【睡前消息334】500米饱和潜水，50倍工作压力
《500米饱和潜水，50倍工作压力》
简介：上海打捞局开发500米饱和潜水技术；台湾当局拨款制造进攻性导弹。
封面：
50倍工作压力
比航天员还稀缺
推送：生活稍有不顺，现代人就会抱怨“压力大”。上海打捞局刚刚宣布完成了500米饱和潜水试验，9个潜水员带着50个大气压工作生活，这是字面意思的“50倍工作压力”，意味着中国培养了一组比航天员还稀缺的深海工作专家。
转发推送：50倍工作压力，真的可以算出来！
大家好，2021年10月1日国庆节，欢迎收看334期睡前消息，请静静介绍新闻。
8月31日，中国救捞局成立70周年，局长王雷在会上公布，上海打捞局于近期成功完成了我国首次500米饱和潜水陆基载人实验， 9名潜水员在51个大气压下停留了176个小时，完成了多项模拟出潜任务。
督工，500米潜水，似乎很难想象应用领域，这个技术要用在哪些地方呢？ ÎÒ¹úÊ״γɹ¦Íê³É500Ã×±¥ºÍDZˮ½»ùÔØÈËʵÑé--¾¼Ã¡¤¿Æ¼¼--ÈËÃñÍø
新技术get！我国首次500米饱和潜水陆基载人实验成功,科技,移动互联网,好看视频
500米深度，基本上就是人类饱和潜水的极限深度。这个深度下，很少有固定的民用设备要维修，东海打捞局挑战极限，很有可能是要做军民两用的技术储备。
所谓饱和潜水，是人类主动适应水下压力的长时间潜水，呼吸气体的压力和周边海水相同，导致气体在身体中的溶解度达到饱和程度。而500米饱和潜水载人试验，是为了证明在极限深度下，中国可以进行连续的人工作业，进行海底救援。
人类潜水要克服两大难题：呼吸和水压。不带压力设备，自由潜水一般最多几十米，极限深度是100多米，而且到达就要立刻返回，停留就有生命危险，没有工程价值。所以深海潜水都是加压潜水，潜水员呼吸压缩气体，压强与所在深度的水压达到动态平衡，既能保证呼吸，还能平衡水压。二战期间卡开始应用的水肺是最早的加压潜水设备。
但是，随着压强上升，气体在体内液体的溶解度也会增加。一旦潜水深度超过30米，体内浓度过高的氮气会逐渐引发“氮麻醉”，给潜水员造成危险。因此大深度潜水，需要用氦气替代空气中的氮气，配合氧气供应潜水员呼吸。
同时，呼吸压缩气体，意味着上浮减压的时候，体内气体溶解度同步下降。如果潜水员上浮太快，气体来不及排出，就会在体内形成无数微小的气泡，阻碍血液流通，破坏人体组织，立刻杀死潜水员。所以潜水行业对减压规程有着严格的要求，潜水员下潜得越深，停留时间越长，上浮过程中需要等待的减压时间也越长。“下水10分钟，上浮3小时”，是非常普遍的情况。
中、美、俄对潜水深度和相应减压时间的规定
https://wenku.baidu.com/view/1902fbf9360cba1aa811daa5.html
所以，现在主流的饱和深潜模式是为潜水员创造一个与工作深度压力一致的生活环境，潜水员在水下工作一段时间后，回到这个环境中休息，不用每次短暂工作都经历漫长的减压过程。直到水下工作全部完成，再一次性完成减压，回归日常生活。
这个为饱和潜水员提供加压生活环境的设施可以直接建在水下。不过水下居住舱有一个最大的问题，就是和海水保持联通状态，内部湿度总是接近100%，居住体验很不好。而且水下居住舱本身无法完成减压，还需要配套设施才能支持饱和潜水。目前世界上还在使用的永久性水下居住舱，只剩下了美国佛罗里达国际大学的三座水下实验室。
美国佛罗里达“水瓶座”水下实验室视频素材：
A Tour of Aquarius Reef Base | JONATHAN BIRD'S BLUE WORLD - YouTube
（潜水员从从下方进入实验室内部）
Inside Aquarius: An Underwater Science Lab Run By FIU Team - YouTube
