光明网11月11日刊发文章,庆祝我国独立研制和制造的深海潜航器"奋斗者"号,在10900米的马里亚纳海沟成功坐底。马里亚纳海域的"挑战者"海沟是当今全球海洋中的最深点,其深度在11000米左右,具体有多深可以举一个形象的例子:当你在挑战者海沟的正上方投下1枚硬币,这枚硬币需要足足一个小时才能沉到海底——就是这么深。而用于勘探海沟的"深潜器"也可以看作是潜艇的一种,不过是一种特殊的潜艇,这种潜艇专门用于进行超极限深海勘探,其技术水平甚至高于在太空中飞行的宇宙飞船。
(中国完全独立研制的深潜器,奋斗者号)
海水和空气一样,是流体,受地球引力的影响,海下存在巨大的压力,这就是"水压",而在水下活动的机器,下潜深度越深,受到的水压也就越大。高中地理课本上曾经讲过,马里亚纳海沟底部的水压大概相当于130米高的铁柱对地面的压强,或者用更形象的说法:相当于2000头大象同时踩背的感觉。
这种强大的压强足以把人类的血肉之躯压缩到二维世界,而专用的深潜潜艇,不但可以有效抵抗如此巨大的压强,还能保障内部人员的安全。目前全球有记录的,成功下潜到马里亚纳海沟的载人深潜器只有两部:一部是瑞典人皮卡德父子研制的"的里雅斯特2号"深潜器,该深潜器在1960年1月20日创造了潜入马里亚纳海沟10916米的记录。我国的"奋斗者"号是目前全球第二的深潜器,其深潜记录为10909米。
(世界最深的马里亚纳海沟就在这里,而且由于其深度超过1万米,即使把世界最高的珠穆朗玛峰倒扣在其中,也填不满)
下潜更深,是潜艇问世以来,各国海军潜艇部队普遍追求的目标。由于海水是一种复杂的介质,潜艇深潜海中,依靠海水可以有效屏蔽外界的侦查探测,而且下潜深度越深,潜艇的隐蔽性也就越好。由于海况复杂,潜艇在水下可以借助温度和盐度的不同进而形成的温跃层和盐跃层躲避水面舰艇的搜索和追踪,在下潜深度达到一定水平时,甚至可以躲避反潜飞机"磁异探测仪"的搜索。
在冷战时期,由于工业工艺的问题,苏联潜艇的噪声普遍大于美国潜艇,但是由于当时苏联在深潜技术方面的优势,苏联潜艇的下潜深度普遍高于美国潜艇,特别是以苏联海军M级、A级和S级潜艇为代表的深潜型潜艇服役后,很多时候美军甚至知道苏联潜艇在水下活动,但就是毫无办法——因为美军反潜武器的有效潜深还不如苏联潜艇的潜深大,所以即使投射了反潜武器,也伤不到苏联潜艇。
(使用钛合金加工制造,苏联海军的"金鱼"——945型多用途核潜艇,西方称为"塞拉"级)
深潜器不仅仅是一种科学勘探装置,由于其设计理念和潜艇类似,所以很多在深潜器上使用成熟的技术,同样可以用作潜艇的研制和使用,从客观上大大提升潜艇的潜航性能。例如"奋斗者"号深潜器的主要耐压壳体是由钛合金制造,而钛合金由于金属性质比较活泼,在进行焊接作业时必须使用氩气作为保护气体覆盖焊点,或者使用真空电子焊的方式确保焊接可靠。这种技术也被广泛应用于俄罗斯海军现役高性能核潜艇的建造工作。
例如著名的俄罗斯945型核潜艇(西方称S级或者"塞拉"级),这种核潜艇就是用钛合金制作而成,由于价格昂贵,也被戏称为"金子做成的鱼"。1992年一艘945型核潜艇和美国海军"洛杉矶"级核潜艇在巴伦支海发生碰撞,而碰撞的结果是:俄罗斯945型核潜艇返回基地经简单修理后继续服役一直到现在。
而美军"洛杉矶"级"巴吞鲁日"号攻击核潜艇由于受伤严重,挣扎着返回基地后,经过一年的评估,最终提前退役,成为整个"洛杉矶"级核潜艇家族中第一个退役者。而945型核潜艇由于使用钛合金,不但外壳坚固轻便,而且由于钛合金天然具备低磁性,因此极难被反潜系统发现,俄罗斯如今正在重新修整并计划让已经封存的945型攻击核潜艇重新服役,其实也是看中了钛合金的卓越性能,以及由于钛合金的卓越性能,让核潜艇也具备更优秀的作战效能。
(我国钛储量丰富,因此海军的核潜艇其实很早就已经使用了钛合金制造,在材料方面,其实我国核潜艇要领先于美国,只不过由于其他技术相对落后,所以我国核潜艇在性能上和美军还有一定差距)
我国是一个钛矿很多的国家,根据统计,中国的钛矿储量占全球的约29%,因此我国研制和生产钛合金潜艇,有天然的资源优势。不过,同样由于工艺加工等技术不过关,中国的钛合金装备一直相对落后,在进入新世纪后,随着工业技术的不断提升,新式高强度的各种优质钛合金被不断研制出来,并被用在军事和民生的诸多领域。
钛合金的使用范围,从潜艇的外壳、航空发动机的叶片到放在心脏中的血管支架,都是钛合金产品。而由于我国在这些领域获得突破,让钛合金技术得以广泛造福全中国。具体到潜艇方面,中国的钛合金材料和技术其实早已经用于潜艇的制造过程,我国新一代核潜艇的性能比早期的091、092有跨大的提升,很大程度上就是和我国潜艇大规模使用钛合金技术有关。
展望未来,正在研制中的更新一代核潜艇也已经确认会使用钛合金建造,这种全新的核潜艇将会具备航速快、噪声低的特点,同时由于采用钛合金建造,因此其下潜深度会更深,同时由于钛合金的低磁性,也会更加隐蔽……总之,在国产深潜器上已经成功运用的技术,是肯定会使用在我国的潜艇制造工艺上的,并且是大规模使用。
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