深潜装备材料发展关键技术研究

本文以深潜装备材料应用需求为导向,深入研究当前各国主要耐压壳体材料和固体浮力材料的应用现状及发展趋势。通过对材料的机械性能、化学成分等指标进行对比分析,提出了当前深潜材料发展遇到的系列技术瓶颈问题和相应解决方案。通过深入分析各国深潜材料的关键技术和性能指标,发现其总体趋势均向着高强度、低密度方向发展,但在尝试进一步提升材料性能指标时,却导致材料出现韧度降低、焊接性能差、吸水率增高等系列缺陷。因此,尝试研发各项性能优异的空心陶瓷和纳米复合材料等新型材料。陶瓷基复合材料和碳纳米管增强浮力材料以其优异的结构强度和抗压性能,必将大幅提升深潜装备的总体性能指标,成为深潜器的重要选材。

基于仿真数据库的深潜球壳应力场数字孪生方法

提出一种基于仿真数据库及数字孪生技术的深潜球壳应力场预报方法,通过建立不同尺度及载荷下耐压球壳的应力场分布仿真数据库,在潜水器上实现了通过单个耐压壳有限传感器布点虚拟传感监测其他关键部位的应力状态。基于数字孪生技术构建三级虚拟结构层,Level-1 DT层实现从有限元仿真模型到数字模型的空间映射及云图展示,球壳的极限承载力实验与数值结果对比误差小于9.4%。Level-2 DT层通过创建数据库实现数字模型的数据样本推演,仿真数据库中未获得尺寸及载荷条件下的球壳应力场分布通过局部拉格朗日插值方法获得,插值应力结果相对于仿真结果的相对误差为4.8%。Level-3 DT层开发了深潜球壳数字模型危险区域应力场分布的机器学习预报功能,通过粒子群算法优化后的BP神经网络保证预测结果与仿真结果的误差小于1%。该方法综合考虑材料性能、结构尺寸和环境载荷,可以为耐压壳结构的实时安全评估提供参考,实现对潜水器单个或多个球壳动应力场分布的动态感知、智能诊断和科学预测。

深潜救生艇用电池应用现状与发展趋势

潜艇具有极强的作战能力和威慑力量,在战争中具有不可替代的作用,受到了各国的高度重视。但潜艇的作战特点也决定了其一旦发生事故,救援难度会非常大。在各型援潜救生装备中,深潜救生艇(DSRV)具有操作灵活、救援人数多等优点,是一种非常高效的援潜救生技术,因此,各国海军研制了多型DSRV用于潜艇的失事救援。DSRV在水下主要依靠电池提供能源,电池的性能也在一定程度上决定了DSRV的性能。文中主要对全球各型DSRV用电池的应用情况进行概述,对其应用现状、关键技术、研究基础等进行分析,并对DSRV用电池技术的未来发展趋势进行展望,以期为今后DSRV用电池的研制提供借鉴。

深潜器钛合金室温蠕变-疲劳损伤模型及数值研究

针对钛合金深潜器耐压壳在实际作业过程中疲劳与蠕变损伤相互促进的现象,本文提出了适用于室温环境下钛合金材料的蠕变-疲劳损伤模型和数值模拟方法。基于连续损伤力学理论建立了蠕变-疲劳损伤模型,并通过单轴蠕变-疲劳试验标定了参数;将该模型用子程序进行定义,通过有限元软件二次开发模拟了紧凑拉伸试件蠕变-疲劳损伤演化过程,并将数值模拟结果与试验结果对比。试验结果表明:超过90%的数据点预测结果的相对误差包络在±50%范围内,紧凑拉伸试件蠕变-疲劳寿命的模型预测结果与试验值误差为2.9%。本文所提出的模型和数值模拟方法可以很好地描述钛合金结构的室温蠕变-疲劳失效过程。

载人深潜器内装设计研究综述

载人深潜器的载人舱是潜航员们在水下工作和休息的空间,其内装设计的目的在于保障安全的前提下,满足潜航员关于舱内工作、生活的一切功能需求,为潜航员提供可靠、舒适、丰富的舱内环境。纵观国内外载人深潜器内装的发展现状,概括分析其特点,结合对载人深潜器内装设计要素的归纳,明确设计原则,并以现代科学条件为基础,重点梳理了未来载人深潜器的内装技术发展趋势。为后续相关型号的内装研制提供参考,为打造宜人的深潜器载人舱环境起到理论支撑。