主流的饱和潜水支持系统，是在船上或者钻井平台上制造一个高压空间，潜水员暂时完成工作，就进入一个密封高压的潜水钟回到水面，和高压空间对接，进去休息。这种系统称为SCC-DCC系统（SCC指下潜加压舱，DCC指甲板加压舱）。比如说我国这次进行500米饱和潜水实验的设备，就是芜湖造船厂制造的SCC-DCC系统。
（关于这次饱和潜水实验所用的系统。）
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潜水员一旦进入系统，整个系统就换成了氦氧混合气体，根据预定下潜深度逐渐增加压力。一般24小时就能让潜水员进入饱和值班状态。然后潜水员根据需求，乘坐高压潜水钟到达水下工作，再轮流回来休息。彻底完成任务之后，经历几十小时甚至上百小时的缓慢减压，潜水员才能走出系统，回到正常大气压。
“海龙号”上的饱和潜水支持系统（这里可以做成每提到一个部分，相应的文字就亮起闪烁）
“海龙号”饱和潜水支持船视频素材
大开眼界！国内作业能力最强饱和潜水支持船来了！_哔哩哔哩_bilibili
中国海军在南海进行饱和深潜
这么说，只要设备可靠，潜水员到再深的海底也没问题，为什么说500米深度基本到人体极限了呢。
水深增加10米，压力就增加一个大气压。几百米深度意味着几十个大气压。中学物理告诉我们，氦气和氧气在几十个大气压下虽然还是气体，但是密度也增加了几十倍，对呼吸系统来说已经很“粘稠”了，正常呼吸和吃饭都很费力。而且事实证明，人的味觉在高压下变得迟钝，吃饭是一件很需要毅力的事情。压力越大，潜水员可持续的值班状态就越短。
现在饱和潜水使用氦气，一个重要理由是氦气的分子量比较小，可以让混合气体不那么“粘稠”。潜水工程师甚至考虑过用分子量更小的氢气替代氦气，增加可呼吸的饱和潜水深度。不过，在高压状态下，饱和舱本来已经是非常容易起火的高压富氧环境，为了杜绝火灾隐患，潜水员不允许携带任何电子设备进舱，仅有的消遣是读书和打牌。如果用氢气替换氦气，意味着潜水员随时都生活在一个炸弹内部，活动会受到更多的限制，对整条船也是巨大的威胁，所以暂时还没有氢气饱和潜水。
另外，在高压状态下，神经系统、呼吸系统和循环系统都有变化。导致思维混乱，疲劳成都增加。气体会在高压下渗入软骨组织，导致关节疼痛。如果潜水员不幸感冒，耳朵和鼻腔的堵塞导致压力不平衡，会制造永久损伤。所以，无论怎么升级设备，训练潜水员，饱和潜水深度也是有限的。
饱和潜水水下作业视频素材：
神秘！危险！高薪！近距离感受潜水员饱和潜水海底作业_哔哩哔哩_bilibili
而且随着压力提升，饱和潜水支持系统的复杂度都快速上升。无论是在高压状态下监控生活环境的系统，还是供气系统，都要单独设计，复杂度甚至超过了空间站宇航员。饱和潜水作业期间，生活舱与外部的物品传递必须经过两道密封门。洗澡上厕所之后要冲水，也需要打报告，由潜水员和维护人员按照规范配合完成。
复杂系统的故障率必然要更高。一旦压力失控，没有任何后悔的机会。
《极度深海》饱和潜水视频素材（导演剪辑版）：
极度深海导演剪辑版-纪录片-全集-高清独家在线观看-bilibili-哔哩哔哩
潜水员通过加压潜水钟往返深海和母船舱室
潜水钟与母船的饱和舱室系统对接
1983年11月5日，英国北海油田的操作人员失误，在生活舱和潜水钟之间的舱门尚未完全关闭时，就解除了潜水钟的锁定装置。虽然当时舱内只有9个大气压，但把潜水钟还是像炮弹一样飞出去，舱外两名操作员一死一重伤。舱内四名潜水员全部死掉。三个是失压死亡，还有一个被气流推到舱门夹死。
在这些技术和管理风险下工作，深海饱和潜水员是要求最高的职业之一。在人类历史上，进行过400米以下潜水的人远远少于离开过大气层的宇航员。
饱和潜水有这么大的风险，为什么不能用水下机器人来替代潜水员呢？
在目前的技术水平下，机器人对付水下复杂情况还是不如人。因为水下的视线非常差，很大程度上要依赖人类的触觉去检查现场问题。机械臂很难把水下的感受完全反馈到水面，所以不可控的救援和修理工作，还是要用潜水员。现在中国在长江珠江下面要搞很多水下工程，需要在几十米深的泥水里修理盾构机，这种工作机器人完全干不了，也是饱和潜水员下去干。
