深海载人潜水器发展现状及技术进展

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1、深海载人潜水器发展现状及技术进展摘要本文对国内外深海载人潜水器装备的发展现状进行了综述，介绍了我国“蛟龙”号载人潜水器研制的基本情况。在此基础上，对国内外深海载人潜水器装备的特点进行了总结，并讨论了深海潜水器装备的最新技术进展。关键词：深海；载人潜水器；无人潜水器；技术进展TheCurrentStatusandTechnicalDevelopmentofDeepSeaMannedSubmersibleAbstractThecurrentstatusofmannedsubmersibleinChinaandabroadisdescribedinthepaper．Andthebasi

2、cinformationof“JiaoLong”deepmannedsubmersibleispresented．Basedonthese,thecharacteristicsofdeepseamannedsubmersiblearesummarized．Finally,thenewtechnicaldevelopmentsofdeepseasubmersibleareelaborated．Keywords：deepsea；mannedsubmersible；unmannedsubmersible；technicaldevelopment0引言海洋和人类生活息息相关。进入二十一世

3、纪以来，世界各国都在大力开展探索海洋、开发海洋资源的活动。深海潜水器是进入深海的不可或缺的重要运载作业装备。目前，深海潜水器主要分为载人深潜器（HOV）和无人深潜器（UUV）。其中，无人潜水器（UUV）又分为缆控无人深潜器（ROV）和无缆自治深潜器（AUV）。载人潜水器（简称HOV），可以携带海洋科学家进入海洋深处，在海底现场直接观察、分析和评估，还可操作机械手实现高效作业。无人缆控深潜器（简称ROV），可以由甲板控制人员通过遥控机械手和电视，进行长时间、大功率的水下作业。无人无缆自治深潜器，又称自治水下机器人（简称AUV），可以水下预编程航行，特别适用于区域性详细勘查[1]。根

4、据目前的技术水平，三种不同的潜水器各有使命，互为补充。AUV可实施长距离、大范围的搜索和探测，不受海面风浪的影响；ROV可将人的眼睛和手“延伸”到ROV所到之处，信息传输实时、可以长时间在水下定点作业；HOV可以使人亲临现场进行观察和作业。在无人潜水器迅猛发展的今日，载人潜水器的发展仍然受到发达国家的高度重视，被称为“海洋学研究领域的重要基石”[2~3]。1国外载人潜水器发展概况对海洋世界的好奇心促使人类很早就开始研制潜水器。大约公元前四世纪，亚里斯多德（Aristotle）曾记载过一种供潜水员采集海绵的小型“潜水钟”。该装置犹如倒置的茶杯，潜水员不必露出水面，只需将头伸到潜水钟

5、内部即可换气。由于技术水平的限制，该潜水器仅可供潜水员在230～300m范围进行采集活动[4]。第一艘真正意义的载人深海潜水器为“曲斯特1”号。1960年1月23日，美国人唐·华尔什和深潜器发明者的儿子丁·皮卡特乘坐“曲斯特1”号，在太平洋马里亚纳海沟下潜达到深度为10916m（海沟最深点为11034m），创造了人类下潜最深海沟的历史[5]。但由于该潜水器无航行和作业能力，极大限制了它的使用性能，而且潜器采用汽油作为浮力舱，体积较大，其建造与运输均不方便。因此，此类深潜器后续未得到进一步发展。如果说“曲斯特I”号的出现仅仅是破了一个记录，“阿尔文（Alvin）”号则真正开创了人类

6、探测海洋资源的历史。“阿尔文”号为美国1964年建造，其工作深度为1829m。1974年经过改装后，工作深度达到4500m，可搭载三名人员，水下工作时间为6～8h[6]。作为国际上使用效率最高的载人潜水器，“阿尔文”号进行过很多颇具影响的作业。如1966年初，“阿尔文”号和另一台遥控潜水器一起打捞起掉落在地中海的一颗氢弹；1977年，“阿尔文”号在将近2500m深处的加拉帕戈斯（Galapagos）断裂带首次发现海底热液和其中的生物群落。两年后，“阿尔文”号在东太平洋洋中脊发现第一个高温黑烟囱。20世纪80年代，“阿尔文”号又成功地参与了对泰坦尼克号沉船的搜寻和考察。至今“阿尔文

7、”号已累计完成5000次以上的下潜作业，为深海研究工作作出了巨大贡献。除美国外，世界其他国家在载人潜水器方面也有大的发展。法国1985年研制成的“鹦鹉螺（Nautile）”号潜水器最大下潜深度可达6000m，累计下潜了1500多次，完成过多金属结合区域、深海海底生态等调查，以及沉船、有害废料等搜索任务[7]。俄罗斯是目前世界上拥有载人潜水器最多的国家，比较著名的有1987年建成的“和平I（MIR-I）”号和“和平II（MIR-II）”号两艘6000米级潜水器[8]。它带有12套检