潜艇只能下潜几百米,鱼类轻松几千米,人类技术达不到更深吗?
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还记得去年被深海压成肉饼的5名富豪吗?他们不信邪,非要下潜去探测“泰坦尼克号”残骸。最终连同探测器在内,5人被海水压成了一堆碎肉。
来自深海的压力相当恐怖,而多数人也时常有一个疑惑。那就是深海鱼类为何能轻松下潜数千米?
而人类拥有了先进的技术,至今像潜艇这类武器,其下潜的深度普遍只有几百米。究竟是人类没有下潜更深的技术呢?还是因为别的原因?
今天就来跟大家聊聊,人类技术和深海下潜之间的关系。
美俄潜艇下潜深度
潜艇这种武器诞生后,一直和深海保持着密切联系。尤其是在二战期间,潜艇战在几个大国间深度上演。从太平洋到大西洋,各个海域的深处都留下了潜艇的身影。
二战以后,几个大国不但拥有了数量更多的常规潜艇,而且也制造出了更大和下潜更深的核潜艇。
核潜艇作为战略级别武器,由于要进行隐蔽式核打击,所以潜艇往往会在更深的海域隐藏活动。尤其是在美苏对抗激烈的时期,两国都在研发下潜更深的潜艇。
比如美国的俄亥俄级核潜艇,其平均下潜深度可以达到400米。不过让人感到意外的是,最新的弗吉尼亚级核潜艇,下潜能力非但没有提高,还减少到了只有300米左右的水平。
这一水平,是大多数潜艇的极限下潜深度。对比之下,从苏联再到后来的俄罗斯,他们一直在研制下潜更深的潜艇。
比如俄式的麦克级核潜艇,曾经其下潜深度达到了1250米。此后,俄罗斯潜艇的研发,虽然也不再追求下潜深度,但俄国人研制的北风之神级核潜艇,下潜深度依然能达到450米。
综合来看,美国潜艇的下潜深度普遍在300米到500米之间,冷战期间曾制造过下潜深度达到600米的海狼级潜艇。但美国只制造了3艘,随后就不再继续研发了。
再后来,美国潜艇的下潜深度减少到了500米以内,能达到480米就已经是下潜的极限。冷战结束后,美国干脆不再追求下潜深度,300米左右就是很常规的水平了。
俄罗斯其实也是相同的理念,随后的下潜深度,保持在了400米到600米的水平。虽然比美国稍微深一些,但并没有到离谱的程度。
那么,我国潜艇的下潜深度又如何呢?
302米的下潜深度
相比于美俄两国,我国潜艇技术发展较晚,潜艇下潜深度多年来与美俄之间有一定的差距。
公开资料显示,上世纪80年代之前,我国潜艇的最大下潜深度还不超过300米。到了1988年,我国潜艇的最大下潜深度为302米。
这一水平显然比不过美俄两国,但是要知道这是近40年前的下潜水平。时至今日,我国各类型潜艇已经过了几代发展,因此下潜的深度肯定有所提升。
只不过公开资料有限,具体并没有相关的下潜深度数据。所以综合国内外的各种情况看,目前各国的潜艇下潜深度,基本都维持在300米到600米的水平。
不少人就要疑惑了,明明可以继续下潜,为什么各国都停止研发了呢?难道是技术上行不通吗?
下潜深度并非潜艇的主要追求
首先要明确一点,目前各大国的技术,有能力制造下潜更深的潜艇。比如我国研制的深海探测器,最大深度已经能下潜到马里亚纳海沟了。
这样的技术运用到潜艇上面,其实并没有难度。只不过各国的潜艇作战理念早已发生变化,并不刻意追求下潜的更深,而是要提升潜艇的综合作战技能。
关于这一点,先来看美国和苏联乃至后来俄罗斯理念的转变。
美国的军事力量可投送到全世界,潜艇更是在世界各地的海域游弋。然而美国人自始至终,并不刻意追求潜艇下潜的有多深。
为什么如此,就得先了解潜艇为何要隐藏。在没有专门的追踪技术之前,探测潜艇主要靠声纳雷达,潜艇下潜的相对够深,理论上被发现的可能性也就越低。
这也是为什么,在技术上各国都追求下潜的深的缘故。但除了深浅以外,潜艇运行过程中发动机产生的噪音大小,也直接影响到潜艇是否隐蔽得当。
在这方面,美国的技术相对较好,潜艇的噪音处理,要比苏联时期的潜艇好很多。由于能尽量做到悄无声息,所以美国潜艇下潜深度达到一定程度后,技术上就不再去刻意追求了。
相比于苏联时代的潜艇,美国潜艇已经能达到一定深度,噪音又很低,所以在研发上,美国人可以更多去关注潜艇别的方面的技术。
苏联时期的潜艇为什么要追求深度,恰恰就是因为苏联潜艇的降噪处理技术没有美国好。如此一来,苏联只能以潜艇的深度,来尽量弥补噪音过大产生的劣势。
此外,冷战时期的苏联人一直追求和美国在全球海域争霸,而苏联又没有美国数量众多的航母。
所以为了弥补上述一系列不足,苏联在研发潜艇的时候,就希望它能下潜的更深,航速又更快。这样一来,具有深潜能力的潜艇,就能在大洋深处隐蔽活动。
换言之,苏联用下潜更深的潜艇,跟美国玩了几十年的深海捉迷藏游戏。冷战结束后,两国的潜艇战思维都发生了变化。
在美国人看来,俄罗斯的潜艇已不再是威胁,为了能打局部战争,甚至用潜艇对陆地目标展开攻击,美国需要的潜艇是能近海作战。
而近海海域的水深并不大,所以也就不去追求潜艇的下潜深度了。同样对俄罗斯来说,过去深海式的对抗不复存在,潜艇下潜技术只要保持原有的水平即可。
相比之下,我国潜艇的研发理念,也有自己的特色。
多年以来,我国海军一直是在近海海域防御作战的理念。在这样一个区域内,潜艇的下潜深度并不是主要的追求目标。
时至今日,我国又在大力研发航母,在作战上可以和潜艇形成互补。这种局面下,即使我国潜艇前往太平洋海域活动,下潜深度只需保持在常规水平即可,而没必要刻意追求太深。
说白了,下潜更深是为了隐藏,与其追求深度,不如研发降噪技术和武器系统。毕竟下潜深度达到一定程度后,潜艇技术的综合发展才更有利。
那么在下潜深度上,各国的潜艇又运用了怎么样的技术呢?
