想要对海洋进行更深刻的认识,就必须要到海底下去,去瞧一瞧海洋深处究竟藏着什么秘密。于是,早在16世纪就有人提出“水下航行船体结构”理论,到了17世纪20年代,荷兰物理学家科尼利斯•德雷尔成功制造出历史上第一艘,能够潜入水下并在水下行进的“船”。这一发明开辟了人类探索海洋的新道路,后因战争催生,科技进步,潜艇迅速发展,到了1879年,第一艘现代化潜艇诞生。现代化潜艇正是根据鲸鱼的结构特点制造出来的。鲸鱼可以利用肺中的空气在水中的浮力使自己上浮下潜,而潜艇的上方设有压载水舱,往压载水舱里注水,潜艇的重量变大,潜艇就下潜;将压载水舱里的水排出,使其中充满空气,潜艇变轻,潜艇就上浮。
“奋斗者”号为何能下潜上万米?既然要维持内外压力的平衡,那可以通过人为地将潜艇内部的压力加大来平衡深海中的高水压吗?答案是不能。潜艇内部的压强必须与陆地上的压强保持一致,这不仅仅是考虑到人类在里面的生存问题,而且很多内部设备也只有在标准大气压下才能正常运转,所以想要提高潜艇的下潜深度,只能靠坚硬的外壳抵抗来自深海的压强,保护潜艇不被压扁。
想要提高潜艇的下潜深度,最大的困难就是如何抵抗深海带来的高压。从目前的潜艇结构来看,要想抵抗高压,必须制造出更坚硬的材料来作为潜艇的外壳。从理论上分析,借鉴鲸鱼肺的运作机理,在深海区提高潜艇内部的压强实现内外压强统一也可提高下潜深度,但前提要解决潜艇内设备在高压下的运作问题。除此之外,深潜带来的难题还有海下通讯困难、海水导致潜艇灵活性降低、海下作业困难等等。
“奋斗者”号为何能下潜上万米?2020年11月10日,中国载人潜水器“奋斗者”号在西太平洋马里亚纳海沟成功下潜突破一万米,再创中国载人深潜的新纪录。我国载人潜水器研究虽然起步较晚,但后来居上,发展迅速,短短五十年时间,我国载人深潜领域已达世界领先水平。从“蛟龙号”到“奋斗者”号,科学家独创的新型钛合金材料,采用电子束焊接技术,给“奋斗者”号穿上了“铠甲”,让“奋斗者”号更加坚固,潜水器的整体耐压水平大大提高。