自然人文:新型的载人深潜器

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随着陆地资源的日益枯竭,人们逐渐把目光移向海底资源。过去,人类的开发区域主要在浅海,有学者认为,人类对海底世界的了解并不比对月球的了解多。要开发当然先要勘察,于是,各发达国家竞相研制深水载人深潜器,以便在水深2000~6000米以下进行勘察并进而开发海洋资源。

目前,世界上已建造了150多艘载人深潜器,其中潜入深度超过2000米的有9艘,而超过6000米的只有4艘。

日本建造的“SinKay6500”型深潜器是最新型的载人深潜器,1989年底下水,潜水深度为6500米,是目前深潜器中潜水最深的“冠军”。该深潜器可载8人,自持力3昼夜。可用于海洋动植物群的研究、海底资源的考察及水下地球物理研究等。目前日本的这艘新型深潜器已在水下6465米和6527米处完成了潜水试验。

1984年,法国建造了深水载人深潜器“Nautil”号。此深潜器耐压壳体为球形,直径2.1米,由钛合金制造。深潜器装有2个机械手,由遥控系统控制,还装有总重约1吨的铸铁制霰弹式压舱物,以便在发生事故时迅速抛出使深潜器上福该深潜器曾参与著名的冰海沉船“泰坦尼克”号的打捞及日本海沟的考察。

1987年底,前苏联的“和平1”号、“和平2”号载人深潜器问世。“和平”号深潜器的潜水深度为6000米,除了最深的海底盆地外,其他任何海域及海底都可以到达。该深潜器的机动性能好,航速可达5节,因此当深潜器遇到很强的海水潜流时仍能正常工作。深潜器有3个观察窗和2只机械手,机械手的蟹钳不仅可以在水下收集重达80千克的试样,而且可以细微地处理水中生物。在试验中曾用此机械手将鸡蛋从一处移往另一处而蛋壳没被碰破。为了保证乘员的生命安全,在深潜器上备有氧气储备、二氧化碳吸收器以及其他装置,可供246人使用1小时。同时,深潜器上还设有事故信号浮标系统,一旦出事,深潜器的浮标升起,基地船即开始救险,向海底放下提升索。索上有类似火车自动挂钩的装置,这个装置能与深潜器壳体上相应的装置锁合,从而可将发生故障的深潜器提起。

新型的深水载人深潜器的设计要求很高,它以蓄电池为主要动力源,应急蓄电池的能量储备须达72小时;应装备可水平、垂直驱动的动力推进装置;使深潜器可转向任何所需方向;生活保障系统也应能保证人在水下生活72小时..极速掠海随着时代的进步,新科技的出现开始影响海洋上船舰的命运。明日的船舰将以何种风貌出现在人们面前呢?人类能不能实现极速掠海的梦想呢?未来虽然是莫测的,但我们可以从历代船舰发展的趋势去探索船舰的将来:高速化高吨位是船舰发展的方向。

高速化船舰的出现大致是在本世纪初开始。在1897年,当时的船只最高时速不过20节(相当于每小时36千米)。后来,英国的查尔斯·帕森斯爵士以他的“透平妮亚”号利用独特的推进系统,曾写下时速35节的高速记录。到了1950年,无论在军用或民用方面的快艇和水翼船,以涡轮和活塞式主机为动力均可达到50节的速度。美国和意大利制造的水翼船不断刷新速度纪录,但其缺陷就是无法搭载有效的负重。

进入60年代,英国的气垫船公司以其和平的SRN4气垫船创下海上60节的船速纪录(相当于每小时108千米)。这种气垫船可以搭载乘客和汽车、货物横渡英吉利海峡,船身至1970年已加长到56米。

到70年代中期,华特西拉公司的劳兰喷射号渡轮使用燃气涡轮主机来推进,虽然只达30节速度,但是可载运1800名乘客和375辆汽车。这是高吨位准高速化船舶制造技术的一大进步。水上船只速度纪录的最高荣誉奖是由哈洛德、K·海斯在1935年所获的蓝带赏海斯奖杯,此奖专门赠予在最短时间内横渡大西洋的船只。最近获奖的是澳大利亚应凯特公司所设计的双艇身船,长74米的海猫号,此船可以载客450名和90辆汽车,最高航速65节。迄今为止,海洋上船舶所创造的最高航速,是由美国贝尔太空公司为美国海军设计的水面效应船SES—100B在1976年所创下的91节时速(每小时169千米)。

船航行于水中时,它所遭受的阻力可以分为空气阻力和水阻力。与阻力成正比的密度中,水的密度是空气密度的800倍,因此水阻力在总阻力中所占的比重比空气阻力大得多。水阻力主要又可分成摩擦阻力和兴波阻力,船体因水的粘性而产生摩擦力,船只速度低时,摩擦阻力几乎占整个水阻力的九成。船只前进时,会在船首与船尾产生波浪,这些波浪对船的阻力即为兴波阻力,船速愈高,此阻力所占整体阻力的比例会愈大。

为使船只高速化,降低阻力是关键,而减少与水接触的面积就是途径之一。采用此法的船舰主要有两种:第一种是将船只的主结构与水面分离,而水下则留下双流线型如鱼雷状的胴体以支持船身的安定,贯通水面的船体面积可减少到最低程度。第二种是利用在水中的翼,当高速前进时,产生足够的升力,将船身举起离开水面,称为水翼船。此外,也有一种达到高速的方法是完全与水面分离,那就没有水阻力存在。此方法可利用存在于船体与水面之间的空气来支持船的本身重量。

由此可见,高速化科技将明显主宰船舰的发展趋势,人类实现极速掠海的梦想将是指日可待的。

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