钛合金技术的高强度
海水的压强相当大,而且和深度呈正相关,就是说下潜的越深,物体遭受的压力也就越大。
如果一艘潜艇是用普通钢材料制成的,其下潜深度达到极限后,整艘潜艇就会被挤压成纸片状。
这说明,冷战时期的苏联能制造出下潜1200多米的潜艇,是因为具备了抗压技术。而这项技术,就是潜艇使用了钛合金材料。
钛合金具有极高的强度,同样的压力和温度下,相对于别的金属材料,钛合金不会发生变形。除此之外,钛合金还具有极强的抗腐蚀能力。
从公开的资料看,我国还在上世纪60年代,就具备了高强度金属材料的研制能力。彼时研制出来的一系列金属材料,强度达到了590兆帕,比美国当时核潜艇材料的强度都要高出40兆帕。
而在眼下,我国的深海探测器之所以能轻松下潜到万米海底,是因为拥有了超高强度钛合金材料的制造能力。不但强度高,韧性和抗腐蚀能力也很强悍。
所以说,目前的技术可以保证潜艇下潜的更深,只是从作战理念来看,各国都不刻意追求这个目标了。
这不仅又会让人发出感叹,人类需要研发大量的技术,才能保证下潜的更深。海洋里的鱼类,为什么就能轻松下潜呢?
鱼类的下潜能力
海洋鱼类以鲸鱼为例,由于品种不同,其下潜的深度也存在差异。
一般的小型齿鲸类,下潜深度可以达到100米到300米,这一水平,已经和常规的潜艇类似了。
如果是长须鲸,则可以轻松下潜到300米到500米的海底。它们的身体就是如此抗压,这水平已经超过常规潜艇的下潜能力了。
要是抹香鲸的话,下潜深度就更大了。目前已知的资料显示,抹香鲸的下潜深度,可以达到1000米到3000米之间。当然,抹香鲸也可能下潜的更深,只不过人类没有发现而已。
抹香鲸能下潜这么深,是因为它的身体结构能轻松适应海底的压强。
鲸鱼的骨头连接处是松弛的,肺部在低压强的情况下也是柔软的。而一旦向深海下潜,松弛的骨头连接会被挤压,肺部也会最大程度压缩。
这相当于鲸鱼经过收缩成了一团,身体内部更像变成了实心状态。在这种情况下,无论压强有多大,它都能够轻松承受。
鲸鱼并非下潜最深的,一种叫马里亚纳狮子鱼的鱼类,它可以轻松生活在8000米深的海底。
人类之所以承受不住深海压力,是因为身体结构导致的内外压力不一致。深海鱼类则不一样,它们的身体构造,就是为抗压而存在的。
大量的深海鱼类,几乎没有骨骼和肌肉,它们的身体只拥有更多的脂质,这可以帮助鱼类抵抗来自深海的压力。
有意思的是,深海鱼类是不能上浮到浅海区域生存的。因为它们的身体结构早已适应了深海环境,如果将它们带到浅海区域,身体内外的压力突然失衡,它们的整个身体就会被撑开爆掉。
从技术的角度看,人类研发具有深潜能力的潜水器,所运用技术的原理,跟深海鱼类的身体结构类似。只不过人类需要研发相关的材料,再利用材料和技术,才能制造出深海潜水设备。
结语
300米的深海,大气压强达到31。人类如果处在这一区域,相当于身体表面每平方厘米就要承受30公斤左右的压力。
下潜越深压强也越大,在马里亚纳海沟,可以达到1100个大气压。这种压强下,哪怕是一辆坦克,也能瞬间把它压成扁片。
而我国的深海探测器,已经能够下潜到这么深的海域了。充分说明在技术上,我们能够制造下潜更深的设备。
参考资料:
《潜艇最大能潜多深?“掉深”有那么恐怖吗?》 科普中国 2018年7月10日
《深海压力那么大,深海鱼为什么没被压死?》 科普中国 2020年12月11日
《潜水艇是如何下潜上浮的?为啥鲸鱼能下潜千米而潜艇不能》 钱江晚报 2021年10月29日
《海底的压力有多大?》 中国海洋发展研究中心 2021年8月20日
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