🅰️ 👶🏾 💖 水下箱-机器人用 🚣🏼 🤹🏾 🎃

前言

行星表面约有71％被海洋覆盖（约3.61亿平方公里）。俄罗斯联邦的面积约为1700万公里。海洋深度不均匀，区分以下区域：

架子（架子-架子）-深度可达200-500 m；
大陆坡-深度达3500 m；
海床-深度达6000 m;
深水槽-深度低于6000 m。

平均深度也有所不同：

大西洋-3600 m
印度人-3890 m
北极北极-1225 m
安静-4250 m

一个人为什么要在水下爬行？

历史上，首先用于食物（鱼类，贝类，节肢动物，藻类）。然后，进行工程工作（水工建筑，军事行动）。最近，用于建设线性设施（管道（天然气，石油）和海底电缆）和采矿（天然气，石油，铁锰结核）。对人类来说，海洋是危险的，但有益于人类。

人如何征服深渊

举行潜水

如果一直都是珍珠和其他牡蛎的潜水员，那么在现代就可以潜水到相当深的深度了。公平地讲，有必要注意自由潜水者[1]的潜水深度记录：

屏住呼吸进行恒重潜水：

男人-129 m（Alexey Molchanov，2016-10-28）
女性-104 m（Alessia Zecchini，2017-05-10）
UPD：
男子-130 m（Alexey Molchanov，2018-07-18）
女性-107 m（Alessia Zecchini，2018-07-26）
来自AIDA网站。

无限制

男人-253.2 m （Herbert Nietzsc，2012-06-06）
UPD：
AIDA没有计入这次尝试。
男人-214 m （Herbert Nietzsc，2007-06-14）
来自AIDA网站。
女人-160 m （Tanya Streeter，2002-08-17）

还必须了解，为了获得这样的结果，人们将毕生精力投入到培训中，而许多人为了打破记录而死。

运用科技成果深入开展工作

莱斯布里奇潜水机

1715年，英国人约翰·莱斯布里奇（John Lesbridge）建造了水下航行器，该水下航行器已经是现代安全服的原型。一个人被放在有盖的金属圆筒中。圆柱体上有三个开口：两个用于手动操作，第三个用于插入玻璃的检查孔。根据描述，发明人下降到24 m的深度并在水下停留了长达34分钟。在沉船后使用机器提高价值。

重型潜水服

我们可以进一步强调的是1819年，克里斯蒂安·奥古斯特·西卜（Kristian August Sieb）推出了第一套重型潜水服，至今仍在使用其各种修改形式。

例如，三螺栓外套：从19世纪至今，这种标准的潜水设备已在俄罗斯海军和民用舰队中使用。它们配备有海上和突击潜水船，救援船和拖船的潜水站。它不能将潜水员与环境压力（水）隔离。配备对讲机。

发现的重型潜水服的潜水记录为317米 [2]。作为K-2航线任务（为达到预定目的而在海上航行的一艘船）的要素开发的一部分，俄罗斯海军太平洋舰队的伊戈尔别洛苏夫（Igor Belousov）救援船的潜水专家在深水训练范围内首先在跳水钟中进行了实验下降，直到到达地面317米为止。

根据实验下降至305 m深度的结果，海军ACC和海军司令得出以下结论：为确保潜水员的安全，对于短期下降的后裔，下降深度应限制为200 m，因为大深度的潜水员在身体上仍然无法工作，并且潜水员的独立营救从沉没的潜水艇中通过从200 m以上的深度爬升浮标的方法来进行潜水是不可能的[3]。

同样，经过广泛的训练和使用压力室进行减压后，这些深度才可用。

亨利·弗拉斯（Henry Fluss）器具

接下来，您可以突出显示1878年专利的Henry Fluss仪器，该仪器可以称为SCUBA。

潜水装备

1945年，雅克·伊夫·库斯托（Jacques-Yves Cousteau）与埃米尔·加格南（Emil Gagnan）获得专利的潜水装备一起。现在，大多数潜水爱好者，专业潜水员和救生员都使用潜水装备。

