深海潜水器应具备哪些安全功能

    近日，美国海岸警卫队证实，探访“泰坦尼克”号沉船的“泰坦”号深海潜水器在水下解体，5名乘客全部遇难，“泰坦”号的部分残骸与“船只灾难性内爆”相符。

    澳大利亚阿德莱德大学机电工程学院副教授埃里克·弗西尔发表文章称，大多数在深海作业的潜水器和潜艇都有一个由高屈服强度的单一金属材料制成的压力容器。对于下潜相对较浅的深度（大约小于300米）的潜水器，其压力容器材料通常是钢；对于较深的深度，则用钛。

    钛或厚钢的压力容器通常是球形的，可承受在3800米的深度（“泰坦尼克”号残骸所在的深度）可能出现的破碎压力。然而“泰坦”号却不同，它的压力容器是由钛和复合碳纤维组合制成的。

    从结构工程的角度来看，这有点“不寻常”。钛是有弹性的，可适应更大范围的压力，在恢复到大气压力后不会留下任何可测量的永久应变（或称“塑性应变”）。它会收缩以适应压力，并在压力减轻时重新膨胀。而碳纤维复合材料要硬得多，与钛的弹性不一样。

    由于这些材料之间的差异，完整性会受到某种程度的损失。复合材料有可能出现“分层”，导致增强层的分离。这将产生一个缺陷，即由于水下压力而引发瞬间内爆。在不到一秒钟的时间里，这艘潜水艇会被3800米水柱的重量压倒，它将立即塌陷。内爆本身会在不到20毫秒的时间内杀死所有人，人脑甚至无法以这种速度处理信息。

    那么，潜水器应具备哪些安全功能？首先是“适航性”，即是否适合使用，是否可安全操作，以及是否符合环境保护的要求。

    其次是耐压性。潜水器和潜艇的形状一般是球体或圆柱体，这种情况在几何上更能抵抗破碎的压力。船体的任何缺陷都可能导致瞬间内爆。

    潜水器还需要有足够的氧气储备、可靠的主电源和备用系统，以及在断电的情况下有备用动力源（例如液压），这将有助于释放安全绳并升回水面。

    还有一点是潜水器需要具备安全系统。GPS、便携式卫星电话和自动识别系统都不能在水下使用，为此一些潜艇配备了遇险信标，相当于紧急无线电示位信标。

    （《科技日报》6.26 张佳欣）