深海載人潛水器發展歷史

A. 中國研製的深海載人潛水器

蛟龍號。此前進行了5000米深潛海試成功。近日將進行7000米深潛海試。國外1960年已經進行10960米載人深潛海試成功。今年美國導演卡梅隆私人進行了11000米載人深潛成功。中國7000米深潛海試是中國的一大進步，讓人欣喜，與世界水平相比，落後又是那麼巨大讓人悲哀。中國為什麼這么落後呢？造成落後的根本原因是什麼？

B. 我國載人深潛技術研究的歷史和現狀

中國船舶重工集團公司「蛟龍」人已為之奮鬥了十年，一次次設計、一次次試驗，用實際行動澆鑄了「嚴謹求實、團結協作、拼搏奉獻、勇攀高峰」的中國載人深潛事業，譜寫了海洋事業發展的新篇章。在太平洋馬里亞納海溝，自主設計、自主集成的深海載人潛水器——「蛟龍」號再次沖破7000米深海，達到7035米，完成了全流程功能驗證等各項深海科考試驗，順利返回海面，標志著深海載人潛水器7000米級海試取得圓滿成功，成為擁有作業深度最深的載人潛水器。

C. 水下機器人的發展歷程

從1953年至1974年為第一階段，主要進行潛水器的研製和早期的開發工作。先後研製出20多艘潛水器。其中美國的CURV系統在西班牙海成功地回收一枚氫彈，引起世界各國的重視。
1953年第一艘無人遙控潛水器問世，到1974年的20年裡，全世界共研製了20艘無人遙控潛水器。特別是1974年以後，由於海洋油氣業的迅速發展，無人遙控潛水器也得到飛速發展。
無人有纜潛水器的研製80年代進入了較快的發展時期。1975至1985年是遙控潛水器大發展時期。到1981年，無人遙控潛水器發展到了400餘艘，其中90%以上是直接；或間接為海洋石油開采業服務的。海洋石油和天然氣開發的需要，推動了潛水器理論和應用的研究，潛水器的數量和種類都有顯著地增長。載人潛水器和無人遙控潛水器（包括有纜遙控潛水器、水底爬行潛水器、拖航潛水器、無纜潛水器）在海洋調查、海洋石油開發、救撈等方面發揮了較大的作用。
1985年，潛水器又進入一個新的發展時期。80年代以來，中國也開展了水下機器人的研究和開發，研製出「海人」1號(HR-1)水下機器人，成功地進行水下實驗。 1988年，無人遙控潛水器又得到長足發展，猛增到958艘，比1981年增加了110%。 這個時期增加的潛水器多數為有纜遙控潛水器，大約為800艘上下，其中420餘艘是直接為海上池氣開採用的。無人無纜潛水器的發展相對慢一些，只研製出26艘，其中工業用的儀8艘，其他的均用於軍事和科學研究。另外，載人和無人混合理潛水器在這個時期也得到發展，已經研製出32艘，其中 28艘 用於工業服務。
1980年法國國家海洋開發中心建造了「逆戟鯨」號無人無纜潛水器，最大潛深為6000米。「逆朗鯨」號潛水器先後進行過130多次深潛作業，完成了太平洋海底錳結核調查海底峽谷調查、太平洋和地中海海底電纜事故調查、洋中脊調查等重大課題任務。1987年，法國國家海彈開發中心又與一家公司合作，共同建造「埃里特」聲學遙控潛水器。用於水下鑽井機檢查、海底油機設備安裝、油管輔設、錨纜加固等復雜作業。這種聲學遙控潛水器的智能程度要比「逆戟鯨」號高許多。
1987年，日本海事科學技術中心研究成功深海無人遙控潛水器「海魨3K」號，可下潛3300米。研製「海魨3K」號的目的，是為了在載人潛水之前對預定潛水點進行調查而設計的，供專門從事深海研究的，同時，也可利用「海魨3K」號進行海底救護。「海魨3K」號屬於有纜式潛水器，在設計上有前後、上下、左右三個方向各配置兩套動力裝置，基本能滿足深海採集樣品的需要。1988年，該技術中心配合「深海6500」號載人潛水器進行深海調查作業的需要，建造了萬米級無人遙控潛水器。這種潛水器由工作母船進行控制操作，可以較長時間進行深海調查。這種潛水器可望在1992年內建成，總投資為40億日元。日本對於無人有纜潛水器的研製比較重視，不僅有研究項目，而且還有較大型的長遠計劃。
1988年，美國國防部的國防高級研究計劃局與一家研究機構合作，投資2360萬美元研製兩艘無人無纜潛水器。
1990年，無人無纜潛水器研製成功，定名為「UUV」號。這種潛水器重量為6.8噸，性能特別好，最大航速10節，能在44秒內由0加速到10節，當航速大於3節時，航行深度控制在土1米，導航精度約0.2節/小時，潛水器動力採用銀鋅電池。這些技術條件有助於高水平的深海研究。另外，美國和加拿大合作將研製出能穿過北極冰層的無人無纜潛水器。
中國水下機器人2009年首次在北冰洋海域冰下調查。「大洋一號」科學考察船第21航次就在開始不久的第三航段考察中，「大洋一號」首次使用水下機器人「海龍2號」在東太平洋海隆「鳥巢」黑煙囪區觀察到罕見的巨大黑煙囪，並用機械手准確抓獲約7千克黑煙囪噴口的硫化物樣品。這一發現標志著中國成為國際上少數能使用水下機器人開展洋中脊熱液調查和取樣研究的國家之一。依靠「大洋一號」船的精確動力定位，中國自主研製的水下機器人「海龍2號」准確降落抵達「鳥巢」黑煙囪區海底，並展開了攝像觀察、熱液環境參數測量。
2012年10月，中國首款「功能模塊」理念智能水下機器人問世。哈爾濱工程大學船舶工程學院5人團隊，在指導教師張鐵棟帶領下，依託水下機器人國防重點實驗室，歷時一年自主設計出國內首款「多功能智能水下機器人」，首次將「功能模塊」理念應用於水下機器人領域。該款機器人可根據需要選擇不同模塊隨時「換芯」、隨時變身，可應對各種復雜水下作業。
這款機器人獲得首屆「全國海洋航行器設計與製作大賽」實物製作類特等獎。該項目中自主研發應用的永磁式平面磁傳動推進器、永磁式平面磁傳動機械手、改裝水密接插件均屬國內首創，具有重要的推廣價值。
2012年日本正在實施一項包括開發先進無人遙控潛水器的大型規劃。這種無人有纜潛水器系統在遙控作業、聲學影像、水下遙測全向推力器、海水傳動系統、陶瓷應用技術水下航行定位和控制等方面都要有新的開拓與突破。這項工作的直接目標是有效地服務於200米以內水深的油氣開采業，完全取代由潛水人員去完成的危險水下作業。
在無人有纜潛水技術方面，始終保持了明顯的超前發展的優勢。根據歐洲尤里卡計劃，英國、義大利將聯合研製無人遙控潛水器。這種潛水器性能優良，能在6000米水深持續工作250小時，比正在使用的只能在水下4000米深度連續工作只有l2小時的潛水器性能優良的多。按照尤里卡EU-191計劃還將建造兩艘無人遙控潛水器，一艘為有纜式潛水器，主要用於水下檢查維修；另一艘為無人無纜潛水器，主要用於水下測量。這項潛水工程計劃將由英國；義大利、丹麥等國家的l7個機構參加。英國科學家研製的「小賈森」有纜潛水器有其獨特的技術特點，它是採用計算機控制，並通過光纖溝通潛水器與母船之間的聯系。母船上裝有4台專用計算機，分別用於處理海底照相機獲得的資料，處理監控海彈環境變化的資料，處理海面環境變化的資料，處理由潛水器傳輸回來的其他有關技術資料等。母船將所有獲得的資料。經過整理，通過微波發送到加利福尼亞太平洋格羅夫研究所的實驗室，並貯存在資料庫里。
2015年3月19日，中國自主建造的首艘深水多功能工程船——海洋石油286進行深水設備測試，首次用水下機器人將五星紅旗插入近3000米水深海底，這是國內首次用水下機器人將五星紅旗插入近3000米水深的南海。

