正在建造的中國載人潛水器計劃2020年挑戰(zhàn)下潛海底萬米深度。近日,萬米潛水器的核心構(gòu)件——載人球艙沖壓成功,為潛水器的建造奠定了基礎(chǔ)。
核心構(gòu)件載人球艙沖壓成功
所謂沖壓,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(qū),也是整個潛水器的內(nèi)部主體構(gòu)件和核心技術(shù)之一。
在這個巨大的車間里,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,透著紅光和熱氣,此刻溫度達到600度以上,隨時有爆裂的危險,科學(xué)家們都捏著一把汗。
經(jīng)過仔細檢查,碗狀物再次回爐加熱,等待第二次沖壓。10多個小時過去了,第二次沖壓開始,“大碗”經(jīng)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,載人球艙沖壓成功。半球沖壓成功后,將再制造一個相同直徑的半球,兩個半圓對在一起,形成完整球艙,后續(xù)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,水下壓強隨著深度增大,達到一萬米的海底后,潛水器承受的壓力相當于將一輛轎車的重量,壓在小拇指的指甲蓋上。而載人艙是潛水器的心臟,要保證球艙里的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(shè)計到制造全部是自主研制創(chuàng)新,其中經(jīng)歷了很多難以想象的困難和挑戰(zhàn)。
寶雞鈦業(yè)股份有限公司總經(jīng)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(shù)據(jù)可以參考,相當于第一個吃螃蟹,所以挑戰(zhàn)難度非常大。
從鈦合金的選材到建造,載人球艙凝聚了科學(xué)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(xué)院金屬研究所鈦合金研究部副主任 雷家峰:
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沖壓中,本身就存在著很大的風險,比如表面的開裂等,一直是我們最擔心的問題。
據(jù)了解,萬米載人潛水器使用壽命將達到30年,用于執(zhí)行水下考察、海底勘探、海底開發(fā)等任務(wù),按照計劃,中國將在2020年完成萬米級載人潛水器的研制,未來科學(xué)家將隨著它深潛萬米海底進行科考,探索深海大洋的未知世界。
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