深海载人潜水器发展历史

A. 中国研制的深海载人潜水器

蛟龙号。此前进行了5000米深潜海试成功。近日将进行7000米深潜海试。国外1960年已经进行10960米载人深潜海试成功。今年美国导演卡梅隆私人进行了11000米载人深潜成功。中国7000米深潜海试是中国的一大进步，让人欣喜，与世界水平相比，落后又是那么巨大让人悲哀。中国为什么这么落后呢？造成落后的根本原因是什么？

B. 我国载人深潜技术研究的历史和现状

中国船舶重工集团公司“蛟龙”人已为之奋斗了十年，一次次设计、一次次试验，用实际行动浇铸了“严谨求实、团结协作、拼搏奉献、勇攀高峰”的中国载人深潜事业，谱写了海洋事业发展的新篇章。在太平洋马里亚纳海沟，自主设计、自主集成的深海载人潜水器——“蛟龙”号再次冲破7000米深海，达到7035米，完成了全流程功能验证等各项深海科考试验，顺利返回海面，标志着深海载人潜水器7000米级海试取得圆满成功，成为拥有作业深度最深的载人潜水器。

C. 水下机器人的发展历程

从1953年至1974年为第一阶段，主要进行潜水器的研制和早期的开发工作。先后研制出20多艘潜水器。其中美国的CURV系统在西班牙海成功地回收一枚氢弹，引起世界各国的重视。
1953年第一艘无人遥控潜水器问世，到1974年的20年里，全世界共研制了20艘无人遥控潜水器。特别是1974年以后，由于海洋油气业的迅速发展，无人遥控潜水器也得到飞速发展。
无人有缆潜水器的研制80年代进入了较快的发展时期。1975至1985年是遥控潜水器大发展时期。到1981年，无人遥控潜水器发展到了400余艘，其中90%以上是直接；或间接为海洋石油开采业服务的。海洋石油和天然气开发的需要，推动了潜水器理论和应用的研究，潜水器的数量和种类都有显著地增长。载人潜水器和无人遥控潜水器（包括有缆遥控潜水器、水底爬行潜水器、拖航潜水器、无缆潜水器）在海洋调查、海洋石油开发、救捞等方面发挥了较大的作用。
1985年，潜水器又进入一个新的发展时期。80年代以来，中国也开展了水下机器人的研究和开发，研制出“海人”1号(HR-1)水下机器人，成功地进行水下实验。 1988年，无人遥控潜水器又得到长足发展，猛增到958艘，比1981年增加了110%。 这个时期增加的潜水器多数为有缆遥控潜水器，大约为800艘上下，其中420余艘是直接为海上池气开采用的。无人无缆潜水器的发展相对慢一些，只研制出26艘，其中工业用的仪8艘，其他的均用于军事和科学研究。另外，载人和无人混合理潜水器在这个时期也得到发展，已经研制出32艘，其中 28艘 用于工业服务。
1980年法国国家海洋开发中心建造了“逆戟鲸”号无人无缆潜水器，最大潜深为6000米。“逆朗鲸”号潜水器先后进行过130多次深潜作业，完成了太平洋海底锰结核调查海底峡谷调查、太平洋和地中海海底电缆事故调查、洋中脊调查等重大课题任务。1987年，法国国家海弹开发中心又与一家公司合作，共同建造“埃里特”声学遥控潜水器。用于水下钻井机检查、海底油机设备安装、油管辅设、锚缆加固等复杂作业。这种声学遥控潜水器的智能程度要比“逆戟鲸”号高许多。
1987年，日本海事科学技术中心研究成功深海无人遥控潜水器“海鲀3K”号，可下潜3300米。研制“海鲀3K”号的目的，是为了在载人潜水之前对预定潜水点进行调查而设计的，供专门从事深海研究的，同时，也可利用“海鲀3K”号进行海底救护。“海鲀3K”号属于有缆式潜水器，在设计上有前后、上下、左右三个方向各配置两套动力装置，基本能满足深海采集样品的需要。1988年，该技术中心配合“深海6500”号载人潜水器进行深海调查作业的需要，建造了万米级无人遥控潜水器。这种潜水器由工作母船进行控制操作，可以较长时间进行深海调查。这种潜水器可望在1992年内建成，总投资为40亿日元。日本对于无人有缆潜水器的研制比较重视，不仅有研究项目，而且还有较大型的长远计划。
1988年，美国国防部的国防高级研究计划局与一家研究机构合作，投资2360万美元研制两艘无人无缆潜水器。
1990年，无人无缆潜水器研制成功，定名为“UUV”号。这种潜水器重量为6.8吨，性能特别好，最大航速10节，能在44秒内由0加速到10节，当航速大于3节时，航行深度控制在土1米，导航精度约0.2节/小时，潜水器动力采用银锌电池。这些技术条件有助于高水平的深海研究。另外，美国和加拿大合作将研制出能穿过北极冰层的无人无缆潜水器。
中国水下机器人2009年首次在北冰洋海域冰下调查。“大洋一号”科学考察船第21航次就在开始不久的第三航段考察中，“大洋一号”首次使用水下机器人“海龙2号”在东太平洋海隆“鸟巢”黑烟囱区观察到罕见的巨大黑烟囱，并用机械手准确抓获约7千克黑烟囱喷口的硫化物样品。这一发现标志着中国成为国际上少数能使用水下机器人开展洋中脊热液调查和取样研究的国家之一。依靠“大洋一号”船的精确动力定位，中国自主研制的水下机器人“海龙2号”准确降落抵达“鸟巢”黑烟囱区海底，并展开了摄像观察、热液环境参数测量。
2012年10月，中国首款“功能模块”理念智能水下机器人问世。哈尔滨工程大学船舶工程学院5人团队，在指导教师张铁栋带领下，依托水下机器人国防重点实验室，历时一年自主设计出国内首款“多功能智能水下机器人”，首次将“功能模块”理念应用于水下机器人领域。该款机器人可根据需要选择不同模块随时“换芯”、随时变身，可应对各种复杂水下作业。
这款机器人获得首届“全国海洋航行器设计与制作大赛”实物制作类特等奖。该项目中自主研发应用的永磁式平面磁传动推进器、永磁式平面磁传动机械手、改装水密接插件均属国内首创，具有重要的推广价值。
2012年日本正在实施一项包括开发先进无人遥控潜水器的大型规划。这种无人有缆潜水器系统在遥控作业、声学影像、水下遥测全向推力器、海水传动系统、陶瓷应用技术水下航行定位和控制等方面都要有新的开拓与突破。这项工作的直接目标是有效地服务于200米以内水深的油气开采业，完全取代由潜水人员去完成的危险水下作业。
在无人有缆潜水技术方面，始终保持了明显的超前发展的优势。根据欧洲尤里卡计划，英国、意大利将联合研制无人遥控潜水器。这种潜水器性能优良，能在6000米水深持续工作250小时，比正在使用的只能在水下4000米深度连续工作只有l2小时的潜水器性能优良的多。按照尤里卡EU-191计划还将建造两艘无人遥控潜水器，一艘为有缆式潜水器，主要用于水下检查维修；另一艘为无人无缆潜水器，主要用于水下测量。这项潜水工程计划将由英国；意大利、丹麦等国家的l7个机构参加。英国科学家研制的“小贾森”有缆潜水器有其独特的技术特点，它是采用计算机控制，并通过光纤沟通潜水器与母船之间的联系。母船上装有4台专用计算机，分别用于处理海底照相机获得的资料，处理监控海弹环境变化的资料，处理海面环境变化的资料，处理由潜水器传输回来的其他有关技术资料等。母船将所有获得的资料。经过整理，通过微波发送到加利福尼亚太平洋格罗夫研究所的实验室，并贮存在资料库里。
2015年3月19日，中国自主建造的首艘深水多功能工程船——海洋石油286进行深水设备测试，首次用水下机器人将五星红旗插入近3000米水深海底，这是国内首次用水下机器人将五星红旗插入近3000米水深的南海。

