撰文/尤小塔
海面下的“較量”
——深潛器VS潛水艇
撰文/尤小塔
今年6月,隨著蛟龍?zhí)胶?000米的開始,深潛器這個常年被“鎖定”在專業(yè)領(lǐng)域的名詞,逐漸被大眾所了解。當(dāng)“蛟龍”號一次次地打破深潛紀(jì)錄,并最終定格在7062.68米時,人們對深潛器的好奇也在不斷加深,這個在海底遨游的“大家伙”到底有什么能耐?它和它的“近親”潛水艇又有著怎樣的不同呢?
潛水艇,又稱潛艇,在它被發(fā)明之前,人類對海平面以下的世界充滿了好奇,卻又不知如何到達(dá),因為水壓是無法跨越的困難。直到1578年,英國科學(xué)家威廉·伯恩在他的著作《發(fā)明》一書中詳細(xì)地設(shè)計了一艘能夠在水下航行的船,這是人類第一次以書面形式提出潛水艇的設(shè)想。40年后,荷蘭物理學(xué)家科尼利斯·德雷貝爾根據(jù)威廉·伯恩的構(gòu)想,造出了人類第一艘潛水艇。盡管這個看上去更像皮囊的“大家伙”與現(xiàn)代潛水艇并沒有太多的相似之處,但實際上,它已經(jīng)具備了潛水艇的基本要素,包括它木質(zhì)的艇體、隔水的涂油牛皮,以及用來控制下潛上浮的羊皮囊。
深潛器的誕生顯然晚了許多,在潛艇構(gòu)想被提出整整350年后,人類第一艘深潛器才被設(shè)計制造出來。1928年,美國人奧蒂斯·巴頓制造了第一艘球形深海探測裝置,這個巨大的“球”通過電纜和水面船舶連接,并在船舶的幫助下潛入海底。2年后,奧蒂斯·巴頓和物理學(xué)家威廉·比博乘坐這個裝置下潛到了245米。又過了2年,他們再一次刷新了這個紀(jì)錄,潛入923米的深海,這個紀(jì)錄直到15年后才被打破。
當(dāng)然,這兩個相距350年誕生的“大家伙”在用途上還是有著明顯的不同。潛水艇從設(shè)計之初,就將“載人”、“運(yùn)輸”作為重要目的之一;而深潛器并非如此,它更注重的是能夠潛入多深的海底、能夠看到多美妙的奇景。因此,盡管深潛器的誕生較晚,但它的發(fā)展速度一點(diǎn)都不比潛水艇慢。在潛水艇越做越大、在海里潛伏時間越來越長、動力越來越高科技的同時,深潛器也越潛越深。
早期的深潛器模型
美國海狼級攻擊性核潛艇
在深潛器被發(fā)明之后,瑞士探險家斯特·皮卡德對深潛器進(jìn)行了巨大的改進(jìn)。他認(rèn)為,深潛器要潛得更深,必須加裝作為保護(hù)的壓力艙,使其在深海中不至受困于海水的壓力。因此,皮卡德設(shè)計的深潛器“迪利亞斯特”號多了鋼制潛水球和浮筒,其中,潛水球可以放入重物加壓,使得深潛器下沉;浮筒則充滿比海水密度小很多的輕汽油,用于深潛器的上浮。同時,他還為深潛器加裝了推進(jìn)裝置,使其可以完全拋掉纜繩,獨(dú)立地在海洋里完成任務(wù)。1953年,“迪利亞斯特”號的“處女潛”達(dá)到了1088米的深度,并在隨后的一年里,不斷刷新人類深潛的紀(jì)錄,最終在同年9月,潛到了海底3150米深?!暗侠麃喫固亍碧柕某晒Γ鹆塑姺降淖⒁?,1958年,它被高價賣給美國軍方。之后,它又一次刷新了由它自己保持的紀(jì)錄——1960年1月20日,它潛入了世界海洋的最深處10916米的馬里亞納海溝。
就在深潛器不斷挑戰(zhàn)海洋深度的同時,潛水艇也在技術(shù)革新中迎來了“核時代”。從美國獨(dú)立戰(zhàn)爭,潛艇“海龜”號第一次擊中敵艦開始,各國軍方對潛艇的研發(fā)就從未停止。顯然,相對于深潛器這種以潛入深海完成各種科研使命為目的的工具,潛艇更具有攻擊性——就像數(shù)千萬年前的海洋龍和上龍,一個有著出眾的游泳能力和溫和的個性;一個有著鋒利的牙齒和暴虐的性情。第二次世界大戰(zhàn)中,潛艇被普遍地使用到海戰(zhàn)中,正是因為這樣大規(guī)模的使用,潛艇存在的許多問題被暴露出來。其中最嚴(yán)重的就是續(xù)航時間受到電池蓄電量的嚴(yán)重限制,導(dǎo)致潛艇必須在航行一段時間后浮出水面充電,而這個過程尤其容易受到攻擊,要知道,潛艇對于來自空中的攻擊幾乎是沒有任何抵抗力的;同時,電池的蓄電量還嚴(yán)重地制約了潛艇的速度,使其無法在水面下潛行時追上快速航行的艦船。因此,各國都迫切地希望有一種新的方式可以為潛艇提供更強(qiáng)大、更持久的動力。