水肺潜水装备：1-软管，2-喉舌; 3-阀门（变速箱）; 4-肩带； 5-后盾; 6-坦克（气瓶）

潜水记录目前属于Ahmed Gabr。他设法到达了达哈卜市附近的红海水面以下332.4米 。整个潜水过程花费了14个小时（上升很可能至少持续了10个小时）。
同样，这样的记录需要长时间的准备，压力室和庞大的支持团队。

在此深度下承受水柱压力的作用，一个人可以跳入的最大深度是多少？

COMEX

1988年，法国马赛， 在开放水域中534 m [4]，使用COMEX Hydra 8呼吸混合物（49％氢，50％氦气，1％氧气）供6人使用（4名COMEX潜水员，其中2名来自法国海军）。在压力室中的前8天，压力逐渐增加到53个大气压。此外，所有6位潜水员的工作深度都在520 m至534 m之间。完成计划的任务后，潜水员在压力室中减压18天。

法国马赛1992年实验压力室701 m [5]。实验记录：

预备期“潜水”前4周
在10 m的深度进行两天的保温
使用COMEX Hydra 8呼吸混合物（49％的氢气，50％的氦气，1％的氧气），需要13天才能达到相当于675 m深度的压力。
压力介于650 m和675 m之间的3天
然后，一名潜水员Theo Mavrostomos进入单独的压力舱，并继续使用COMEX Hydro 10呼吸混合物潜水至701 m的深度，在那里他呆了7个小时。
然后减压24天。
并对实验参与者进行了2.5个月的观察。

显然，使用混合气体呼吸的700多米深处的压力极高。

有关于液体呼吸技术的研究。为此，在实验中使用了溶解有氧气和二氧化碳的液态全氟化碳。截至发表之日，实验动物正在进行中。

这里值得回顾一下从1250 m到4250 m的平均海洋深度。

刚性潜水服

征服深渊的下一个分支是创造可以维持人的正常大气压力并防止环境压力的服装。
根据GOST R 52119-2003：刚性潜水服是为操作员在正常内部压力下进行水下观察和潜水操作而设计的（潜水技术。术语和定义）。

适用于深海（最长600米）操作的设备，在此期间，正常的气压作用于潜水员，从而消除了减压问题并消除了氮气，氧气和其他中毒。从历史上看，可以区分以下产品：

潜水服兄弟Karmagnol

潜水服，带有20个Alphonse和Theodore Carmagnol（法国马赛）的小舷窗，1878年。该航天服原本能够安全地将人员浸入60 m的深度，但是他从未按规定工作，并且不断漏水。现在位于法国海军博物馆。

服装“ Neufeld and Kunke”

1917-1940年，德国Neufeld和Kunke公司生产的三代潜水服。
第三代潜水服（在1929年至1940年之间制造）可让您潜水至160米深，并配备了内置电话。 “ Neufeld and Kunke”公司的发展是上世纪30年代初期意大利人Roberto Galeazzi的刚性太空服的基础，包括采用了新组建的苏联国家的军事舰队。

1人潜水艇

1933年，微型潜水艇只供一个人使用。该套装使潜水员可以在300米深的地方工作相当长的时间，而无需进行长时间的减压。

牛仔服

1974年JIM西装，硬式西装。太空服在上世纪70年代用于石油工业。 1979年，女潜水员西尔维亚·厄尔（Sylvia Earle）创造了这项太空服的世界纪录。她下降了381米，沿着海床走了两个半小时。

suit

1985年，由Phil Newten领导的开发。测试深度为900 m，证明深度为300 m。

外套

Exosuit是由铝合金制成的240公斤，两米长的西服，可让人们在305米的深度下工作。为了增加机动性并帮助弱小的人的手臂和腿部，Exosuit配备了4个1.6 hp的推进发动机。（可能会增加到8个），以及18个可移动的关节。太空服的“套筒”可以配备各种可互换的喷嘴：抓爪，切割器，钻头等。

Exosuit的一个特点是它具有完全自主的生命支持功能，而氧气和电力则从大多数船上供应给大多数类似的水下宇航服。 Exosuit具有氧气回收系统，可以净化空气中的二氧化碳并补充氧气。该系统具有50个小时的自治时间。在Exosuit中，一个人在正常压力下呼吸正常的大气，从而消除了不必要的风险和冗长的减压程序。 Exosuit价值130万美元。

