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碳纖維潛艇——深海探索的新利器

放大字體  縮小字體 發布日期:2013-11-16  來源:中國復材展組委會  瀏覽次數:116
核心提示:獨眼巨人號潛艇并不是第一個可以下潛3000多米深度的私人潛艇——James Cameron的私人潛艇曾在去年下潛到馬里亞納海溝底部近11000米的深度。

  當OceanGate的合作創始人Stockton Rush告訴人們,他的公司出租私人潛艇給研究人員和商業客戶使用的時候,人們的反應通常是比較茫然的,因為他們無法理解為什么會有人要租用私人潛艇。

  如今,Rush已經不滿足于僅僅出租公司現有的兩艘潛艇了。他正在嘗試使用重量輕卻擁有超強硬度的碳纖維來做一艘他自己的載人深海潛艇。

          

  在與華盛頓大學應用物理實驗室以及波音公司科技研發中心的共同合作設計下,Rush的獨眼巨人號能夠搭乘五名乘客并下潛至距海平面約3000米以下。預計2016年將首次亮相投入使用。

  OceanGate始于2009年,最初從一個私人擁有者手中購買了一艘五座潛艇。公司目前的旗艦Antipodes是于2010年投入使用的,并在過去的2年內完成了130次下潛。它的任務主要是在艾略特灣做沉船勘探工作,以及在墨西哥灣為一家石油鉆井平臺公司做環境影響評估。

  獨眼巨人號潛艇并不是第一個可以下潛3000多米深度的私人潛艇——James Cameron的私人潛艇曾在去年下潛到馬里亞納海溝底部近11000米的深度。不過Rush表示,獨眼巨人號仍是在這一深度海域中唯一一艘用于出租使用的潛艇。

  現今大部分的私人潛艇被政府批準的海下研究項目預定使用,只有少數可以用于商業或者私人出租。研究機構若想政府批準使用潛艇必須經過一個漫長且昂貴的路程。此外,提供僅用于研究項目使用的潛艇在經濟層面上并不可行。

  因此,當今年早些時候另一位聯合創始人Guillermo Sohnlein離開OceanGate去尋求潛艇旅游這一契機的時候,Rush揮師至此填補這一市場缺口。他說:“我看到了這一炙手可熱的商機,(市場)需要像獨眼巨人號這樣的潛艇,而我知道,我可以將它造出來。”

  Rush認為,獨眼巨人號就像一把“瑞士軍用手術刀”。它的設計可以使其獨自勝任電影攝制組,研究團隊,石油公司給出的多重任務。

  該潛艇的船體是由約17厘米厚的碳纖維復合材料超薄膜疊加制成。這一材料同樣應用于波音747的機翼以及優質的網球拍上,不過運用在深海船的制作中實屬罕見。

  傳統上來講,像這樣的船都是由鋼鐵制成以承受難以置信的壓力。而Rush使用更輕的碳纖維材料,使潛艇的體積和重量減少,卻扔擁有超強的承受能力,同時提高潛艇的速度,增大觀景窗的面積,給人完全不同的深海體驗。

  OceanGate預計投入1至2千萬美元的資金用于制造獨眼巨人號。其中有500萬美元是由威斯康星大學實驗室提供。這一項目的其他資金則是由OceanGate和其他未公開投資人共同承擔。Rush說:“深海工業投入的資金比人們想象的要多得多。”
  對于獨眼巨人號而言,最大的機會是應用于石油工業周圍環境的檢測以及鉆井平臺的勘察工作。獨眼巨人號的大多數工作可以運用ROV(水下機器人)遠程操控。不過檢測、數據收集和探索等工作還是由人工親自操作完成的更好,ROV在這些方面的運用還需要更多的下潛檢測才能確保無誤。
  Rush表示,即使一個研究團隊可以得到政府出租的潛艇或者ROV,它操作起來既不便宜也不容易。“你可以僅花費1萬美元租用一輛可以下潛3000米的深海工作ROV,但用來運送它的船,日租就要10萬美元一天。”而他的獨眼巨人號,由于不需要專門的運輸船只和繩索系統,所以未來的定價則估算在每天35000美元。

  波音公司對于潛艇船身使用碳纖維的設計做出了貢獻,不過在Rush表示他還不能明確公司未來能達到何種地位之后,波音公司減少了對此項目的技術支持。華盛頓大學的實驗室與OceanGate從2010年便開始合作,當引進使用西雅圖的水下成像設備公司Blue View的“Antipodes”技術來檢測新的聲吶設備和機械手臂的時候,Rush正于Blue View的董事會中任職。

  “在我看來,如果有一個技術專家團隊可以在一些設計和工程方面給予他的小公司一些幫助,會使他受益很多”,華盛頓大學實驗室副主任Robert Miyamoto說到,“而我們恰恰擁有一切設施。”

  Rush帶領著他的14名員工于1年前進駐華盛頓大學實驗室。Miyamoto認為,潛艇可以用來給在大學學習海洋學課程的學生一個親身經歷的實踐經驗。

  Rush回憶道“我曾經想做登上火星的第一人,但是前幾年我忽然意識到,我所夢想的太空探索實際上就是我所從事并鐘愛的海洋探索。”

  相較于商業用途,Rush更希望他的獨眼巨人號可以運用于深海探索的科學領域之中。但是,如果沒有與商業有效的掛鉤作為依附,研究便是無稽之談。

 
關鍵詞: 碳纖維 潛艇
 
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