潜水器“三大顶尖技术”，蛟龙有多厉害？

什么是蛟龙

蛟龙的研发单位位于江南胜地CSIC 702研究所。在702所工作三年多，万米载人潜水器研制成功！目前，万米载人潜水器正在进行出海前的最后阶段试验。建成后将前往马里亚纳海沟挑战全球海洋最深处，最大深度为海平面以下11034米。

无锡是华东地区重要的军事重镇，下属56、58、607、614、702等15个研究所。从研究生资源来看，无锡无法与大多数省会城市相提并论，1949年至1990年都是宏观地安排在无锡，可见无锡制造业基础雄厚。

在10000米的水下，根据专家的说法，潜水器上的压力相当于把一辆汽车放在指甲盖下。它的机舱必须由钛合金制成，其形状、圆度和壁厚必须精心设计。

蛟龙号载人潜水器是中国自行设计和集成的载人潜水器，是863计划的重大研究项目。2010年5月至7月，“蛟龙”号载人潜水器在南海多次下潜。2012年6月，创下中国载人潜水器在马里亚纳海沟7062米深潜纪录，也是世界同类潜水器最大潜深纪录。

马里亚纳海沟又称“马里亚纳群岛海沟”，是目前地球上最深的海沟。海沟位于北太平洋的西海底，靠近关岛马里亚纳群岛的东部。

马里亚纳海沟低于海平面的深度远远超过珠穆朗玛峰的高度。马里亚纳海沟位于北纬11° 20′，东经142° 11.5′，即菲律宾东北部马里亚纳群岛附近的太平洋海底。全长2550公里，呈弧形，平均宽度70公里，大部分水深在8000米以上。最深的点是菲泽兹深，11034米，是地球最深的点。据估计，这条海沟已经形成了6000万年，是西太平洋一系列海沟的一部分。2014年12月，科学家马里亚纳在海沟8145米的海底发现了一条鱼，打破了鱼类海洋栖息地深度的记录。

为什么要发展水下航行器？

首先是海洋资源的研究、开发和利用。由于中国在深海勘探领域一直处于劣势，特别是美国、俄罗斯、法国开发深海潜水器后，迅速利用深海潜水器投资深海资源开发，使其在海洋物理、海洋化学等自然学科的研究成果超越中国。据一位日本专家介绍，太平洋78个海底遗址的调查结果显示，这些遗址富含稀土物质，对各种高科技产品非常重要，表明深海海底蕴藏着丰富的矿产潜力。据估计，每个热点每平方公里都有稀土氧化物储存，相当于目前全球市场需求量的五分之一。这个市场大约97%的供应是由中国提供的。然而，由于中国实施的出口配额越来越严格，这些稀土物质在国际市场上的价格一度飙升。

因此，对于深海资源的开发利用，我国借鉴其他发达国家潜水器的研究成果，结合我国的实际特点，开发适合我国自身发展的水下潜水器。

为什么要探索海洋？

21世纪人类面临三大问题。首先是人口膨胀。二是资源短缺；第三，是环境退化问题。毕竟世界人口超过70亿，海洋资源可以解决人类生存问题。人类的出路是把活动空扩展到海洋，向海洋索取资源。

因为海洋是人类资源的宝库，地球本身就是一个蓝色的水球，尤其是海洋面积占70.8%。

据不完全统计，每个人从出生起就需要消耗1000吨以上的矿产资源。如果乘以全球70多亿人口，消耗的资源无疑是巨大的，地球上的资源早上有限，早晚都会被消耗和开采。

海洋基本上是一片未开发的处女地，到处都是人类的未知空。

科学家们只完成了大约5%的研究和潜艇调查，其中95%的人从未亲自下海看过。人类仍然对海洋的大部分一无所知。因此，探索海洋是人类的一个重要课题。

潜入海底的难度不亚于去天宇。由于水的厚度巨大，海水对光的物理吸收，深海的探索非常困难。比如用手电筒只能看到海底周围几平方米空。此外，海洋的平均深度约为3800米，最深处为10000米。因此，任何潜入海底进行探测的高科技探测设备都必须密封得非常精密，否则一旦海水泄漏进来，很多用电的电子元器件就会瞬间报废。