大气潜水系统（ADS 2000）

ADS 2000是在1997年与OceanWorks International和美国海军共同开发的，以满足美国海军的要求。 T6061锻造铝合金外壳，先进的旋转设计。它能够在610 m的深度下工作6个小时，并具有自主的自动生命支持系统。集成的双重转向系统使飞行员可以轻松地在水下航行。它是在2006年8月1日获得美国海军认证的，当时首席海军潜水员丹尼尔·杰克逊（Daniel Jackson）跌落到2,000英尺（610 m）的深度。

即使使用太空服，一个人也可以潜水到610 m的深度。

但是潜艇呢？

现代潜水艇可让您潜入约600-650 m的深度。

可点击

苏联Komsomolets核潜艇仍然是最大潜水的绝对记录保持者，1985年，该潜艇到达海面以下1027米的深度。它的工作价值是1000 m，估计价值是1250 m，潜水艇的命运随后不幸发展。 1989年，Komsomolets因深度约300米的大火而沉没。尽管他与同一个脱粒机不同，但设法做到了，但故事仍然很悲惨。

开发了浴池，使人们沉浸在600米以上的深度。

巴蒂斯卡普

FNRS-2和FNRS-3

FNRS-2是瑞士奥古斯特·皮卡德（Auguste Piccard）创建的第一枚深水船。创建深海豚的工作始于1937年，但由于第二次世界大战而中断。 Bathyscaphe于1948年建成。以比利时国家研究基金会（Fonds National de la Recherche Scientifique）的名字命名。

FNRS-2的实际建造工作于1946-1948年间进行。在1948年佛得角群岛附近的海试中，深海鱼被破坏了。

为了进行公海测试，FNRS-2深水船驶向3500吨比利时轮船Scaldis。但是，Scaldis的功能不足以用充气浮箱将FNRS-2从水中拉出。成功完成了1,400 m的无人值守测试潜水，但是由于技术问题，无法从汽油中抽空浮筒。决定将FNRS-2拖回港口，但船底被船舷上的波浪殴打，鱼从船底浮出。在检测到泄漏后，将汽油排入海中，并将FNRS-2提升到船上。由于缺乏维修资金，进一步的测试被削减了。

在1948年资金中断之后，FNRS-2被出售给了法国海军。法国专家修复了FNRS-2，并更名为FNRS-3。 1954年2月，FNRS-3到达了大西洋4050米的深度，距达喀尔160英里，皮卡德的先前纪录是1953年的3,150米。

的里雅斯特

在瑞士设计，在意大利建造，是一个深海有人居住的深海鱼。由Auguste Piccard设计。的里雅斯特号于1953年8月26日发射到地中海，靠近卡普里岛。该项目基于先前使用深水船FNRS-2的经验。的里雅斯特由法国舰队统治。在地中海工作了几年之后，的里雅斯特号于1958年被美国海军以25万美元的价格买下。最初，机组区域设计为可浸入4000 m，但美国海军命令克虏伯公司制造一个能够承受11000 m浸入的球体。

在1960年1月23日实施Necton项目期间，雅克·皮卡德（Jacques Picard）和美国海军中尉唐·沃尔什（Don Walsh）潜入了10,919 m的深度。因此，首先征服了玛丽安娜海沟中的挑战者深渊。

阿基米德

1957年，在土伦的军械库开始开发临时名称为B11000（Bathyscaphe 11,000米）的深海水域。资金由法国国家科学研究中心（CNRS）和比利时国家研究基金会（FNRS）提供。该项目由Pierre Wilm领导，FNRS-3机长Georges Wo参与了设计。 “阿奇莫德斯”原本打算沉入马里亚纳海沟的底部，但深蓝色的“特里斯特”号却要比“阿奇莫德斯”领先

