要克服深海高达几百个甚至上千个大气压的压力并非易事。那么,世界上最早的深海潜水器是怎样诞生的?这一过程中有着很多有趣的故事呢。

要克服深海大气压力,

把潜艇做成圆球是最理想的

“海底那么深,我想去看看。”相信自古以来,有这样想法的人不在少数。1871年,法国作家儒勒·凡尔纳出版了《海底两万里》一书,将深海描述成一个充满怪物的世界,包括足以杀死潜水者的巨大乌贼和章鱼。在他那个时代,潜艇的研制还处于起步阶段,“海底两万里”显然是难以企及的目标,别的不说,光是海水巨大的压力,就是无法克服的。

1894年,意大利工程师波左开始认真思考潜入深海这个问题。他想到,要克服深海高达几百个甚至上千个大气压的压力,把潜艇做成圆球是最理想的,因为圆的形状,在任何一个方向上所承受的压强都是相等的,所以它是物体受挤压时的最理想形状。后来波左造出了一个空心金属球,成功地把它沉到了165米深的海底,在将近18个大气压的作用下,空心金属球没有被压碎。这个深度在当时的潜艇制造者们看来,已经是不可能的梦想了。

波左的设计思想提出来后,也引来了许多潜艇制造者的追随,他们提出了各种各样的具体建造方案,并将这种能耐高压的圆形容器称为“潜水球”或“深潜球”。

在当时的研究者中,意大利工程师皮诺的成绩最为卓著。1903年,他把自己设计的用于勘探洋底和打捞深海沉宝的新装置进行实地测验取得了成功。皮诺的潜水球并不完全是圆球形状的,它有点像鸡蛋,里面可以容纳两个人。皮诺曾经驾着新装置,在意大利近海多次潜入130米深的海底,没有发生过一次意外事故。

靠铁索吊上吊下,

曾到达923米深的海底

130米,现在的潜艇轻轻松松就可以达到了,算不上深海。最早真正称得上深海潜水器的,大约要算贝比和巴顿制造的那个东西。

1928年11月,作为探险家和生物学家的威廉·贝比在报纸上发表文章,描述了自己深海探险的梦想。不久,他被年轻设计师奥蒂斯·巴顿简洁实用的设计打动了,两人决定一起把这件事情做下去。巴顿制造的这个潜水球是由铸铁造成的,直径为1.37米,壁厚为32毫米。球里备有自供氧气筒,而人呼吸出来的湿气和二氧化碳,分别由氯化钙和碱石灰吸收。潜水球上有3个圆柱体的窗台,像小型炮一样从球面上凸出来。

这个潜水球被悬挂在一根1068米长、2厘米粗的铁索上,利用滑轮和索具慢慢放入水中。铁索上还包裹着电话线和电线,为水下的潜水者提供通讯和电源。当然,上来的时候也要靠铁索把潜水球吊上来。

1930年6月6日,深海潜水球进行了第一次试潜。贝比和巴顿下潜到90多米深处时惊恐地发现,海水从密封盖的缝隙中渗了进来。但他们冷静下来后想到,如果更深地下潜,密封圈会被压实,海水就不会再渗进来了。他们打电话给上面的母船,要求快速下降。2分钟后,潜水球进入183米的深处,海水果真不再渗漏进球里了。

潜水球的首次试潜,达到244米的深处,这已经是当时人类到达的海洋最深处。

在此后的几年里,贝比和巴顿共进行了16次深海潜水。每一次贝比都要把他在海底看到的那些奇妙生物通过电话向人们描述。1932年9月22日,通过无线电实况转播,他们向美国和英国的广大听众展示了他们的潜水探险。他们所讲的每一句话,在当时都成为一项新奇的发现。

1934年8月15日,贝比和巴顿再一次乘坐深海潜水球,在大西洋百慕大海域潜到了923米的深处。这是他们在一起创造的最深潜水纪录。

在贝比和巴顿创纪录的深度上,他们的潜水要经受90多个大气压!危险还不只是来自巨大的压力,悬挂潜水球的铁索一旦断裂,也会使它永远葬身海底。随着下沉深度的增加,悬挂潜水球的铁索就将不断加长。沉重而粗大的铁索,在其长度增加到一定限度时,就会因自身的重量而断裂,更不要说还要拉着一个沉重的铁球,断裂的危险就更大了。

