中华学生百科全书-第233章
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轻装潜水
我们在前面叙述了裸潜、呼吸管潜水和重潜水。采用这些潜水方法，尤
其是重潜水，潜水员已经能够在较深的海下自由地遨游了。但是这些潜水方
法还不能使人完全像游鱼那样在水下自由地行动。即使是水平较高的重潜
水，人的后面也还是甩不掉两根长尾巴。人类怎样才能摆脱这些束缚，轻松
自在地在水下活动呢？科学家们一直没有停止对这些问题的探索。40 多年
前，一位法国海洋学家创造了自动供气的水下呼吸器，人们称之为“水肺”。
这种水肺主要是由呼吸面罩、呼吸囊、二氧化碳吸收器、阀门、管道及高压
气瓶组成。潜水员潜水时，把高压气瓶背在身后就可以供气了。附属的设备
有潜水服、脚蹼等。这种潜水方法称为轻潜水，也叫自携式潜水。今天我们
比较常用的潜水技术就是轻潜水。
现在世界上又出现了“电子肺”，这是一种新型的水下呼吸器，它是用
微型计算机来控制的。它可以随着下潜深度的变化，自动控制人工混合气体
的成分，来适应人体在不同深度下的生理要求。
潜水员用的加温器，现在也已达到了较高的水平。大家知道，在冷水下
面进行作业的潜水员是需要不断供暖的。开始只是尝试着把潜水服设计得防
水保暖性能好一些，但这只适用于水温不太冷的海域或海层。一旦在较冷的
水域工作，没有供暖设施就显得捉襟见肘了。它外形像个小桶，里面有一层
氧化铝和钼的催化剂。它的工作原理大致如下：将燃烧的氢气流（燃烧起来
不带烟）通过喷射器压入催化剂层，使之发生反应产生热量，并借助水衬衫
回收热量，再将变热的水用压缩机从水衬衫里送到潜水员的衣服里。这样，
加温器里面形成了一个循环系统，可以自动地不断地为潜水员供暖。人类的
探索仍在继续，像游鱼那样自由地在水下呼吸、遨游的愿望也日益变得强烈
起来。当前人工鳃已处于研究阶段。这是一种特殊的薄膜，能通过溶解在水
中的氧而不让水通过。有了它，潜水员就可以像鱼一样，直接呼吸来自水中
的空气，不必再携带复杂而笨重的水下呼吸器了。
饱和潜水
饱和潜水是人类对于潜水技术的又一个突破。在饱和潜水发现之前，人
们虽然掌握了足够的潜水技术，却仍然只是海底的匆匆过客。每个潜水员进
行一次潜水后，要花费大量的时间进行减压，这大大影响了工作效率。40 年
前，美国的一位乡村医生经过和同事们反复试验，获得了一个惊人的发现。
人如果在高压下逗留到一定时间，其血液组织里渗入的气体就会达到饱和程
度。从这一程度起，只要压力不变，即使再增加停留的时间，血液和组织里
的气体含量也不会改变。这就像一只盛满了水的杯子，它的含量达到了极限，
再加一滴也是不行的，无论把水龙头再开多长时间，效果总是一样的。根据
这一发现，潜水员在海洋的某个深度工作一段时间后，不必匆忙回到海面上
来减压，他可以继续在海中呆下去，直到工作干完后再返回海面，进行一次
减压就行了。这种潜水方法，就叫做“饱和潜水”。饱和潜水使潜水作业时
间大大增加了，潜水工作效率也得到了很大提高。饱和潜水的作业系统主要
有下列三种类型：甲板加压舱系统、水下居住舱系统和出入式深潜器系统，
它们都可以把潜水员送到海中进行长时间的工作。
甲板加压舱系统主要由潜水工作船、甲板加压舱、潜水钟等组成。潜水
员在甲板加压舱内加压或等候，工作时用潜水钟送到水下，再出钟作业。
水下居住舱系统由潜水工作船和水下居住舱等组成。
出入式深潜器系统由潜水工作船、出入式深潜器及大吊等组成。
在这里还应说明的是，随着饱和潜水技术的发展，各种深潜器相继问世。
这实际上是潜水的进一步延伸，也是潜水技术的一次革命。最近，微型单人
深潜器又试潜成功，这是当今深潜技术的最新发明。微型单人深潜器是一位