基于企业制胜之道“深潜”管理模式初探

企业的生命周期犹如上升的螺旋曲线,从诞生到短暂的幼年时期、成长期、成熟期、蜕变期,每一拐点或是每一次危机出现之前的变化都在考验着企业家如何应对与破解难题,由此而引发的管理难题引起诸多管理学家的高度关注。本文深入剖析企业存在的问题与管理症结,引入与优化“深潜”管理模式,来修正与解除企业管理不足与管理症结。

顺利完成300潜!“蛟龙”号彰显中国深潜实力

8月18日,抵达西太平洋首个作业区的“蛟龙”号,搭载2024西太平洋国际航次首席科学家许学伟、潜航员齐海滨和张奕完成航次首潜。这是我国自主设计、自主集成的首台7000米级大深度载人潜水器“蛟龙”号的第300次下潜。“蛟龙”号在世界瞩目中再次展现了中国深潜的实力。

深潜救生艇大倾角对接操纵作业优化研究

构建了深潜救生艇对接潜艇的计算流体力学(CFD)模型,量化了海流对深潜救生艇大倾角条件对接作业的影响,在此基础上,通过研究深潜救生艇操艇系统的操控能力,建立了主辅推进器的推力模型,结合推进器对接作业时的使用策略和CFD数值计算结果,给出优化对接作业的操纵方法。研究结论可为操纵员在受流影响下进行大倾角对接作业提供优化依据,提升援潜救生作业的安全性和有效性。

深潜救生艇模拟器24 V电源新型变换器研究

为解决深潜救生艇模拟器24 V电源高电磁干扰问题,满足模拟器对24 V电源低电磁干扰特性的需求,本文针对现有模拟器24 V电源电路变换器技术缺点,提出一种新型DC-DC变换器。分析该变换器的衍生过程以及具体工作机理,推导电压输入输出公式,分别计算主要器件的电压、电流应力和功耗,最后通过仿真以及所搭建的100 W样机进行实验,表明该变换器具有输入电流零纹波、输出电流低纹波等优点,理论分析与仿真和实验结果一致,验证了理论分析的正确性以及所提出变换器的有效性。

国外深潜救生艇发展趋势

深潜救生艇是一种可与沉没失事潜艇对接,援救出被困艇员的载人潜水器,是执行潜艇救生保障的核心装备,对潜艇的安全保障具有重要意义,历来受到拥有潜艇国家的高度重视。本文对目前国外深潜救生艇的现状进行梳理,分析和归纳了当前国外深潜救生艇的救援能力,并对未来的发展趋势进行了展望。

基于人工智能的深潜耐压球壳应力场映射

目的针对深潜耐压球壳在真实下潜过程中全局应力场难以直接获取的问题,提出一种基于人工智能的深潜耐压球壳应力场映射算法。方法构建深潜耐压球壳有限元模型,并开展仿真分析。提出深潜耐压球壳监测布点方案,进而利用长短时记忆神经网络(Long-short Term Memory Network,LSTM),将测点应力信息作为输入,将全局应力场信息作为输出,构建深潜耐压球壳应力场映射模型。最后,对不同测点下的映射结果进行分析。结果与模型试验结果相比,仿真误差小于2%。与DNN模型及BP模型相比,映射误差分别下降94.92%与97.76%。结论所提映射算法可在部分测点失效的情况下仍可以保持较高精度。