基于此，深海技术和航空航天技术一样，属于非常先进的高科技。

海里有巨大的宝藏

海水富含矿物质。海水的平均盐度为35‰，所以人们品尝后海水是咸的。因为溶解后其中有80多种元素，有些含量较高，属于主要元素。例如，人类通常吃的大部分盐是从海水中提取的。

如果将海水中的矿物质全部提取出来，光是盐就将达到3770亿吨。如果铺在地球表面，地面可以抬高150米。此外，海水中还有其他元素，仅镁就超过1800亿吨，还有钠、镁、钙、钾等矿物质。

海洋有巨大的资源和宝藏。浩瀚的海洋中不仅有鱼虾、海荆、贝壳、珊瑚等。据科学家研究统计，海洋中的海洋植物和海洋动物约有20万种，其中海洋动物占绝大多数，约有18万种；海洋植物有两万多种。尤其重要的是，海洋生物每年可为人类提供约6亿吨海鲜，其中蛋白质占22%。

海洋生物也有阳光生物圈:阳光是宇宙中最基本的能量空，因为植物通过光合作用吸收二氧化碳并将其转化为有机碳，再转化为葡萄糖和淀粉。动物吃植物后，构成了一个生态循环系统。因此，万物都依赖太阳生长。

此外，还有一个黑暗的生物圈。黑暗生物圈最早发现于20世纪70年代。黑暗生物圈，顾名思义，不依赖于阳光，是一个拥有丰富微生物的独特生态环境系统。生物圈中的这些生物具有在恶劣条件下生长的独特能力，这充分说明它们必然会有一些独特的基因，这些基因是科学家们研究的重点，未来可以被人类开发利用。

海洋有丰富的矿产资源。首先，在大陆边缘1000米水深范围内可以发现可燃冰，其主要成分是甲烷和水形成冰，这样火柴就可以燃烧。深海盆地有多金属结核，深度四五公里，各种金属含量极高，主要有铁、汞、铜、镍。

天然气水合物是一种新型替代能源。多金属结核的估计总储量为1.5万亿吨至3万亿吨，远远高于陆地上已探明的金属资源。

总而言之，探索海洋成果对现在和未来都大有裨益。海洋面积占地球的三分之二。开发深海资源可以保持经济社会的可持续发展，也是建设海洋强国的选择。

蛟龙开始研究和制造的时间

2002年，我国科技部将深海载人潜水器开发列为国家高技术研发计划重大专项，启动了“蛟龙”号载人潜水器的自主设计和自主集成。2009年至2012年，成功获得1000米、3000米、5000米、7000米海试。

因此，从蛟龙号工程开始，我国研制的载人潜水器最深下潜只有600米。从600米到7000米有很多困难，尤其是在7000米的深海，每平方米的压力达到700个大气压，就像高压水刀内部的压力一样。一旦机舱破裂，几秒钟内机舱就会充满水。尤其是高压下的水，像刀子一样危险。

2015年1月14日，印度洋科学研究首航最后一次下潜在西南印度洋祁龙热液区进行，这也是该段第9次下潜。3月17日，他登上“向阳红09”轮，停靠在国家深海基地码头，正式成立青岛国家深海基地管理中心。

2016年5月22日，雅浦海沟最后一次科学应用潜水成功完成，最大潜水深度6579米。

2017年3月4日和7日，载人潜水器“蛟龙”号分别在印度洋西北部的沃参1号和大屯热液区进行了中国海洋38航次第一航段的第三次和第四次下潜。在两次潜水中，都在调查区域发现了热液喷口，并获得了硫化物样本。5月23日，“蛟龙”号完成了在世界最深处的下潜。潜艇在水下停留近9小时，潜艇作业时间3小时11分钟，最大下潜深度4811米。