D. 深潛器的歷史沿革

1928年，一位美國人，奧蒂斯巴頓發明並建造了第一艘球形深海探測裝置。該裝置通身都用鋼鐵建造，它可以從一艘水面船舶上通過連接的電纜下潛到海面之下。1930年，巴頓和另一名博物學家威廉.彼博一起乘坐這個球形裝置下潛到了距海面245米的深度；1932年，他們又下潛到了923米的深度——這一紀錄直到15年之後才被打破。後來彼博寫了一本書《1/2英里之下》，他在書中詳細描繪了所見到的奇異的海底生物。這些生物聽起來就像是從外星來的，因此很多人懷疑彼博是在撒謊。不過，他並沒有撒謊，海底世界對於人類來說就是一個完全不同的另類世界。
接下來在深海探測技術方面的重要進步就是由瑞士探險家奧古斯特.皮卡德發明的深海潛水器。該潛水器在巴頓的球形深海探測裝置上加裝了升力和推進裝置，看起來比較像一艘粗笨的深海潛艇。如果把巴頓的球形深海探測裝置比作水星太空船——功能和機動性非常有限，那麼皮卡德的深海潛水器就是雙子星太空船。皮卡德在對部分設計進行了一些改進之後，建造了第二艘潛水器並命名為「迪里亞斯特」號。1957年，美國海軍購買了「迪里亞斯特」號。1960年，皮卡德的兒子雅科斯和美國海軍上尉唐.沃爾什搭乘「迪里亞斯特」號下潛到了馬里亞納海溝的深處，距海面10916米（35813英尺）。之後的二十年中，改進型深海潛水器「迪里亞斯特II」號一直在美國海軍中服役。它承擔了許多深海探險任務，包括搜尋美國海軍失事的「天蠍」號核潛艇的殘骸和打撈墜入海底的航天器裝置。
不過最著名的深潛器還是「艾爾文」號，1964年專門為美國海軍建造，並由伍茲.霍爾海洋科學研究機構管理使用。「艾爾文」號可以搭乘3名研究人員，並且能夠下潛到4500米（14764英尺）的深度。在將近40年的服役生涯中，「艾爾文」號一共有4000多次深潛經歷。它找到了美軍丟失的氫彈，勘測過海底火山口。另外，它還是第一艘到訪過泰坦尼克號沉船的載人潛水器。不過「艾爾文」號曾經發生過一次事故而沉入了海底，幸好沒有人員傷亡。過了整整一年之後，它才被打撈上來。

E. 2012年6月，「蛟龍」號載人潛水器創造了我國載人深潛新紀錄，實現了我國深海技術發展的重大跨越．（1）「

（1）鈦合金屬於金屬材料；它的硬度大於金屬鈦的硬度；故填：金屬；大於；
（2）空氣中氧氣的體積分數約為21%，所以載人艙里的氣體與外界空氣相同，其中氧氣的體積分數約為21%；故填：21；
（3）溫度降低，礦物的溶解度減小，而海水中溶有豐富的礦物質，遭遇冷水後降溫結晶析出，所以海水中的豐富礦物在重返地表時遭遇冷水後沉積；甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水，反應的化學方程式：CH₄+2O₂