D. 深潜器的历史沿革

1928年，一位美国人，奥蒂斯巴顿发明并建造了第一艘球形深海探测装置。该装置通身都用钢铁建造，它可以从一艘水面船舶上通过连接的电缆下潜到海面之下。1930年，巴顿和另一名博物学家威廉.彼博一起乘坐这个球形装置下潜到了距海面245米的深度；1932年，他们又下潜到了923米的深度——这一纪录直到15年之后才被打破。后来彼博写了一本书《1/2英里之下》，他在书中详细描绘了所见到的奇异的海底生物。这些生物听起来就像是从外星来的，因此很多人怀疑彼博是在撒谎。不过，他并没有撒谎，海底世界对于人类来说就是一个完全不同的另类世界。
接下来在深海探测技术方面的重要进步就是由瑞士探险家奥古斯特.皮卡德发明的深海潜水器。该潜水器在巴顿的球形深海探测装置上加装了升力和推进装置，看起来比较像一艘粗笨的深海潜艇。如果把巴顿的球形深海探测装置比作水星太空船——功能和机动性非常有限，那么皮卡德的深海潜水器就是双子星太空船。皮卡德在对部分设计进行了一些改进之后，建造了第二艘潜水器并命名为“迪里亚斯特”号。1957年，美国海军购买了“迪里亚斯特”号。1960年，皮卡德的儿子雅科斯和美国海军上尉唐.沃尔什搭乘“迪里亚斯特”号下潜到了马里亚纳海沟的深处，距海面10916米（35813英尺）。之后的二十年中，改进型深海潜水器“迪里亚斯特II”号一直在美国海军中服役。它承担了许多深海探险任务，包括搜寻美国海军失事的“天蝎”号核潜艇的残骸和打捞坠入海底的航天器装置。
不过最著名的深潜器还是“艾尔文”号，1964年专门为美国海军建造，并由伍兹.霍尔海洋科学研究机构管理使用。“艾尔文”号可以搭乘3名研究人员，并且能够下潜到4500米（14764英尺）的深度。在将近40年的服役生涯中，“艾尔文”号一共有4000多次深潜经历。它找到了美军丢失的氢弹，勘测过海底火山口。另外，它还是第一艘到访过泰坦尼克号沉船的载人潜水器。不过“艾尔文”号曾经发生过一次事故而沉入了海底，幸好没有人员伤亡。过了整整一年之后，它才被打捞上来。

E. 2012年6月，“蛟龙”号载人潜水器创造了我国载人深潜新纪录，实现了我国深海技术发展的重大跨越．（1）“

（1）钛合金属于金属材料；它的硬度大于金属钛的硬度；故填：金属；大于；
（2）空气中氧气的体积分数约为21%，所以载人舱里的气体与外界空气相同，其中氧气的体积分数约为21%；故填：21；
（3）温度降低，矿物的溶解度减小，而海水中溶有丰富的矿物质，遭遇冷水后降温结晶析出，所以海水中的丰富矿物在重返地表时遭遇冷水后沉积；甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式：CH₄+2O₂