每周科技热词 | “奋斗者”号

“奋斗者”号

2022/3/25

在我国载人潜水器的行列中，“奋斗者”号是排头兵，是我国载人深潜二十年来的发展结晶。从蛟龙号、深海勇士号到“奋斗者”号，我国从零开始，攻克一个又一个难关，最终成功建造核心部件国产化率超过96.5%的“奋斗者”号！2020年11月10日，“奋斗者”号刷新了中国载人深潜的新纪录，在马里亚纳海沟坐底深度达到了10909米。

绿白色的“奋斗者”号外形敦实，像头抹香鲸，三个观察窗就像三只眼睛，随时注意窗外的动静。“奋斗者”号要保证载客量，载人舱不能小；但为了潜水更深，潜水器自身的负重要小，球舱要轻。不过如此矛盾的问题难不倒我国科学家，他们进行了上千次测试，不断优化，首次提出并使用增强增韧合金的设计方案，抗击下潜时潜水器的保载疲劳，还发明了高强度高韧性的钛合金新材料，这种材料具有良好的热加工成形以及焊接成形工艺性能，建成国际上第一个可容纳3人的深海潜水器球舱。“奋斗者”号的载人球舱最终直径为1.8米，是目前世界上最大、搭载人数最多的潜水器载人舱球壳。

“奋斗者”号做一次万米深潜来回需耗费14个小时，在海底持续作业时间可达6小时以上。在万米深渊的高压之下，除了潜水器的材料质量过硬，还要使用能够有效避免因温度过高而引发自燃隐患的电池系统。“奋斗者”号用一百多块单体锂电池组成了潜水器的能量包。它们经历了多次抗打击训练，经受得住撞击、针刺、海水浸泡、短路、过充、过放等意外情况，保证使用的安全可靠。光有能量包还不行，电池在使用过程中还需要散热。散热使用的是填充模块间隙的油。当其中某个电池温度升高，热量首先会传递给周围的油，这些油再通过电池的箱体将热量传递给外部的海水，达到降温散热的作用。

插图：苏盼盼

“奋斗者”号使用的固体浮力材料是成千上万个纳米级大小的玻璃微珠。这些玻璃珠子兼具密度小和抗压强度高两个相对立的特性，是潜水器获取水下净浮“奋斗者”号力、实现无动力上浮和悬浮定位的核心结构部件，不仅在提高装备载荷、减小外形尺寸上发挥重要作用，还能有效保障系统结构在深海高压环境下的稳定性。

此外，“奋斗者”号还有聪明的“头脑”，先进的控制系统在神经网络优化算法的指挥下，能够让它在海底的复杂地形进行巡航、定点航行以及悬停定位。两只灵巧的伺服液压机械手，各有7个关节，可实现六自由度运动控制，持重能力超过60公斤，具有强大的作业能力。它的水声通信技术，是将信息变成声音在水里传播，到达水面后再把它转变为原来信息的“黑技术”。这一技术保证了“奋斗者”号与母船“探索一号”之间的实时沟通，实现了潜水器从万米海底至海面的文字、语音及图像的实时传输。

本文作者：

贾飞，中国科普作家协会会员，广东省作家协会会员，中山大学硕士研究生。

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编辑：Lulucky

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