新开

新海号是有人居住的水下航行器，浸入深度达600 m，于1970年投放市场，直到1981年才成为日本船舶中最大的浸入深度。由日本海岸警卫队拥有和管理。

Shinkai 2000年-1981年建造。极限深度2000 m
Shinkai 6500-1990年建。最大深度为6500m。

搜索6

1906年项目的人为自行式深海潜艇AS-7“搜索-6”型深水潜艇是由鲁宾LMBP和孔雀石SPMBM设计的，并于1975-1979年在列宁格勒的Novo-Admiralty工厂建造。该设备的测试在黑海和太平洋进行，但浸入深度超过了6000米。该设备的测试显示出其重大的设计缺陷，并伴随着反复的设备故障。结果，在1987年9月，州选择委员会考虑到AS-7装置的物理和道德老化，不接受它作为苏联海军的一部分，并认为进一步的工作是不适当的。

Mir-1和Mir-2

也许是最著名的水下深海鱼。

Mir-1和Mir-2是苏联和俄罗斯的两种用于海洋研究和救援行动的深海有人居住工具。关于仪器设计，其单个系统，组件，元件的布置以及对科学和导航设备的购置的主要思想属于I. E. Mikhaltsev，他的副手A. M. Sagalevich和芬兰造船公司Sauli Ruohonen的首席项目工程师，他领导了芬兰工程师小组以及参与设备建造的技术人员。深海飞行器由芬兰公司Rauma-Repola Oceanics于1987年生产，1985年5月16日签署了制造这种装置的合同，并在波塔尼亚湾和大西洋成功进行了最大深度的测试潜水后于1987年12月17日签署了接受证书。 6170米（Mir-1）和6120米（Mir-2）的深度。对于科学研究而言，最重要的是“世界”的工作深度-6,000米，因此这些设备可以到达98.5％的海洋底部所在的深度。 1987年制造每台设备的成本达1亿芬兰马克（1,700万欧元）。

交龙

交龙是一种中国的无人驾驶深海有人居住的车辆。在2010年5月31日至7月18日期间，他在南中国海进行了17次潜水，其中最深的一次为6759米。这项赛事使中国成为仅次于美国，法国，俄罗斯和日本的第五个国家，该国拥有可潜水至6500米以上深度的现代技术。

深海挑战者

深海挑战者（Deepsea Challenger）（DCV 1）是一条沉船，2012年3月26日，加拿大导演詹姆斯·卡梅隆（James Cameron）沉浸在挑战者深渊（Mariana Trench）中。该潜艇由研发公司Acheron Project Pty Ltd.在澳大利亚悉尼建造。并包含科学设备和高分辨率3D相机。深海挑战者（Deepsea Challenger）与国家地理杂志（National Geographic）合作在澳大利亚秘密建造，并得到劳力士（Rolex）的支持。斯克里普斯海洋学研究所，喷气推进实验室和夏威夷大学协助建造了深水船和执行任务。建筑工程师是澳大利亚工程师Ron Allum。该设备的估计成本为700万美元。

在深海水浴场中，一个人可以潜入海洋的任何深度，甚至可以在水上进行操纵并举起一些东西，但是深海水浴场本身及其维护的成本非常高。

利用海洋的力量。

该图简要显示了海洋中的主要工作领域，未包括搜索和救援行动：

种植和收获海鲜（鱼，贝类，节肢动物，藻类）；
碳氢化合物的生产和运输（石油，天然气，天然气水合物）；
锰铁结核矿的开采和运输；
埋葬危险废物；
线性结构的建造和维修（水下光缆，水下电缆，管道）；
在水下和地图上搜索对象。

线性结构的建造和维修

西班牙电力公司RedEléctricadeEspaña已实施了高压直流（HVDC）输电系统，该系统将马略卡岛与西班牙大陆上的统一能源系统相连。

长达244公里的高压直流电源系统将Morvedre地区（巴伦西亚附近）与位于马略卡岛首府-Palma de Mallorca的Santa Ponsa村连接起来。400 MW的电力通过沿着海床延伸的电缆进行传输，直流传输的损耗极小：250 kW。

