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| 西班牙巴塞罗那海事博物馆陈列的“鱼形艇二号”模型。作者供图 |
在西班牙巴塞罗那的海事博物馆里,陈列着一艘木制“潜艇”模型,那是纳西斯·蒙图里奥·伊斯塔里奥发明的“机器鱼”。100多年前,它曾在巴塞罗那港外的海水中驶过,后来匆匆退场。这项失败的发明却完成了一项史无前例的创举——让潜艇在水下第一次用上了不依赖空气的动力,在思想原理上成为现代AIP(不依赖空气推进)潜艇技术的先驱。
“鱼形艇一号”:为采集珊瑚而生
“机器鱼”诞生的初衷,是蒙图里奥想为采集珊瑚的贫苦渔民发明一种机器——它的结构完全模仿鱼的身体,能够像鱼一样在水下行动自如,人们坐在机器里面操纵工具,可以像在陆地上一样呼吸。
蒙图里奥用“鱼形艇”命名自己的发明,并在1859年建成像马面鱼的“鱼形艇一号”。它的结构类似现在的深海潜水器,将保护乘员的椭球型耐压舱,包裹在不负责承受水压的鱼形艇身里,但可以通过几处观察窗看到外面的情况。观察窗的玻璃被有意做成圆台形,下潜时被水紧紧压在船身上。
由于买不起钢制耐压舱,蒙图里奥只好改用橄榄木,再用铜皮和橡木加固。他拿不准木质耐压舱的性能,只敢让“鱼形艇一号”下潜到50米。第一次试航时,它撞上了海底残留的木桩,艇体和充当“鱼鳔”的压载水舱受损,所幸耐压舱完好。
蒙图里奥没钱全面维修,只修复了最关键部位,并将潜水深度减至20米。但后续试航表明,“鱼形艇一号”虽然能自如沉浮,但人力驱动让它不够敏捷。最终,它不仅无法用于采集珊瑚,且几乎毫无用处。
“鱼形艇二号”:为避税被连夜拆掉
1865年,蒙图里奥,建成了尺寸更大、艇身更狭长的“鱼形艇二号”,依然采用木质结构。新作依靠人力驱动依旧笨拙,能不能装上机器?
普通内燃机或蒸汽机在水下使用,会迅速耗尽耐压舱内的氧气。蒙图里奥想出了一个独特的方案:用锌、过氧化锰和氯酸钾配制成“燃料”,依靠化学反应产生的热量烧水,为一台改装过的蒸汽机提供蒸汽,同时产生氧气供艇员呼吸。这一创意,让水下航行第一次跨过了AIP技术的门槛。
1867年,“鱼形艇二号”的蒸汽机依靠化学反应第一次在水下运转。但没过几分钟,过多的热量就让耐压舱内酷热难耐,潜艇不得不浮出水面散热。等温度降下来,化学反应也结束了,试航草草收场。
“鱼形艇二号”再也没有机会进行下一次试航——蒙图里奥已为此负债累累。最终,最大的债主将它拖走抵债,很快又把它卖给了一位收藏家。
恰在此时,政府开始征收船舶税。收藏家不想为一条“不能开”的船纳税,便找人连夜拆掉了“鱼形艇二号”。于是,承载着西班牙探索海底世界雄心的“机器鱼”,就这样沦为避税的牺牲品。
随着化学的进步,蒙图里奥的思路被证明颇具前瞻性。如今,西班牙海军的新锐装备S-80plus级潜艇,搭载了欧洲最先进的AIP系统,通过燃料电池将酒精转化为驱动潜艇的电能。为了纪念西班牙历史上的潜艇先驱,2025年下水的S-80plus级潜艇中的第二艘,被命名为“纳西斯·蒙图里奥号”。
(作者系科技史与科学博物馆研究者)