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挺进深海·潜航一万米:深海潜水球的探索与试验

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:深海压力高达几百个甚至上千个大气压,游泳恐怕不行,这就要借助潜水器了。奥蒂斯·巴顿是一个富有思想的年轻设计师,他认为潜入深海最合理的深海潜艇的形状应该是球形。深海潜水球里备有自供氧气筒,还有氯化钙和碱石灰。在此后的几年里,贝比和巴顿共进行了16次深海潜水试验。1934年8月15日,贝比和巴顿再一次搭乘深海潜水球在大西洋百慕大海域下潜到923米深处。研究人员对潜水球进行测试。

挺进深海·潜航一万米:深海潜水球的探索与试验

“海底那么深,我想去看看。”和“上天”一样,“入海”也是人类一直以来的梦想。

自古以来,有这种想法的人不在少数。中国神话小说西游记》里就有很多关于海底龙宫的描写,反映了人们对深海世界的向往和想象。那么,怎样才能潜入深海到“龙宫”去呢?深海压力高达几百个甚至上千个大气压,游泳恐怕不行,这就要借助潜水器了。

1554年,意大利人塔尔奇利亚制造了木质球形潜水器,对后来潜水器的研制产生了深远影响。因为球形外壳在任何一个方向上所承受的压强大小相等,所以球形是选择耐挤压容器时的理想形状。

第一个有实用价值的潜水器是英国哈雷于1717 年设计制造的。彼时,人们大多利用潜水器探寻沉船及沉船上的宝物,但这些潜水器须由空气管和绳索与水面上的母船保持联系,且没有动力支持其水下航行。1894年,意大利工程师波左制造出一个空心金属球,并成功地把它送到165米深的海底。在将近18个大气压的作用下,空心金属球没有被压碎。这让当时的潜艇制造者们惊喜又意外——这点子不错。

1903年,又一名意大利工程师在潜水器研制领域取得突破,这位工程师名叫皮诺。皮诺的潜水球并不完全是球形的,而是有点像鸡蛋,近似椭球,里面可以容纳两个人。皮诺曾经驾着新装置在意大利近海多次潜到130米深的海底,试验结果证明该装置安全可靠。130米,是现在的潜艇轻轻松松就可以达到的深度。

深海潜水器的内部空间(直径约为137厘米)

到了20世纪20年代,深潜领域迎来革命性的成果。1928年11月,美国探险家威廉·贝比在报纸上发表文章,讲述了自己深海探险的梦想。此后,众多发明家看到报纸,不断给他提供可能的潜艇设计构想。奥蒂斯·巴顿是一个富有思想的年轻设计师,他认为潜入深海最合理的深海潜艇的形状应该是球形。巴顿把自己设计的图纸交给贝比看。贝比一下子就被这个简洁、实用的设计打动了。他们一拍即合,决定共同完成这件事。

巴顿设计的这个潜水球是由铸铁制造的,球体直径为1.42米,球壁厚3厘米,重达2450千克。潜水球每平方厘米表面能承受超过相当于105.5千克重物体的压力——与海面下3400米深度的压力相当,可谓相当坚固。潜水球上装有圆形的窗户,窗厚7.6厘米,直径为20.3厘米。

深海潜水球里备有自供氧气筒,还有氯化钙和碱石灰。人在潜水球里需要的氧气由氧气筒提供,身上散发的湿气和呼出的二氧化碳由氯化钙和碱石灰吸收。深海潜水球靠一根管子连接母船,管内的电缆能供给探照灯电力机械所需的电力,还装上了电话线。下潜时,深海潜水球是被一根粗2.2厘米、长10.6千米的钢铁制电缆线吊入海里的。

1930年6月6日,深海潜水球进行了第一次试潜。下潜到90多米深处时,贝比和巴顿惊恐地发现海水从密封盖的缝隙中渗了进来。但是,他们冷静下来后分析:如果下潜到更深处,随着外部压力的加大,密封圈会被压实,海水就不会再渗进来了。他们打电话给潜水母船,要求快速下降。2分钟后,潜水球潜到183米深处,海水果真不再渗漏了。

潜水球的首次试潜下潜到了244米深处,这已经是当时人类下潜到的海洋最深处。在此后的几年里,贝比和巴顿共进行了16次深海潜水试验。每一次试潜,贝比都会把在海底看到的那些奇妙生物通过电话向母船上的人进行描述。1932年9月22日,贝比和巴顿通过无线电向美国和英国的广大听众“直播”了他们的潜水探险过程。从来没有人潜到过那么深的海底,因此他们所提供的每一条消息、所讲的每一句话在当时都是新的发现。(www.xing528.com)

1934年8月15日,贝比和巴顿再一次搭乘深海潜水球在大西洋百慕大海域下潜到923米深处。这是他们在一起创造的最深潜水纪录。

贝比、巴顿与深海潜水球

就在贝比和巴顿创造当时世界最深潜水纪录的前一年——1933年,在芝加哥世界博览会上,瑞士人奥古斯特·皮卡德看到了贝比和巴顿的深海潜水球。他发现:为了方便回收,深海潜水球必须拖曳着铁索被从母船布放到海里,如果要下潜到当时已知的海洋最深处,就需要1万多米的铁索,这是难以做到的。奥古斯特设想:能不能利用浮力让潜水球回到海面呢?

潜水球还是那个潜水球,只是要给它加个浮力舱。当然,像热气球那样用气体做浮力是不行的,奥古斯特想到用汽油,因为汽油比海水轻得多。把汽油放进浮力舱中,就可以提供潜水球返回海面所需的浮力。这样潜水球下沉的时候利用压载物沉入海底,上浮的时候只需抛掉压载物就可以自动回到海面,不再需要用铁索拉拽。

研究人员对潜水球进行测试。

奥古斯特的图纸设计出来了,但恰好赶上第二次世界大战爆发,导致深潜器的建造未能实现。直到1945年,奥古斯特才获得了重新开始研制工作的机会。在比利时国家科研基金的资助下,他花了3年时间完成原型制作。1948年,奥古斯特进一步改进,终于制成了真正的深潜器,并给它取名为“弗恩斯2号”。这艘深潜器装有总容积为30升的汽油浮箱。在浮箱下面的桶框中,磁力强劲的电磁体吸附着铁球,充当压载物。潜水者如果想回到海面,只需切断控制磁体的电流,铁球就会从桶中漏出,使深海潜水器重量减小并在浮力作用下回到海面。

“弗恩斯2号”深潜器

“弗恩斯2号”的球形舱室直径为2米,壁厚9厘米,玻璃窗由厚15厘米的有机玻璃制成。根据计算,这台深潜器可以承受1600个大气压(相当于16000米深处的水压),足以胜任到达地球上最深的海底的任务。

1948年10月26日,“弗恩斯2号”潜水试验开始了。奥古斯特此时已经64岁。他和另一位教授参加了第一次下潜试验。这次试验只下潜了25米。后来,法国人收购了“弗恩斯2号”潜水器,但奥古斯特和法国人的合作并不顺利。不久,奥古斯特接到了新的聘请书,于是前往意大利筹建深潜器“的里雅斯特号”。

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