2020年10月27日,中国载人潜水器“奋斗者”号,在西太平洋马里亚纳海沟成功下潜突破1万米,达到10058米,创造了中国载人深潜的新纪录。11月10日8时12分,中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米。这个不但创造了我国深潜器的新纪录,也是世界首次同时有3人一次抵达地球最深的海沟。那么这项壮举背后,又意味着什么呢?

自从我国经济迈入融入全球化的发展快车道后,拥抱蓝色的海洋,就成为一项重要的国策。除了我国海军、商船纵横各大洋之外,海洋中的资源也是我们的关注的重点,因为公海的海底资源是属于全人类的,但只有拥有必要技术的国家才能开发。因此我国以蛟龙号为代表,开发了深海勇士、海斗等一系列不同深度的载人和无人潜水器,但从使用的效能和技术含金量来看,还是能够抵达全球任意海底的全海深载人潜水器,最为突出。而我国“奋斗者”号载人潜水器,就是这样一款大国重器。

之所以说是大国重器,是因为全海深载人潜水器是对一个国家海洋工程相关的材料技术、密封技术、工艺技术的重大挑战。例如“奋斗者”号载人潜水器就是用了直径高达2米、世界最大的钛合金载人舱球壳,可以一次乘坐3名成员。这一技术标志我国在钛合金材料技术和焊接加工技术上,达到了国际领先水平,并实现了对俄罗斯的反超,其技术溢出将广泛应用于船舶工程、海洋工程、工业装备等领域。

目前来看全海深载人潜水器载人舱球壳的制造,主要有2种材料和2种制造方法。2种材料是钢铁和钛合金,而2种制造方法是焊接和非焊接。2012年美国著名导演詹姆斯卡梅隆驾驶的全海深载人潜水器“深海挑战者”号抵达马里亚纳海沟10908米的地方,该潜水器使用的就是EN-26型高强度钢,同时里面还采用了高强度的碳纤维内衬。但是高强度钢,无法制作大空间的载人舱球壳,因此“深海挑战者”号的载人舱直径仅有1.1米,只能容纳大导演一个人。如果要加大载人舱球壳的直径,容纳更多的成员,只能使用钛合金。

目前人类最深的潜航纪录,是美国海底探险家维克多·维斯科沃在2019年5月驾驶“极限因素”号载人潜水器下潜至马里亚纳海沟约10928米的海底。从表面上看,这次中国的“奋斗者”号载人潜水器的10909米还差了19米,但实际上凡是抵达马里亚纳海沟的载人潜水器,深度其实都差不多,维斯科沃的10928米的纪录,存在正负15米的误差,所以探究深度的意义不大。

而实际上“极限因素”号载人潜水器最大的特色,就是号称使用了免焊接的钛合金载人舱球壳。这项技术还是有非常独到的地方,但是这种载人舱球壳也不能做大,直径大约只有1.6米左右,只能乘坐2名成员。而我国的“奋斗者”号载人潜水器直径接近2米,可以并排乘坐3名成员。那么我们这种钛合金载人舱球壳,是怎么制造出来的呢?

有些军迷可能还知道,2010年我国非常有名“蛟龙”号载人潜水器的钛合金载人舱球壳,实际是俄罗斯为我们制造的。俄方采用的是瓜瓣拼焊的办法,即锻造成多个瓜瓣状的坯料,将多个锻造成形的瓜瓣采用窄间隙焊接技术拼焊成两个半球,再将两个半球焊接成整球。但是现在俄罗斯自己都没有达到1万米以上的载人潜水器,因此我国“奋斗者”号载人潜水器采用的是整体冲压加电子束焊接的技术。

这种技术就是铸锭经多次开坯锻造出大厚度钛合金板材,然后通过冲压模锻制造两个半球坯料,然后将半球坯料精密加工成半球,最后将机加工好的两个半球通过高能电子束技术焊接成球壳。其中选择高强、高韧、良好冲压成形和焊接性能的钛合金材料就是秘诀,因为高强度、高韧度和焊接性能完全是相互矛盾的,而电子束焊接又具有自动化程度高、焊接速度快,工艺稳定的特点。从这次奋斗者的成功实验来看,我们的大直径钛合金载人舱球壳制造技术,已经完全达到了世界领先水平。

实际从“奋斗者”号载人潜水器的研发来看,我们完全可以通过在钛合金的领域的新技术,应用于超大型无人水下航行器和载员十几人到几十人特种载人潜艇和深海工作站的研制中。超大型无人水下航行器,能够成为有人潜艇的水下护卫,可携带鱼雷和导弹等重型武器模块系统攻击目标, 并可作为特种作战输送艇,也可以水下长途奔袭对方军事港口。而特种载人潜艇则可以深入海洋搜索对手坠毁的战机以及试验的导弹部件。

而常规动力或者核动力的深海工作站,可以由潜艇携带至指定区域,窃听对方海底电缆,破坏对方海底监听装置以及为潜艇提供救援。另外还能执行标记并跟踪敌方目标、支持浅海作战、扩充情报、监视和侦察等任务。从民用上看,这类深海工作站也可以参与较浅海底的资源勘探任务,具有较强的军民两用色彩。“奋斗者”号载人潜水器的成功,必然带动我国水下海洋装备的发展。

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