英国工程师设计制造的。深潜器的主体部分是由两个透明的丙稀塑料半球组
成的密封舱，附带着小巧的高能蓄电池箱和两只机械手。整个深潜器看起来
好像儿童游乐场里的游艺机。它装有 4 只小型电动机，4 个螺旋桨控制着它
的前进、后退、上升、下潜。球形舱里没有复杂的仪表，只有一张舒适的沙
发椅，所有的操纵机关都装在沙发扶手上。球形舱有 5 英寸厚的坚固外壳，
配有艇上照明灯，有和岸上进行通话联系的无线电通讯系统。人们又称微型
单人深潜器为“深海旅游者”。目前，它的潜水深度已达到 1100 米。它的两
只机械手能从海底抓起 200 磅的重物。机械手的“手指”上装有灵敏度很高
的触觉传感器，抓住物体以后，传感器能把所抓住物体的硬度和质地、抓握
的松紧程度通过声音报告给舱里的工作人员。这种具有人工触觉的出色机械
手为采集深海生物标本、矿物标本提供了很大的方便。
海洋机器人
神奇而玄妙的大海，有时水光潋艳，旖旎多姿，但转瞬之间也可能浊浪
排空，惊涛拍岸，肆虐的大海会严重威胁潜水人员的生命安全。此外，恶劣
的海洋环境，复杂的海况也对潜水人员设下了重重险阻。所以人类十分盼望
海洋机器人问世，期待着海洋机器人去攻占海底龙宫的每一个角落。现代科
学的发展，已经使制造机器人的理想变成了现实。
世界上第一个设有通讯系链、能够独立工作的海底机器人“逆戟鲸”号
是美国研制的。它有 5 台微处理机，有着装有 5000 张胶片的自动摄像机，有
着非常完善的声纳装置声脉冲发送器、频闪器以及传感器等设施。这架机器
人重 2．9 吨。它不需要海面工作人员“指导”其行动，但是如果遇到障碍物、
摄像机失灵或电路中断等情况发生时，它还得与海面联系，因此，这架机器
人在水下工作时每隔 10 秒钟就向工作船报告一次它的行踪及工作状态。这些
报告都在工作船的示波器上显示出来，工作船上的人员可随时了解机器人工
作的深度、方向、水温及发动机工作状况，必要时，工作船还可以发出控制
指令，例如发动机、摄像机和录音机的关闭、镇重块的释放等。
这架机器人虽诞生不久，却立下了赫赫战功。它潜水达 130 多次，最深
处到达海底 5300 米；曾在几百平方英里的太平洋洋底遨游揽胜，拍下了那里
的全部海底地形图；它也曾探察过意大利海岸附近的海底火山的概貌；连沉
在 9000 英尺深处的一只可口可乐罐头盒子都没有逃出它的火眼金睛。
现在，日本又出现了海洋气象观测机器人。海洋观测机器人系统由海上
浮标气象观测站和地面无线电接收中心组成。它能够在环境十分恶劣的大洋
上全年实施无人化作业，并及时向地面通报观测和搜集到的气象数据资料。
机器人的浮筒部分为钢质，直径达 10 米；立于浮筒中央的塔杆高出海面 7
米多；塔杆上装有气象观测器。这种机器人可用测链、钢缆和重达 500 多千
克的铁锚牢牢地系留在水深数千米的海洋上。它的电源由空气湿电池和强碱
蓄电池联合提供。这种机器人每三小时自动通报一次观测情况。观测的主要
项目有风向、风速、气压、气温、日照量、水温（分水深 3 米、20 米、50
米三种）、含盐量、流向、流速和波浪等。它先把观测到的气象和海况资料
转换为数字，而后通过无线电装置自动播发出去。机器人发出的电波，由设
在地面的无线电接收中心接收，然后再输入信息转换系统通报给有关部门。
日本又在继续研制一种根据指令可在海上自行移动的浮游气象观测机器
人，以便更加全面地搜集海洋的各种气象和海况资料。
海洋机器人是从海洋深潜器发展而来的。海洋深潜器到目前为止大致经
历了 5 个阶段，其中前 4 个阶段都是载人的。第五代深潜器是无人深潜器，
多数是系缆的，少数是无缆的，都由水面工作母船来遥控。第五代深潜器实
