当一艘钢铁巨兽沉入漆黑的海面之下,它究竟能承受多大的水压?在美国的610米、苏俄曾经触及的1250米这两个数字之间,中国的核潜艇又能走到哪一步?
要回答这个问题,得从人类第一次真正意义上抵达海底最深处的那一刻说起。
1960年1月23日,"的里雅斯特号"降落在挑战者深渊那片沙质海底上。
挑战者深渊位于马里亚纳海沟,是全世界已知最深的地方。在35815英尺,也就是约10472米的深度上,"的里雅斯特号"承受住了每平方厘米1.2525吨的惊人压力。
尽管在下潜过程中,一块单独的有机玻璃观察窗出现了裂纹,令舱内的美国人唐·沃尔什和法国人雅克·皮卡尔一度心生恐惧,但整艘器具最终并未损毁。
需要说明的是,"的里雅斯特号"并不是一艘潜艇,而是一种专门设计用来承受巨大水压的深海探测器,即所谓的"深海探测艇"。
有一种说法广为流传:人类对月球表面的了解,比对自家海洋底部的了解还要多。造成这种局面的原因,很大程度上与探访海洋最深处的巨大难度有关。
当一艘潜艇潜入波涛之下,上方海水的重量便会不断挤压它的耐压壳体。潜得越深,头顶的海水越多,加在潜艇上的压力也就越大。
深海探测球或类似"的里雅斯特号"那样的深海探测艇,能够下潜到远超普通潜艇所能达到的深度,其关键在于它们的外形是球形的,而不是常规潜艇那种圆柱形。
球体在抵御压力方面更具优势,因为它利用了拱形结构的力学特性。
这一点早在古罗马时期就已被古罗马人所发现,他们在自己宏伟的建筑中广泛使用了拱形结构。当外力作用于深海探测球那拱形的上半部分时,压力会被均匀地分布到整个球面上。
相比之下,圆柱体虽然也具有一定的拱形特征,但在分散外部压力方面的效率,远不及一个完整的圆球。出于实际使用的考虑,潜艇的设计还必须不同于深海探测球,因为它需要容纳船员、设备与武器,而深海探测球通常只有区区几平方英尺的空间。
以"的里雅斯特号"为例,它的乘员舱只有7平方英尺的居住面积,这使得整段前往洋底的旅程极为狭促,全程耗时长达4.5小时。因此,潜艇在下潜深度上受到的限制,要比专门建造的深海探测艇严格得多。
此外,每一艘潜艇都有各自不同的深度等级。在高压环境下,氧气会变得对人体有毒,人体也会因高气压承受严重的生理影响。
当氧气处于高压之下时,会大量生成超氧阴离子和过氧化物,这些物质对活细胞具有很强的毒性。虽然人体在短时间的高压环境中可以通过精细调节的混合气体维持机能,但潜艇作为长期水下作业的武器平台,其舱内气压通常只能保持在与常压相近的水平。
这就意味着,真正决定潜艇能潜多深的,不是船员能不能扛住压力,而是那层将船员与深海隔开的钢铁外壳能扛多久。正因如此,围绕耐压壳材料与结构的军备较量,一直贯穿了整个冷战。
美国海军对外公开的核潜艇标准下潜深度长期停留在610米这一数字上,很多军事资料把它当作现代攻击型核潜艇的基准。但需要指出的是,610米只能视为公开领域的估算值,并非美国海军亲口确认的极限深度,真实的压毁深度往往被列为最高等级的军事机密。
苏联在这条赛道上走得更加激进。
685型的K-278"共青团员"号是苏联在潜深上的极限试验产物,全世界仅建造了一艘,其耐压艇体大量使用钛合金,据称正常作战深度可达1000米左右,一次深潜试验中甚至触及了1250米这个令西方海军至今心存忌惮的数字。
钛合金比高强度钢更轻、更耐腐蚀,屈服强度也更高,但加工工艺极其复杂,成本高得惊人,这也是为什么苏联之后没有再大规模复制这一路线。
美国方面的回应是海狼级攻击型核潜艇。
海狼级的体量虽然比阿库拉小,但其综合性能却明显优于自己的宿敌,也优于它所要取代的洛杉矶级潜艇。海狼级配备了厚达2英寸的耐压壳,所用钢材比洛杉矶级所用的强度要高出20%,其压毁深度被估计在2400至3100英尺之间。
到21世纪初期的中段,"吉米·卡特号"接受了改装,用以支援秘密作战任务,其艇体中段被加长了100英尺,用以支持无人潜航器的布放与回收,以及最多可达50%的相关任务能力。
至于外界最关心的中国核潜艇能潜多深,2026年2月英国国际战略研究所在《军事平衡2026》报告中,依据商业卫星图像做出的研判引发了广泛讨论。
10比7赢的是增量,而不是某个孤零零的数字,这也是"共青团员"号留下的另一条教训:单艘钛合金巨兽再深,也换不来整支舰队的水下优势。
小型潜航器所能达到的最大深度,要远远超过大型潜艇,原因在于它们不需要搭载那么多的乘员,因而能够采用更为坚固的球形结构。
也正因如此,美国导演詹姆斯·卡梅隆才得以借助小型深潜器完成他自己的深海之旅。
虽然现代潜艇在理论上甚至有能力抵达挑战者深渊,但自"的里雅斯特号"那次著名的深海探测之行以来,还没有任何潜艇再次尝试过这样的下潜。
出人意料的是,如今对深潜潜航器抱有浓厚兴趣的,反倒是美国航空航天局。在土卫六上发现液态水之后,美国航空航天局启动了对能够在富含甲烷的液体中航行的潜航器方案的测试。
不过,与地球上的情况不同,这种潜航器必须能够承受约零下170摄氏度的极端低温,以及比普通海水更高的外部压力。
美国航空航天局同时认为,在土卫六冰冷的液面之下,可能潜藏着所谓的"黑烟囱",也就是与地球海底覆盖的火山热液喷口相似的结构,而后者正是深海生命的重要栖息之所。
从"的里雅斯特号"当年那次载入史册的下潜,到冷战时期苏美两国在潜艇深度上的激烈角力,再到今天将目光投向遥远天体液态海洋的深潜探索,人类对海洋深处以及类似环境的求索始终没有停止。
潜艇能下潜到多深,既取决于船体形状、材料强度与制造工艺,也取决于对艇内人员生理极限的考虑与在军事使用上的取舍。深海探测球所依托的球体力学原理,以及潜艇必须兼顾人员、装备、武器和作战性能的现实约束,共同决定了这两类深潜器在深度上的显著差异。
美国的610米更像是一层公开对外的迷雾,苏俄的1250米则是一次以举国之力换来的孤本纪录,而中国的答案则藏在成规模的新型艇队与愈发扎实的钛合金、高强度钢工艺之中,正被卫星镜头一寸寸勾勒出轮廓。
真正决定水下胜负的,从来不是某一艘艇能潜到多深,而是一整支舰队能在多深的水层里稳定作战、可靠回航。可以想见,随着新材料与新工艺的不断出现,人类今后在深海乃至外星海洋中所能到达的深度,仍将被继续改写,而水下这场无声的较量,也远未到收官的时刻。
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