核心構件取得突破!看萬米潛水器載人艙如何煉成?
正在建造的中國載人潛水器計劃2020年挑戰下潛海底萬米深度。近日,萬米潛水器的核心構件――載人球艙衝壓成功,為潛水器的建造奠定了基礎。
核心構件載人球艙衝壓成功
所謂衝壓,就是將一塊巨大的鈦合金板材用垂直的圓柱體打壓變形,使它變成一個“碗”,兩個“碗”扣在一起,就成了載人潛水器的球艙。它是潛航員乘坐、駕駛潛水器的活動區,也是整個潛水器的內部主體構件和核心技術之一。
在這個巨大的車間裏,加熱好的板材被迅速移到柱狀物下面,一錘下去,平板被壓成碗形,透着紅光和熱氣,此刻温度達到600度以上,隨時有爆裂的危險,科學家們都捏着一把汗。
經過仔細檢查,碗狀物再次回爐加熱,等待第二次衝壓。10多個小時過去了,第二次衝壓開始,“大碗”經過重錘的擠壓塑形,變成一個完美的半圓,形狀、圓度、壁厚都達到潛水器建造要求,載人球艙衝壓成功。半球衝壓成功後,將再製造一個相同直徑的半球,兩個半圓對在一起,形成完整球艙,後續還有加工,焊接,熱處理等工作。
球艙科技含量非常高
深海下潛,水下壓強隨着深度增大,達到一萬米的海底後,潛水器承受的壓力相當於將一輛轎車的重量,壓在小拇指的指甲蓋上。而載人艙是潛水器的心臟,要保證球艙裏的3位潛航員的安全,球艙的薄厚、尺寸、性能、甚至圓度都有嚴苛的要求,容不得半點的馬虎和疏漏。載人球艙從設計到製造全部是自主研製創新,其中經歷了很多難以想象的困難和挑戰。
寶雞鈦業股份有限公司總經理 賈栓孝:
到了11000米的時候,實際上是一個全新的研究,目前在國際上還沒有哪個國家,能做到11000米這樣一個水平。因此,我們沒有任何數據可以參考,相當於第一個吃螃蟹,所以挑戰難度非常大。
從鈦合金的選材到建造,載人球艙凝聚了科學家們幾十年的心血,攻克材料開裂這個難題就廢了一番功夫。
中國科學院金屬研究所鈦合金研究部副主任 雷家峯:
要求這個材料有足夠高的強度,能夠耐住萬米海底的水下壓力,同時還要有足夠的韌性,來保證長期安全的使用。在高強高硬的材料,在進行一個大型的球殼衝壓中,本身就存在着很大的風險,比如表面的開裂等,一直是我們最擔心的問題。
據瞭解,萬米載人潛水器使用壽命將達到30年,用於執行水下考察、海底勘探、海底開發等任務,按照計劃,中國將在2020年完成萬米級載人潛水器的研製,未來科學家將隨着它深潛萬米海底進行科考,探索深海大洋的未知世界。