所有这一切,都大大限制了潜水球向更深的海洋深处迈进。

打破瓶颈,

“冒险大王”给潜水球加上了浮力舱

当贝比和巴顿创造他们的潜水世界纪录时,1884年出生在瑞士的奥古斯特·皮卡德,正在另一个方向创造世界纪录。1932年8月18日,他和助手在从苏黎世起飞的一次飞行中,利用氢气球和封闭舱,达到了创纪录的1.62万米高空。

1933年的芝加哥世界博览会上,“冒险大王”奥古斯特看到了贝比和巴顿的深海潜水球。和“上天”一样,“入海”是奥古斯特另一个童年梦想。他发现,这个深海潜水球的瓶颈就是悬挂铁索,如果要下潜到当时已知的海洋最深处,就需要有1万多米的铁索,这是不可想象的。为什么不利用自己“上天”的热气球经验,利用浮力让潜水球回到海面呢?

潜水球还是那个潜水球,只是要给它加个浮力舱。当然,像热气球那样用气体做浮力是不行的,奥古斯特想到用汽油,汽油比海水轻得多,只要用汽油做几个浮力舱和潜水球连在一起,就可以提供返回海面的足够浮力。这样,下沉的时候利用一些压载物沉入海底,等需要浮回海面的时候,抛掉压载物,潜水器就可以自动回到海面,不再需要那累赘的铁索了。

图纸设计出来了,但第二次世界大战的爆发,使深潜器的建造未能进行。直到1945年,奥古斯特才获得了重新开始工作的机会。在比利时国家科研基金的资助下,他花了3年时间完成了原型。1948年,经过改进后,真正的深潜器终于建成了,它的名字叫“FNRS”2号。

奥古斯特的第一只深潜器的球形舱室直径2米,壁厚9厘米,玻璃窗是用厚15厘米的有机玻璃做的。根据计算,它可承受1600个大气压,相当于16000米深处的水压。可见,就耐压性能来看,“FNRS”2号可以沉至海洋的任何一个地方。

此外,它还带了总容积为30立方米的汽油浮箱。漂浮物下面的桶框中,磁力强劲的电磁体吸附着满满两斗小铁球,合起来重达好几吨。如果潜水者想回到海面,他们只需切断控制磁体作用的电流,这时铁球从桶中漏出,深海潜水器重量减轻,很快漂浮物就会把潜水器提升到海面。

10916米!

1960年人类首次到达了海底最深处

1948年10月26日,“FNRS”2号潜水试验终于开始了。已64岁的奥古斯特本人和另一位教授参加了第一次下潜。虽然这次下潜只进行了25米,但已经充分证明,奥古斯特这个深潜器的原理是完全可行的!

后来,法国人收购了“FNRS”2号潜水器,但奥古斯特和法国人的合作并不顺畅,于是,奥古斯特接受了前往意大利指导筹建另一只深潜器“的里雅斯特”号的聘请。“的里雅斯特”号的设计思想和“FNRS”差不多。只是这时奥古斯特有了一个得力帮手,就是他的儿子雅克·皮卡德。1953年8月30日,父子俩创造了3150米的深潜纪录。

就在这个时候,美国人看上了奥古斯特的这只深潜器,与他们签了协议,邀请父子俩到美国合作建造更强大的深潜器。

经过几年的努力,父子俩和美国海军合作建造的深潜器终于诞生了,它仍然被命名为“的里雅斯特”号,虽然基本工作原理是一样的,但在材料、性能上已经有了巨大的改进。1960年1月23日上午8点23分,雅克和他的助手,乘坐“的里雅斯特”号深潜器,来到了世界最深的马里亚纳海沟沟底,创造了10916米的深潜纪录!

这应该算是一个不可打破的纪录了,因为这里就是世界上海洋最深的地方。

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