际上已经进入了海洋机器人阶段。海洋机器人也分为缆控海洋机器人和无缆
遥控海洋机器人两种类型。至于怎样对海洋机器人更好地进行水下遥控，现
在还有许多问题等待人们去研究。
开发海洋
向海洋要石油
我们已经知道，石油是重要的海洋资源，它不仅蕴藏在大陆架，还蕴藏
在海洋深处。
在高科技的今天，人们运用海洋工程技术，把海洋石油开采出来，是刻
不容缓的事情。
开采海洋石油，早期是采用固定式的钻探平台，现在发展为移动式平台。
移动式平台有三种，1953 年开始使用的是自升式钻探平台。自升式平
台，我们在电影中、在图片中经常见到。它像一只庞大的桌子，“桌腿”是
一组钢柱，在拖航时，把“腿”提升，到作业区时，放下柱腿，插进海底，
任凭风浪起，“我自岿然不动”。然后，根据需要，升降钢柱，使平台升高
到波浪打不到的高度。在平台中央安装有钻探机，石油工人在平台上进行操
作。
钻探机有一个长长的钻杆，在它的下端装有一个能转动钢齿的钻头，钻
杆转动时带动钻头旋转，钻入地下，凿穿岩 41 在高科技的今天，人们运用海
洋工程技术，把海洋石油开采出来，是刻不容缓的事情。
开采海洋石油，早期是采用固定式钻探平台，石，一直钻到油层。随着
钻孔的加深，可接长钻杆。油井钻成后，把油管装入孔内，石油就会沿油管
流出，再通过输油管道流进贮油罐。开始，石油在周围天然气和水的压力下
自动从井里喷出，过一段时间后，就必须用泵抽取。自升式钻探平台主要是
在 90 米左右水深的大陆架使用。
半潜式平台是专为开发较深水域海底石油而设计的。它没有“腿”，是
由甲板和浮筒连接组成，拖航时，浮筒浮在水面，到作业地点后，使甲板往
水中沉到规定的深处，这样就可以钻探了。第一艘半潜式平台叫“蓝水”号，
是 1960 年下水的。
半潜式钻探平台可在超过 300 米水深的海域工作。为了在更深的海底开
采石油，现在使用一种钻井船。钻井船能像船一样航行在海上，作业时用锚
泊固定，钻机安装在船的中央。因为钻井船是用锚固定，所以稳定性较差。
为了防止船由于潮流和海流的影响，偏离作业点，在船上安装了电脑控制装
置和可用 360°转动的推进器，使船随时稳定在作业区。
钻井船曾在水深 7000 米的海底钻过井。
1973 年 3 月 27 日，在英国北海海面上，“杰兰”号石油钻井平台日间
作业已结束，人们正在电影厅里悠然地看电影。
突然，海面上，狂风骤起，掀起 7 米多高的巨浪，冲击着石油钻井平台。
当时，人们并不担忧，因为“杰兰”号的台墩和浮筒都很坚实，不怕狂
风巨浪的威胁。
突然，巨大的石油平台震颤了一下，接着，又是一阵震颤，随着就是一
声巨响，电影厅一下子倾斜 40 度，座椅都向一边滚去。这一切来得太突然，
人们还没有清醒过来，“杰兰”号石油平台倾翻在海中了。
这是怎么回事？后来，经专家分析，平台的倾翻不是它挺不住狂风巨浪，
而是由于海洋金属腐蚀引起的。原来，为了在一根横梁上固定一台定位的电
子装置，工人曾在横梁上面钻了一个小洞，由于海水长久腐蚀，小洞扩大成
一条 27 厘米长的裂缝，造成平台倾翻在海浪中。
由此可见，海里金属腐蚀和海面上常见的狂风巨浪、急流冲击，常常会
给石油钻井平台和钻井船带来严重的后果，因此，科学家正在试验海底石油
钻井的新技术。
海面的波浪强度大，随着深度增加，波浪强度会迅速减小。在一二百米
深的海底，基本上没有波浪的冲击，所以，科学家们把原来安装在平台上的
井口装置放到海底去，这样，既可以去掉复杂的海上平台设施，又十分安全。
石油工人可乘小型潜艇下海，通过遥控装置操纵海底采油装置和阀门、管道
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