深海潜水器

“的里雅斯特号”深海潜水器（1958年）

深海潜水器（英语：bathyscaphe）是一种可自主下潜的深海潜航器，其设计概念源自早期的深海球（Bathysphere），但与后者通过缆绳从水面下放不同，深海潜水器的乘员舱悬挂于浮力舱下方，具有自主航行能力。

设计原理

深海潜水器的浮力舱填充汽油作为浮力材料，因其具备易获取、浮力大且几乎不可压缩的特性。汽油的不可压缩性使浮力舱结构可大幅轻量化，因内外压力能自动平衡而不产生压差。相对地，乘员舱需承受极大压力差，故采用厚重结构建造。在水面上时，可通过将浮力舱内汽油替换为密度更大的海水来精确调整浮力状态。

该名称由首创者奥古斯特·皮卡尔结合古希腊语词汇βαθύς（意为“深”）与σκάφος（意为“船只”）所创。

运作机制

“的里雅斯特号”内部结构示意图

下潜时通过向压载舱注水实现，但与潜艇不同，深海潜水器无法用压缩空气排水上浮，因其设计作业深度（如挑战者深渊底部压力超过标准高压气瓶的7倍）使排水不可行。上浮时需释放铁砂作为压载物，这些铁砂将永久遗落海底。铁砂储存于底部开口的漏斗形容器，由电磁铁固定于颈部。此为故障安全设计——电力中断时铁砂会自动释放，确保潜水器自主上浮。

发展历史

首艘深海潜水器FNRS-2由比利时科学家奥古斯特·皮卡尔于1946-1948年间建造，以比利时国家科学研究基金会命名（其前身FNRS-1为皮卡尔1938年用于平流层探测的气球）。动力系统采用电池驱动的电动机，浮力舱容积37,850公升（8,330英制加仑；10,000美制加仑）航空汽油。因无进出通道，乘员舱需在甲板装卸。早期下潜记录详见雅克·库斯托著作《沉默的世界》，书中记载“该潜器能承受深海压力，却毁于轻微风浪”。后续FNRS-3采用原FNRS-2的乘员舱并配备更大的75,700公升（16,700英制加仑；20,000美制加仑）浮力舱。

皮卡尔设计的第二代实为第三艘潜器“的里雅斯特号”，1957年由美国海军自义大利购入。其配备2个压载水舱及11个总容积120,000公升（26,000英制加仑；32,000美制加仑）汽油的浮力舱。

重大成就

1960年，“的里雅斯特号”搭载皮卡尔之子雅克·皮卡尔与唐·沃尔什抵达马里亚纳海沟的挑战者深渊——当时已知地球表面最深点。

仪表显示深度37,800英尺（11,521米），后经盐度与温度校正为35,813英尺（10,916米）。1995年更精确测量显示实际深度为35,798英尺（10,911米）。配备强光灯的潜器乘员观察到海床布满硅藻软泥，并记录到“类似鳎鱼的扁平鱼类，约长1英尺宽6英寸（30×15公分）”。此发现证实完全无光环境仍存在生命。

相关条目

• 1948年 FNRS-2
• 1953年FNRS-3
• 1953年 “的里雅斯特号”
• 1961年“阿基米德号”
• 1964年“的里雅斯特II号”
• 1964年“阿尔文号”
• 1964年“铝潜器”
• 1970年“深海6500”
• 1987年“和平号”
• 2012年“深海挑战者号”
• 2018年“极限因子号”
• 深海探测
• 潜水钟
• 海极级深潜器
• 潜航器
• 潜水技术年表

外部链接

• Barham EG. Siphonophores and the Deep Scattering Layer. Science. May 1963, 140 (3568): 826–828. Bibcode:1963Sci...140..826B. PMID 17746436. S2CID 43485719. doi:10.1126/science.140.3568.826. 
• 美国海军下潜记录（含照片）
• Brewington, Krystal. 深海潛水器最深下潛紀錄. 物理事实手册. 2003. 
• 的里雅斯特号深海潜水器历史
• FNRS-2
• "法国深海潜水器下潜13,000英尺"《大众机械》，1954年5月，第110–111页。
• 深海挑战者号——马里亚纳海沟下潜（2012/03/25）