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导演卡梅隆的团队造出万米深潜器,怎么中国只能达到七千
佚名 2016-01-26 07:45:20

看了很久,决定写一个相对明白的答案。毕竟我亲身坐过潜水器,到过海底,比 99% 的人有更多了解。我希望这个答案是以科普为前提,严谨科学的,但同时是开放的,能让懂行的人来指出错误,毕竟我自己无法弄懂所有的方面。所以答案会更新(改错和改专业术语)。

转载请联系作者,注明作者和出处。否则会追究法律责任。请大家向我举报。(知乎日报已获得授权)

从来没有用过“蛟龙号”,而且看大家很多人在撕中美两国体制、政治、经济什么的(其实“深海挑战者号”是澳加联合造的),所以我还是直接用美国大名鼎鼎的阿尔文潜水器(Alvin)来和“深海挑战者号”说话。毕竟 ALVIN 是全世界所有载人潜水器的母版,而作为曾经的乘客,我对其比较了解。

问题是:为什么其他潜水器不能像卡梅隆的“深海挑战者号”一样潜万米那么深。

原因很简单:其他潜水器一开始制作的时候,就没有打算去一万米。卡梅隆的“深海挑战者号”一开始就是冲着马里亚拉海沟的 10000+ 米去的。这些就涉及很多方面,比如:载人部分钛合金球体的不同,液压系统的不同,负载的不同,行动方式和范围的不同,等等。

问题太大,各位看官在这方面的知识储备是 O,我们还是来先看结构吧。

从大概结构来看,两者并没有大的区别,都是由动力系统,载人球,电池组,负重组等几大块组成的,都是由母船先运输到指定海域,然后带上负重,自由下潜(也就是普通人说的“直上直下”),到达海底,然后利用电池提供的动力来进行小范围的搜索和观察。

ALVIN 的内部图大概就是这样的:

而深海挑战者号的大概结构图是这样的(由 Wiki 上可爱的作者 Olivier Zucker 绘制)

关于潜水器的各种细节,没有在这里说的细节可能会在我的专栏里面提及 见微知著(散漫惯了的我好有压力……)

这里我要指出最高票答案的问题,纯科研讨论,不涉及人身攻击,有疑问还望相互切磋 @Duang Zhou

载人潜水器分两种类型分别是载人探险型和载人作业型,这两种看似相同却又有本质的区别。载人探险型,如卡梅隆的“深海挑战者号”,其特点是下潜能力强,可达万米级,但活动范围及其有限,不能在水下进行长时间的有效的操作和科学研究,达到万米级深度后很快就要上浮,水下持久性短,下潜寿命(次数)小;载人作业型,全球知名的载人作业型潜水器主要有美国“艾尔文”(4500 米级)、中国“蛟龙”(7000 米级)、俄罗斯“和平一”和“和平二”(6000 米级)、日本“深海 6500”(6500 米级)以及法国“鹦鹉螺”(6000 米级),同时这五个国家也是世界上独五拥有深海科学研究中心的国家,载人作业型潜水器的优势在于具有水下观察和作业能力,主要用来执行水下考察,具备千次的下潜寿命。

从基本结构来讲,载人探险型和载人作业型并没有本质的区别。具体见上面提到的各点。

比如挑战者号装备的机械臂和采样仪:

在关于卡梅隆潜入马里亚拉海沟的纪录片“深海挑战”中,也明确指出了深海挑战者号并不是为了潜下去获个记录,它完全能够在水中前进后退转弯。这是因为深海挑战者号模拟了能够在海中直立前进的鱼类,比如 shrimpfish(又叫 razorfish)的形态(下图)。这样的结构不仅加快了下潜速度,而且增加了稳定性和灵活性。

卡梅隆的“深海挑战者号”的下潜次数少并不是因为他的部件是一次性的什么的,完全是因为下潜成本太贵!

每次试潜,都要租用一条大船拖“深海挑战者号”到指定区域。租金极其昂贵。如果遇到天公不配合,那这钱基本就丢了。

下潜的油钱极其昂贵,而且为了上来要丢掉负重,相当于每次丢掉一大笔钱。

最最贵的,是整个系统的维护。专业的人员,只能定制的配件,每天的例行维护就需要一大笔钱。ALVIN,“蛟龙号”,都是举国之力在负担(所以各位,还请多关注一下,我们交的税一部分就用在里面了),卡梅隆制作组是拿到投资的,是需要拍片,拿到资金回报的(这也是他们大力宣传的目的之一)。

但是不管是“蛟龙号”,ALVIN,“深海挑战者号”,都绝不只是富人和科学家的玩具。我们对于最深的海底的了解,还不如我们对火星表面了解的多。海底,是人类目前唯一几乎没有触及的地方。不管是商业下潜,还是科研下潜,我们都是为了对我们所居住的星球有更多的了解。

下潜不只是成功,更多的是失败。

1967 年,ALVIN 被剑鱼撞破了底部,幸好,驾驶员非常冷静的把潜水器浮上了水面。

(这是后来 WHOI 的搞笑示意图,但那天的情景可以想见并不会有人笑)

1968 年 10 月 26 号,ALVIN 在下水的时候 cable 失效,沉入了 1500 米的海底。万幸驾驶员从舱中逃了出来。

前几年的试潜,窗户上出现的裂痕让人不寒而栗。

没有坐过 ALVIN 的人,不会理解 ALVIN的 Wiki 页面上的这张图片的恐怖:

这是 ALVIN 紧急逃生的方式:抛掉其他一切,只让载人舱快速上浮。

去年一艘无人潜水器在放下去后几分钟内爆炸,船上的人收不到它的信号,一直到几个小时后,他们发现几十块潜水器残骸陆续的出现在船周围的海面。

其实深海水压大到可以把人在几微秒内压成肉酱,实际上一点痛苦也不会有。如果真的出现危险的话你根本没有反应时间。“如果出现故障了而你仍有时间考虑,那就说明没有危险——继续下潜吧!”

我们只看到 ALVIN 下去了,蛟龙号下去了,深海挑战者号下去了,他们都安全的回来了。我们在电视剧前看科学家们,工程师们欢呼,却不知道他们在欢呼什么。只有经历了各种失败和恐怖以后,我们才能理解他们用生命一次次挑战海底的意义。

“When Cameron succeeds, we all succeed.”

关于海底的图片和知识介绍,我另外一个答案里面介绍了一下,还有其他答案的科普也不错,不过请千万别相信海底有鬼那种图片啊,看得太害怕了

海底是什么样子的?生活着什么生物?是不是黑得什么也看不见,静得什么声音都听不见? – 梅洋汤的回答

客官,这篇文章有意思吗?

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