饱和潜水技术和盾构机技术的结合产物——高压进舱盾构机
当然现在水下机器人（ROV）也越来越多了，毕竟机器人的潜水深度更大，而且必要的时候可以冒着回不来的风险前进。目前在潜水作业中，机器人和饱和潜水员之间是既合作又有竞争的关系。这次中国搞500米饱和潜水，应该基本用尽了人类潜水员的潜力，未来更深的地方，必须上机器人。
目前，人类饱和潜水的深度纪录，是法国人1992年在人工实验环境下创造的701米。之前1988年，法国潜水员进入地中海水下534米的海底完成了工作，这是人类真正到达的最深水下深度。最近两年，俄罗斯潜水员也完成了500米以上的水下出舱试验。这也基本证明了500米是人类水下工作的极限。
大多数饱和潜水员的工作是修理海上石油平台的水下部件。但是中国的大陆架深度基本不超过200米，500米饱和潜水技术，不太像是石油工业的需求。中国刚刚进行的500米深潜演练，6月3日已经达到502米的压力水平，最终出舱在6月25日，减压过程花了近20天。对于民用项目来说，这个工作周期在经济上成本太高。
但如果是军队战备，准备一组潜艇深海救援人员，在重大任务期间值班，随时准备应付深水情况，就很合理了。前面提到两个实战过500米潜水的国家，俄罗斯和法国都有核潜艇。8月4日，光明网报道，北部战区的深海救援部队去南海训练，刚刚挑战了531米的极限。
这些信息综合看下来，中国开发500米饱和潜水技术，多半是一个军民两用的工程储备，为今后几年可能的行动做安全保障。
说起军事威胁，最近台湾省蔡英文同意推出2000亿新台币特别预算，加速提前量产有 “源头打击”能力的导弹，“用于打击大陆沿海目标”。2000亿新台币相当于四五百亿人民币，这对大陆有威胁吗？
https://www.163.com/dy/article/GI8N92RT0514NR4I.html
从纯军事角度来看，四五百亿人民币先要买船，然后剩下的买导弹，效果很一般。但是台湾方面最近频繁提到“源头打击”，要对大陆搞战略威慑，这意味着他们很可能要寻求破坏大陆民用目标的能力，这方面的威胁不能忽视。，
之前我们介绍过伊朗和也门游击队用远程无人机和低水平导弹袭击沙特炼油厂和机场，效果相当不错。台湾军队的工业能力明显超过也门游击队，台湾省当局的技术后台是美国，明显超过伊朗，不用太大投资，就能发展不可忽视的巡航导弹能力。
巡航导弹刚出现的时候，甚至到海湾战争大规模亮相的时候，还是非常高科技的武器，因为冷战年代没有GPS卫星，必须依赖高精度的惯性和地形跟踪导航。当时电子技术也落后，几十兆容量的硬盘有几十公斤，导弹内部需要很大的设备装载导航信息。90年代中前期，美军更新一次弹载计算机存储的地图需要两天时间上传数据。现在有了卫星导航，电子设备水平也有了划时代的进步，巡航导弹的门槛越来越低了。
而且现在民用无人机市场很大，很多军民两用的功能模块，已经是国际市场上很普通的货架产品，伊朗用这些货架产品搞远程打击，效果相当不错。而台湾省有全世界最强的半导体代工业，精密制造业水平也相当不低，数控机床和仪器仪表大量出口大陆，不难制造威胁城市的巡航导弹。
从80年代蒋经国时代开始，台湾省就积极寻求武器生产自主化。当然一个省的力量不可能面面俱到，生产坦克需要重型车辆厂，生产大炮需要非常全面的冶金工业，这些东西他们没法自己造，只能用美国淘汰几十年的二手货。但巡航导弹的核心部件和技术难点，恰恰和台湾省民用产业的集成电路战略相关，所以他们搞巡航导弹的确要方便一些。
当然，民用技术转化到军用技术，还要很多成套装备提供参照方案，这方面台湾也不缺。台湾军方1996年正式服役的天剑2空对空导弹，全程由摩托罗拉提供技术援助，是世界上第三种批量装备的主动雷达制导中距空空导弹，仅次于美国阿姆拉姆和法国的米卡，甚至比苏联和俄罗斯的R77装备部队都早一点。
台湾的天弓1防空导弹，一度是美苏之外唯一相控阵雷达制导的防空导弹系统，1986年就开始试生产，配备的雷达是直接从美国宙斯盾巡洋舰上搬过来，而美国自己的宙斯盾巡洋舰1983年才服役，等于是还在建造的时候就交给台湾开始研究了。之后其他国家拿到宙斯盾系统，要等到日本1992年服役的金刚号驱逐舰。