于是,在“迪利亞斯特”號成功潛入3159米海底的同時,“核潛艇之父”海曼·里科夫帶著他的團(tuán)隊造出了人類第一艘核潛艇“鸚鵡螺”號。它改變了常規(guī)潛艇的動力提供模式,在試驗中用84小時潛航了1300千米,超過當(dāng)時的常規(guī)潛艇,而且它幾乎沒有噪音,因此具備更好的隱蔽性。在之后的時間里,“鸚鵡螺”號用它卓越的性能證明了核潛艇的優(yōu)越性,從制造完成下水,到1957年4月,整整3年時間,它在沒有補(bǔ)充燃料的情況下持續(xù)航行了11萬多千米;并且在1958年,從冰層下穿過了北冰洋冰冠,駛?cè)氪笪餮蟆?/p>
但即使是最先進(jìn)的核潛艇,也只能到達(dá)6000米的深度,并且無法在這個深度完成攻擊。而這個深度對深潛器來說,實在是“小兒科”。除了保持至今的10916米紀(jì)錄,深潛器在深海中的工作能力也有目共睹。美國海軍最傳奇的“阿爾文”號,曾經(jīng)幫助美軍找到了墜落在地中海的氫彈,并且在重建之后參與了對“泰坦尼克”號沉船的考察。不過,深潛器盡管可以在更深的海域里完成自己的使命,卻始終無法離開母船的支持,它在海中的航行能力甚至不如普通潛艇,這也決定了它不可能出現(xiàn)在戰(zhàn)爭中,畢竟,它甚至連“逃跑”都無法做到。
蛟龍?zhí)?000米級海試第四次下潛前,海試隊員正在為下潛做著準(zhǔn)備。攝影/趙建東
20世紀(jì)以來,深潛器與潛水艇呈現(xiàn)出一種齊頭并進(jìn)的態(tài)勢。越來越多的國家開始研發(fā)及掌握深潛器技術(shù),擁有核潛艇戰(zhàn)隊的國家也逐漸增加。目前,全世界有各種載人深潛器共200余艘,并有載人和無人混合潛水器32艘,這些深潛器主要用于民用領(lǐng)域,尤其在海洋石油工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用。與此同時,擁有核潛艇的國家也上升到6個,中國海軍的核潛艇戰(zhàn)隊也已經(jīng)成為“公開的秘密”。
中國第一艘核潛艇“長征一號”,即091型核潛艇于20世紀(jì)70年代下水,隸屬于北海艦隊,是一艘攻擊性核潛艇。之后,中國海軍又成功建造了092型戰(zhàn)略導(dǎo)彈核潛艇、093型攻擊核潛艇和094型彈道導(dǎo)彈核潛艇。在和平年代,強(qiáng)大的核潛艇隊伍為維護(hù)祖國的穩(wěn)定做出巨大貢獻(xiàn)。
技術(shù)的不斷革新促使?jié)撏c深潛器的高速發(fā)展。潛艇技術(shù)的發(fā)展,為深潛器的更新?lián)Q代提供支持。盡管深潛器有母船的支持,但是自身在海底必須有一定的動力,才能夠完成任務(wù)。因此,潛艇對速度的追求,使它幫助深潛器先行試驗了種種燃料的可用性,為深潛器的動力來源提供了更多的選擇。同時,深潛器在深入海底更深處的實驗中,也不斷更新著技術(shù)。例如此次“蛟龍”號的深潛,讓“三大技術(shù)”浮出水面:自動定航功能,只需設(shè)定好方向,便可自動潛行;懸停定位功能,能夠在海中“定住”,精確地完成取樣等工作;深海通信功能(即高速水聲通信技術(shù)),讓深海中的通訊更加順暢。而這些技術(shù),對潛艇的發(fā)展同樣有著不可估量的作用。
深潛器與潛水艇雖然被運(yùn)用于不同的領(lǐng)域,并且在構(gòu)造上也有著諸多差異,但是它們的技術(shù)在某種程度上是相通的。兩者雖然不可能最終“進(jìn)化”為同一樣屬性的“物種”,但“近親”的關(guān)系,會讓它們更加“親密”。
“鸚鵡螺”號核動力潛艇(USS Nautilus SSN-571)是隸屬于美國海軍的一艘作戰(zhàn)用潛水艇。它除了是世界上第一艘實際運(yùn)作服役的核子動力潛艇外,也是第一艘實際航行穿越北極的船只。
潛水艇從設(shè)計之初,就將“載人”、“運(yùn)輸”作為重要目的之一。
如今,深潛器被應(yīng)用到更多的領(lǐng)域。除了用于水下攝影、采集,并開展?jié)撍t(yī)學(xué)和生理學(xué)研究之外,它更多地被用于協(xié)助進(jìn)行深海石油資源的勘探與開發(fā),或檢修海底電纜管路、運(yùn)送潛水員執(zhí)行水下任務(wù)等。當(dāng)然,它也可以用于軍事領(lǐng)域,不過作用依舊“溫和”,多數(shù)是用于偵查、掃雷、營救一類的工作。6月30日,“蛟龍”號完成了它7000米海試的全部內(nèi)容,在短暫的休整后,即將投入應(yīng)用階段。這個集中國最先進(jìn)深潛技術(shù)于一身的“大家伙”,將探索南海水下的生物,為中國的“南海深部計劃”提供最大的支持。它將為中國的載人深潛領(lǐng)域帶來怎樣的變革?是否會與中國的核潛艇戰(zhàn)隊進(jìn)行合作?我們拭目以待。