潜艇中，科研潜水最深。让我们看看世界上其他国家的潜艇潜水有多深。

世界上第一个真正的潜水器是美国在1929年制造的“碧布”潜水球。潜水器通过钢丝绳与水面舰艇连接，水面舰艇通过电缆向其供电，使人可以在深水中移动，长时间工作。

现代潜水器有大有小，有各种形状和结构。大型潜水器排水量1000吨以上，可下潜10000米以上；小的只有1吨多，潜水深度只有9米。无论大小，它们一般都有耐深水和高压的外壳、浮力设备、观察、操作和动力设备，以便潜水器能够在海底观察、调查和取样。打捞和维护，这是人们在深海很难完成的。

在海洋石油资源开发中，潜水器有助于铺设海底管道，既快又好；它还代替人定期检查水下油管，可以长时间在水下巡逻，及时进行维修。在军事上，潜水器不仅可以在港口采矿和布雷，还可以与水下潜艇对接，营救失事的潜水器。

新型遥控飞行器是水下机器人。1985年12月14日，我国设计制造的水下机器人“海人一号”曾潜入大连湾海底。它配备了多个电动螺旋桨，可以在水下任何深度前进、后退、转弯、“爬升”和悬停。

它配备了一种新型的微光电视，可以清楚地看到距离海底20米以内的目标。它配备了声纳“耳朵”和一个长度超过5米的机械手。在计算机的指挥下，它可以在水下轻松操作。

世界上潜水器最深的深度是多少

1.6500号深海——6527米:日本6500号深海建造于1989年，曾潜至6527米深的海底，创造了载人潜水器深潜的纪录。

2.中国蛟龙-7062米:2012年6月24日，中国蛟龙在世界最深深渊马里亚纳海沟下潜7062米，创下最深潜纪录，位列世界最深潜艇第三。这表明中国有能力把人带到世界上99.8%以上的海洋深处进行作业。在44天的海试期间，“蛟龙”号已逐一验证了289艘潜水器和24项水面支援系统的功能和性能指标。

3.美国的里雅斯特-2号——10916米:1960年1月23日，美国的里雅斯特-2号在太平洋马里亚纳海沟下潜至10916米的深度，成为世界第一深潜器。

4.日本海沟-10970米:1995年，日本海沟在马里亚纳海沟制造了一艘水深10970米的潜艇，成为世界上最深的潜水器。世界上最深的潜水深度是10970米！

蛟龙号潜水器在马里亚纳海沟进行了下潜试验，取得了下潜深度7062米的好成绩！截至2018年底，“蛟龙”号潜水器已成功下潜158次，“蛟龙”号为我国深海资源的研发做出了巨大贡献。

值得一提的是，蛟龙号潜水器的下潜深度仅停留在7062米。同时，其他国家的潜水器下潜深度已经超过了一万米！对于我国来说，如果不赶上潜深技术，我国在深海资源研发领域与发达国家的差距将越来越大。因此，中国有必要对蛟龙号潜水器进行升级，最终开发出一种新型潜水器。

世界不同国家潜水器特性比较

美国是较早开展载人深潜的国家之一。1964年建造的阿尔文号载人潜水器在1985年发现了泰坦尼克号的残骸。现在它已经进行了近5000次潜水，成为当今世界上载人最多的潜水器。的里雅斯特号潜水器创下了10916米的纪录，这一纪录在2012年被深海挑战者号的10929米打破。

法国1985年研制的鹦鹉螺号潜水器，最大下潜深度6000米，累计下潜1500多次。它对过多的金属粘合区域、深海海底生态以及搜索任务进行了调查。

俄罗斯是世界上载人潜水器数量最多的国家，著名的有1987年建造的“和平一号”和“和平二号”。拥有12套探测深海环境参数和海底地形的设备，最突出的特点是能量充足，可在水下停留17至20小时。电影《泰坦尼克号》中很多镜头都是“和平一号”和“和平二号”的镜头。