可以说，从80到90年代，美国提供给台湾省的导弹技术是最先进的，待遇甚至超过了以色列。在很长一段时间内，大陆方面的战术导弹落后于台湾省。
天弓系列导弹的长白雷达，宙斯盾上岸
宙斯盾巡洋舰1983年才开始服役
虽然说美国人基本上是整机或者整个分系统直接卖给台湾，台湾在这些导弹开发中承担的工作量并不大，不如以色列日本直接搞底层开发的研发能力，但在几十年之后，肯定能拼凑出袭击民用目标的导弹。
早在80年代，台湾省就开发了雄风2反舰导弹，采用涡喷发动机，射程100多公里，在当时来说跟我军的C802导弹水平接近，属于主流反舰导弹。
90年代李登辉搞台独，同时美国也收紧了技术支援，台湾军方就开始琢磨自己的超限战理论，打算用远程武器袭击大陆城市、关键设施。在这个理论下，他们基于雄风2反舰导弹搞了对地攻击巡航导弹，打算袭击沿海城市。马英九时代，雄风2E巡航导弹开始服役，到现在传说产量达到三百多甚至五百的。
雄风2是反舰导弹，但雄风2E经过多次技术迭代，和原版反舰导弹关系不大。就像苏联的图22M和图22根本是完全不同的飞机。从重量看，雄风2E比雄风2大了一半多，涡喷发动机换成了涡扇，最大射程延伸到600公里，可以覆盖福建省全部，浙江省大部分地区。
但是雄风2E还够不到上海、深圳、广州这样的特大型城市，所以台湾又搞了万剑导弹，射程虽然只有四五百公里，但可以用飞机发射，实际打击距离更大。过去十几年，大陆方面的战斗机数量和质量明显提升，台湾方面已经不太指望自己的战斗机远离台湾岛发动攻击了，所以这一次要了新的拨款，要扩大现有导弹型号的射程，把台湾岛起飞的导弹攻击半径扩大到1200到1500公里，覆盖大陆东部大部分地区，甚至还考虑2000公里。
现在世界上的常规弹头巡航导弹，基本都是1200到1500公里射程，2000公里以上射程的巡航导弹，主要是核导弹，战斗部小、导引头小，相同弹体内才能塞更多燃料，哪怕美国人的战斧也是这样。现在台湾要在现有技术水平上搞2000公里攻击半径，还要保证一定的心理威慑力，很可能考虑了大规模杀伤武器弹头方案。
台湾省的战斗机已经不太可能飞过海峡发动攻击了。现在他们开发新型巡航导弹，防御难度大吗。
巡航导弹一般采用低空弹道飞行。因为地球表面是弧形的，陆基雷达站对巡航导弹探测距离一般只有几十公里，往往只能依靠预警机从高空居高临下才能有效搜索跟踪。而且巡航导弹本身尺寸小、体积小，哪怕没有隐身设计也很难发现。苏联研发X-55巡航导弹，靶场测试的时候发现自己的预警机都很难跟踪，不得不在导弹上加装增强反射装置才能完成试验。
雄风2E和增程版但凡稍微有点隐身设计，拦截难度必然会进一步提高。如果他们一心要打民用目标，对大陆防空系统是相当大的考验。虽然台湾只有一个旅的发射能力，最多是几十发齐射，但东南沿海地区现在已经很繁荣了，真被价值几百万的导弹破坏几百亿的产业链，导致城市动荡，这是很亏本的买卖。
台湾省军队现在士气不高，让单独一个人开枪杀伤民用目标，可能还有心理压力。但集体使用导弹这种看不到目标的远程武器开火，攻击更大的民用目标发动攻击，是非常可能出现的作战模式。
当然，我们的防空体系首先是考虑美国这一类假想敌的，对巡航导弹的袭击有所准备。但美国人的巡航导弹是由远及近，从海上侵入陆地，第一批目标多半以军事要地为主，我们可以沿着海岸方向布置防御，在军事目标附近组织防御。台湾岛距离大陆只有150公里，导弹入射打民用目标的路线选择更多，预警时间更短，要全面拦截，需要在台湾岛南北两端布置预警机和战斗机拦截，占用很大一块空中力量和信息探测资源。如果此时美日决定插手台湾局势，他们还可以从冲绳方向发起进攻，侧面攻击靠前防御的防空力量。所以说，台湾这些导弹摆出来，无论发射不发射，都不能当笑话看。
好，祝各位观众国庆假期愉快，我们周日3号再见！我也要去看国庆献礼电影了，希望下一期能和各位分享影评。