从图中可以看出，在深处工作时，使用了特殊的机构。对于电缆敷设，使用了一种特殊的喷射设备[6]；该敷设由无人遥控水下航行器（ROV）控制。

大致相同的是，通讯电缆的敷设是：

将F14雄猫战斗机从墨西哥海岸附近的1,140 m深处升起的行动。在行动期间，使用了遥控水下航行器。

清除北部溪流建造过程中战争带来的惊喜的底部：

海洋石油产量：

大约在遥控设备的帮助下，史托克曼领域也得到了发展。

因此，该设备看起来还很活跃：

所以他们控制它：

这是操作员同时看到的内容：

遥控设备（ROV）的生产类型不同，浸入深度也不同。有些可以降低到4000 m，有些不能超过300 m，它们的成本也相差一个数量级。如果适用于深部工作的设备的价格为100万美元起，那么深达300 m的设备的工业设计成本则为数万美元。

除遥控车辆外，还使用无人驾驶水下航行器（AUV）。它们主要用于搜索操作，直到2018年7月，即从2014年起在印度洋，借助此类设备搜索了马来西亚航空公司失踪的飞机。

自主水下航行器用于监视水下线性结构（管道，电缆线）的状态，绘制底图并在大面积上进行研究。大多数自主设备以鱼雷的形式制成，以减少水的正面阻力，从而增加一次电池充电在水下的工作时间。

混合系统也正在被创建，因为可以通过电缆连接的独立设备，以供电并实时接收来自摄像机的图像和传感器数据。假设在未来5年内，AUV将在海上作业和管道检查中取代ROV，要使用ROV，需要动态定位的船舶，每天的成本高达25万美元，而工业AUV的工作成本为每天30,000美元[7]。但是，这样的替换需要功能强大的车载计算系统，高效的视频系统，功能强大且容量巨大的电池，精确的传感器和声纳，以及开发可以执行ROV操作员在遥控模式下执行的所有那些离线任务的算法。

锰铁结核的开采

锰铁结核是铁和氢氧化锰以及湖泊，海洋和海洋底部的其他元素的自生矿物缩颈。分布最广泛的海洋中上层地区。由英国探险队于1872-76年首先在挑战者号船上学习。在国际地球物理年期间，来自不同国家（英国，CCCP，美国，德国，日本等）的研究人员对海底进行了研究，从而获得了有关铁锰结核的详细信息（空间分布，相形成，岩石学，矿物学和地球化学）。（1957-1958）及随后的几年。

三大洋的估计储量为2000亿吨，大西洋为450亿吨，太平洋为1120亿吨，印度洋为410亿吨，发现了相对较浅深度的锰矿床，这些矿床是典型的锰矿床。在距巴伊亚州，加利福尼亚州和日本沿海不超过400米的深度。日本沿海的结核位于东京附近的Auzu群岛海床上层，深度为100至360米。

鹦鹉螺矿产有限公司建造了一个特殊的船来处理从海底升起的矿石[7]。

世界海洋中的锰铁结核平均含有以下矿石成分（％）：Na 1,9409；镁1.8234； Al 2.82； Si 8.624； P 0.2244； K 0.6427；钙2.47；钛0.647; V 0.0558；铬0.0035; 锰16.02；铁15.55；镍0.480; Co 0.284；铜0.259; 锌0.078; Sr 0.0825； Zr 0.0648； Mo 0.0412； Tl 0.0129; 铅0,0900。具有特征的是Ag，Ir，B，Cd，Yb，W，Bi，Y，Hg和其他元素的浓度明显高于地壳的平均值。根据主要矿石成分（镍，铜，钴，锰）的平均含量，单个研究区域内的锰铁结核与大陆上开发的矿床具有可比性。

在表面上，矿石看起来像这样：

他们很快承诺要建立工业生产。

利息

通常，自2015年以来，水下车辆或机器人被视为机器人的新前沿技术（下一个大无人机前沿）[8]。

UUV市场预计到2022年将达到52.0亿美元，2017年至2022年的复合年增长率为14.07％。市场增长可以通过深海近海石油和天然气生产数量的增加以及对海上安全的威胁的增加来解释。

通常，在美国，中国，欧盟和新加坡，对水下机器人的兴趣很高。
专利研究证实了这一点。

在水下机器人领域已注册专利的国家/地区的地理位置：