1989年，日本建造了一艘深海6500潜水器，下潜深度6500米，可在水下工作8小时。它曾经潜到6527米的深度，创造了载人潜水器深潜的记录。此外，它还调查了6500米深的海洋斜坡和主要断层，研究了地震和海啸，潜水超过1000次。

中国潜水器的最大特点

蛟龙号拥有特殊的钛船体，可以承受强大的深海压力。如果探险潜水尝试成功，该潜艇有望在2012年尝试在约7000米的最大潜水深度下运行，从而使“蛟龙”号能够到达几乎世界所有水域的底部。这将使中国超越日本、俄罗斯、法国和美国，成为“深海潜艇俱乐部”的领导者。

1.中国潜水器的最大下潜深度为7000米，在世界同类型中名列前茅。这种潜水器可用于占世界海洋面积99.8%的广阔海域；

二是对作战目标具有稳定悬停功能，为完成高精度作战任务提供了可靠保障；

三是拥有先进的水声通信和潜艇微外观探测能力，可高速传输图像和语音，探测海底小目标；

四、配备多种高性能，确保载人潜水器在特殊海洋环境或海底地质条件下完成保真采样和潜水取芯等复杂任务。

蛟龙号拥有特殊的钛船体，可以承受强大的深海压力。“蛟龙”号几乎可以到达世界上所有海洋的底部。这将使中国超越日本、俄罗斯、法国和美国，成为“深海潜艇俱乐部”的领导者。中国和俄罗斯申请勘探多金属硫化物，这是国际海底管理局的首次申请。多金属硫化物主要含铜、铅、锌、金、银。其中一些沉积物富含高浓度的贱金属，尤其是贵金属。近年来，由于海上勘探和采矿技术的不断进步，获得这些宝贵资源成为可能，引起了国际矿业的关注。

中国潜水器的三大突破

首先是近底自动导航和悬停定位；其次，高速水声通信；第三，充油银锌电池的容量被视为“小龙”的三大技术突破。

稳定悬停功能:就像开车一样，驾驶员的脚总是踩在油门上，不可避免地会导致疲劳。然而，“蛟龙”号的驾驶员具有自动导航功能。设定方向后，飞行员可以安全地观察和进行科学研究。“蛟龙”可以完成三种自动导航:1)自动定向导航，飞行员设定方向后，“蛟龙”可以自动航行，不用担心偏离；2)自动定高导航可使潜水器与海底保持一定高度。虽然海底山形复杂多变，但自动定高功能可以让“蛟龙”在复杂环境下轻松航行，避免碰撞；3)自动测深，可使蛟龙与海面保持固定距离。

悬停和定位:潜水器一旦在海底发现目标，“蛟龙”号就不像国外大多数深潜器那样坐底，而是由驾驶员驾驶到相应位置，与目标保持固定距离，便于机械手操作。由于潜艇水流经常造成“蛟龙”摆动，机械手的运动带动整个潜水器晃动等，可以精确悬停。在世界上所有的潜水器中，没有一种国外的深潜器具有这样的功能。

深海通信依靠声纳:地面通信主要依靠电磁波，速度可以达到光速。但是在水中没有地方使用，所以电磁波在海水中只能工作几米。“蛟龙”号可以潜入数千米的深海，与母船时刻保持联系。中国科学家开发了世界一流的高速水声通信技术，采用了声纳通信。这项技术需要解决很多问题，比如水声传播速度只有每秒1500米左右，如果是7000米深，说一句话大概需要10秒，声音延迟非常明显。声学传输的带宽也非常有限，传输速率非常低。

由于声音在不平物体中的传播效果并不理想，且海水的密度和温度不同，海底的回波条件也不同，母船和深潜器上的噪声使得复杂环境下更难有效提取信号。