海洋领域重大科技项目业主制管理模式探析——以大型深潜装备和海洋科考船为例

随着创新驱动发展和科技自立自强的深入推进,我国启动实施了一系列海洋领域重大科技项目,对项目运行及成果管理提出了更高要求。作为一种高效的项目管理模式,业主制管理越来越广泛地应用于重大科技项目的组织管理过程,表现出显著的优势和潜力,但目前尚未形成统一的涉海项目管理平台和协调机制。基于此,本文首先分析了美国、法国、日本各类深潜装备和海洋科考船的运维管理经验,总结出由国家主导投资并拥有所有权、所有者委托业主管理,以及使用权开放共享的普遍特征。然后,通过调研国内大型深潜装备及海洋科考船的运维管理现状,发现存在管理主体分散、统筹协调机制不健全和开放共享不足等问题。最后,从科技管理体制改革、共享平台系统和业主遴选与考评等方面对完善海洋领域重大科技项目业主制管理模式和机制提出发展建议。

黄旭华:许身深潜,科研报国

黄旭华(1926年3月-),核潜艇研究设计专家,中国工程院院士。他隐姓埋名几十年,为我国核潜艇事业奉献了毕生精力,开拓了我国核潜艇的研制领域,为核潜艇研制和跨越式发展做出卓越贡献。1985年获国家科学技术进步奖特等奖。2019年获“共和国勋章”。2020年获2019年度国家最高科学技术奖,入选“庆祝中华人民共和国成立70周年大型成就展”1980-1989年英雄模范人物。爱国,就要把个人命运和祖国命运紧紧联系在一起。为我国核潜艇事业奉献一辈子,黄旭华将“惊涛骇浪”般的功勋“深潜”在人生大海中,终生报国不言悔。

“深海勇士”号载人深潜器在“海马”冷泉拍摄的水合物丘

2022年9月23日,“深海勇士”号载人深潜器在“海马”冷泉进行考察作业时(2022-TS2-17航次),再次发现水合物丘,进一步揭示该区域具有良好的天然气水合物赋存前景,并为开展天然气水合物保真取样器海试等提供了新点位。“海马”冷泉位于琼东南盆地西部海域。

深潜水上运动中心

扬州深潜大运河中心位于扬州科技生态城太平河段,主要功能包括体育商学院,住宿配套,赛艇中心,户外营地等主要功能,包括2公里标准赛道、赛艇码头、计时塔、终点塔、运河展示区、赛艇展示区的比赛需求,各功能空间可以较大程度地进行复合使用。

深潜孔平板闸门钢丝绳破断原因分析及解决措施

深潜孔式卷扬式启闭机闸门及附件重量大,启闭行程长,启闭操作时存在许多问题和风险。本文利用实际的案例,详细分析了深潜孔式卷扬式启闭机闸门钢丝绳破断原因,并结合管理实践提出了建议,为深潜孔式卷扬式启闭机闸门设计提供了参考。

“奋斗者”号完成首次环大洋洲载人深潜科考任务

2023年3月11日,伴随着汽笛鸣响和人群欢呼,“探索一号”科考船携“奋斗者”号全海深载人潜水器抵达三亚,圆满完成首次环大洋洲载人深潜科考航次任务。本航次是由中国科学院深海科学与工程研究所牵头发起的“全球深渊深潜探索计划”第一阶段科考航次,自2022年10月6日从三亚启航,历时157天,环大洋洲航行22000余海里。

“中国海洋科考与深潜展”在中国航海博物馆闪亮登场

2023年6月13日,“探秘深蓝:中国海洋科考与深潜展”在中国航海博物馆正式开展。展览在博物馆第二临展厅展出,展期将持续至10月8日。本次大展由上海市交通委员会和上海市海洋局指导,中国航海博物馆与上海市海洋管理事务中心共同主办。

全干式深潜永磁直流电动机

简要概述了深潜器用全干式永磁直流电动机的总体设计思想、结构和电磁设计特点、温升计算。

“和谐”号载人深潜器的研制

为了满足中国大洋矿产资源研究开发协会(COMRA)在国际公海区域进行深海资源勘探的要求,国家科技部在"十五"期间立项研制出了大深度载人深潜器——"和谐"号。该载人深潜器的研制在国内是一个技术跨越非常大的项目,研制过程中需要解决许多关键技术问题以及克服国际合作过程中存在的各种问题。目前,"和谐"号潜水器已完成总装,正在进行水池试验。水池试验结束后就可以进行海上试验。本文主要介绍"和谐"号载人深潜器的研制过程,重点介绍设计思想和设计过程中解决的主要关键技术问题。