为什么詹姆斯・卡梅隆团队的深潜器下潜深度达到万米，蛟龙号只有 7000 米？

我希望这个答案是以科普为前提，严谨科学的，但同时是开放的，能让懂行的人来指出错误，毕竟我自己无法弄懂所有的方面。所以答案会更新（改错和改专业术语）。

转载请联系作者，注明作者和出处。否则会追究法律责任。请大家向我举报。

从来没有用过“蛟龙号”，而且看大家很多人在撕中美两国体制、政治、经济什么的（其实“深海挑战者号”是澳加联合造的），所以我还是直接用美国大名鼎鼎的阿尔文潜水器（Alvin）来和“深海挑战者号”说话。毕竟ALVIN是全世界所有载人潜水器的母版，而作为曾经的乘客，我对其比较了解。

问题是：为什么其他潜水器不能像卡梅隆的“深海挑战者号”一样潜万米那么深。

原因很简单：其他潜水器一开始制作的时候，就没有打算去一万米。卡梅隆的“深海挑战者号”一开始就是冲着马里亚拉海沟的10000+米去的。这些就涉及很多方面，比如：载人部分钛合金球体的不同，液压系统的不同，负载的不同，行动方式和范围的不同，等等。

问题太大，各位看官在这方面的知识储备是O，我们还是来先看结构吧。

从大概结构来看，两者并没有大的区别，都是由动力系统，载人球，电池组，负重组等几大块组成的，都是由母船先运输到指定海域，然后带上负重，自由下潜（也就是普通人说的“直上直下”），到达海底，然后利用电池提供的动力来进行小范围的搜索和观察。

ALVIN的内部图大概就是这样的：

而深海挑战者号的大概结构图是这样的（由wiki上可爱的作者Olivier Zucker绘制）

• ALVIN是平着入水的，你可以想象好莱坞大片里汽车从空中掉入大海的场景，很相似。


• "深海挑战者号“的设计及其巧妙的采用仿生学（讨论如下），全身像是一片柳叶，是竖立着入水的，下潜速度更快。其他潜水器相比较下潜速度慢，载人球体需要的氧气和二氧化碳排出会更多，遇到海流可能被drift偏离目标地点。



• 载人球体空间大小不同。ALVIN载人钛合金球体可以让三个人勉强躺下来，”深海挑战者号“只能让一个人蜷缩在里面。（这将导致一系列问题，比如人多力量大，”人老了，胳膊腿儿也不好使了“）。钛合金球体内部空间大了，整个球体需要承受的压力成倍增长，这一点上，ALVIN的困难和挑战更大，而卡梅隆有ALVIN的现成技术+专业人员的改进，并不是最大难点。ALVIN的钛合金球体现在设计的目标就是在7000米下抗压。而“深海挑战者号”的设计从一开始就是一万米抗压！这是卡梅隆能深入一万米的最重要保障。
• （有待商讨的部分）载人球体材料的问题。我明确的知道ALVIN是用钛合金做载人球的，但是找不到“深海挑战者号”采用的具体材料。报道上的材料是steel，却没有详细说明是否是特种钢材，也没有参数。对此我有所保留。
• 浮力材料不同。“深海挑战者号”去的海底比其他潜水器的要深3000到5000米，其他潜水器用的材料在此深度下会碎裂。它所用的浮力材料是特制并有自己专利的 ISOFLOAT™
• 说到活动范围，不论是Alvin还是“深海挑战者号”都是脱离了电缆的限制才能潜入深海，这就导致所有的系统动力只能由电池组提供。所以两者活动范围都极其有限，谁也没比谁强太多。ALVIN采用动力后置，涡轮装在屁股上，就像开车一样。“深海挑战者号”因为采用了创新的立式结构（这个下面要重点说），推进器是在“腰部”。要问哪种速度更快是没有意义的，因为两者都不是为了快速活动。
  
• ALVIN的电池最长能在海底支撑72小时，如果考虑到灯光，加速以及最重要的，人的承受能力，最多在海底呆一天。“深海挑战者号”的电池系统我不太清楚详细，但是理论上在海底呆一天是最基本的。卡梅隆在一开始就打算在海底最少呆一天。所以这一点上两者也并没有太大差别。
• 两者都是载人作业，都装配有机械臂和采样平台，可以采取科研用的样品。因为ALVIN已经服务了好几十年科研事业，能在ALVIN上搭载的实验仪器和平台更多更复杂。”深海挑战者号“并不是专业采样潜水器，所以只搭载了有限的采样工具。
  

关于潜水器的各种细节，没有在这里说的细节可能会在我的专栏里面提及

（散漫惯了的我好有压力。。。）

这里我要指出最高票答案的问题，纯科研讨论，不涉及人身攻击，有疑问还望相互切磋

载人潜水器分两种类型分别是载人探险型和载人作业型，这两种看似相同却又有本质的区别。载人探险型，如卡梅隆的“深海挑战者号”，其特点是下潜能力强，可达万米级，但活动范围及其有限，不能在水下进行长时间的有效的操作和科学研究，达到万米级深度后很快就要上浮，水下持久性短，下潜寿命（次数）小；载人作业型，全球知名的载人作业型潜水器主要有美国“艾尔文”（4500米级）、中国“蛟龙”（7000米级）、俄罗斯“和平一”和“和平二”（6000米级）、日本“深海6500”（6500米级）以及法国“鹦鹉螺”（6000米级），同时这五个国家也是世界上独五拥有深海科学研究中心的国家，载人作业型潜水器的优势在于具有水下观察和作业能力，主要用来执行水下考察，具备千次的下潜寿命。

从基本结构来讲，载人探险型和载人作业型并没有本质的区别。具体见上面提到的各点。

比如挑战者号装备的机械臂和采样仪：

在关于卡梅隆潜入马里亚拉海沟的纪录片“深海挑战”中，也明确指出了深海挑战者号并不是为了潜下去获个记录，它完全能够在水中前进后退转弯。这是因为深海挑战者号模拟了能够在海中直立前进的鱼类，比如shrimpfish（又叫razorfish）的形态（下图）。这样的结构不仅加快了下潜速度，而且增加了稳定性和灵活性。

卡梅隆的“深海挑战者号”的下潜次数少并不是因为他的部件是一次性的什么的，完全是因为下潜成本太贵！

每次试潜，都要租用一条大船拖“深海挑战者号”到指定区域。租金极其昂贵。如果遇到天公不配合，那这钱基本就丢了。

下潜的油钱极其昂贵，而且为了上来要丢掉负重，相当于每次丢掉一大笔钱。

最最贵的，是整个系统的维护。专业的人员，只能定制的配件，每天的例行维护就需要一大笔钱。ALVIN，“蛟龙号”，都是举国之力在负担（所以各位，还请多关注一下，我们交的税一部分就用在里面了），卡梅隆制作组是拿到投资的，是需要拍片，拿到资金回报的（这也是他们大力宣传的目的之一）

但是不管是“蛟龙号”，ALVIN，“深海挑战者号”，都绝不只是富人和科学家的玩具。我们对于最深的海底的了解，还不如我们对火星表面了解的多。海底，是人类目前唯一几乎没有触及的地方。不管是商业下潜，还是科研下潜，我们都是为了对我们所居住的星球有更多的了解。

下潜不只是成功，更多的是失败。

1967年，ALVIN被剑鱼撞破了底部，幸好，pilot非常冷静的把潜水器浮上了水面。

(这是后来WHOI的搞笑示意图，但那天的情景可以想见并不会有人笑）

1968年10月26号，ALVIN在下水的时候不幸沉入了1500米的海底。万幸所有人员都从舱中逃了出来。

前几年的试潜，窗户上出现的裂痕让人不寒而栗。

没有坐过ALVIN的人，不会理解alvin的wiki页面上的这张图片的恐怖：

这是ALVIN紧急逃生的方式：抛掉其他一切，只让载人舱快速上浮。

去年一艘无人潜水器在放下去后几分钟内爆炸，船上的人收不到它的信号，一直到几个小时后，他们发现几十块潜水器残骸陆续的出现在船周围的海面。

其实深海水压大到可以把人在几微秒内压成肉酱，实际上一点痛苦也不会有。如果真的出现危险的话你根本没有反应时间。“如果出现故障了而你仍有时间考虑，那就说明没有危险——继续下潜吧！“

我们只看到ALVIN下去了，蛟龙号下去了，深海挑战者号下去了，他们都安全的回来了。我们在电视剧前看科学家们，工程师们欢呼，却不知道他们在欢呼什么。只有经历了各种失败和恐怖以后，我们才能理解他们用生命一次次挑战海底的意义。

”when Cameron succeeds, we all succeed.“

关于海底的图片和知识介绍，我另外一个答案里面介绍了一下，还有其他答案的科普也不错，不过请千万别相信海底有鬼那种图片啊，看得太害怕了