大深度潜水器海水液压浮力调节技术研究进展

海水液压技术由于其与海洋环境相容,具有海深压力自动补偿功能、运行成本低、工作介质易处理、难燃、系统组成简单、清洁等优点,已在国内外的深海装备中得到了成功应用。采用海水液压浮力调节系统替代油压和气压浮力调节系统,具有结构简单、性能可靠等优点,是目前大深度潜水器采用的主要形式。介绍了海水液压浮力调节的国内外简况,分析了深海环境对元件性能产生的影响,包括海深压力和温度对介质特性的影响,海水介质的颗粒污染、海深压力对摩擦副的影响等;从新结构、新材料、新工艺等方面提出了相应的解决措施。最后,重点介绍了我国在海水液压浮力调节技术研究方面的进展。

藕节形大深度潜水器耐压壳体优化设计

藕节形切弧连接耐压壳体是大深度潜水器耐压壳体的一种新型结构形式。该文考虑初始缺陷和材料、几何非线性的影响,参考潜艇规范,采用外点罚函数(OPF)法的结构优化程序,研究了三藕节切弧连接耐压壳体的优化设计。在研究中,设计变量为耐压壳体的厚度半径比、球壳间距半径比、连接角,考虑强度、稳定性以及几何约束,使浮力因子最小。同时研究了设计变量在结构优化设计中的敏感性,以及设计变量对耐压壳体的浮力因子、强度和稳定性的影响。文中的研究结果可以为藕节形大深度潜水器耐压壳体的结构设计提供参考。

藕节形大深度潜水器耐压壳体强度与稳定性研究

藕节形切弧连接耐压壳体是大深度潜水器耐压壳体的一种新型结构形式。文章采用有限元方法,针对缺陷幅值半径比在0.05%～0.5%之间、厚度半径比在5%～9%之间、球壳间距半径比在1.9～2.7之间、连接角在40°～65°之间的三藕节切弧连接耐压壳体,进行了强度和稳定性分析;采用最小二乘法进行公式拟合,提出三藕节切弧连接耐压壳体非线性强度公式和稳定性公式,为藕节形大深度潜水器耐压壳体的结构设计提供依据。

球形大深度潜水器耐压壳体优化设计

文章考虑材料非线性以及初始缺陷的影响,提出了球形缺陷厚壳的非线性稳定性计算公式,其理论结果与实验结果相符,同时文中采用有限元方法验证了该理论公式的正确性;采用理论公式,对缺陷幅值半径比在0.1%～0.5%之间、厚度半径比在5%～9%之间的一系列球形大深度潜水器耐压壳体进行强度和稳定性分析;参考潜艇规范,对球形大深度潜水器耐压壳体进行了优化设计。

大深度载人潜水器耐压壳结构研究现状及最新进展

大深度载人潜水器的耐压壳是保证潜水器中人员和设备安全的关键部件,它直接关系潜水器的重量指标和总体性能。论文综述了大深度载人潜水器的研究进展,重点介绍大深度载人潜水器耐压壳的结构形式、选用材料、强度和稳定性计算、制造工艺等方面的研究现状及最新进展。

初始缺陷对不同深度载人潜水器耐压球壳极限承载力的影响

大深度载人潜水器耐压壳是保证其完成预定功能的最基本部件,研究初始几何缺陷,其中包括弹性屈曲模态缺陷、局部缺陷、整体圆度偏差和壳板厚度偏差,对不同深度载人潜水器耐压壳体承载力的影响乃是极其必要的。通过对不同深度潜水器的有限元分析,得出了不同深度耐压壳体受初始缺陷影响的曲线,可以确认缺陷范围处于临界弧长时结构的承载力最弱。

大深度载人潜水器耐压壳极限承载力分析

通过对钛合金材料的力学性能试验数据的研究拟合出钛合金材料曲线,同时对泰勒水池公式的计算结果和有限元计算结果进行比较,将泰勒水池公式的有关思想应用于有限元分析结果的处理,对有限元分析的结果进行改进,较好地评估大深度载人潜水器耐压壳体的极限承载力。据此提出在大深度载人潜水器的耐压壳体初步设计阶段可以用该方法对结构的承载力进行预测。

基于BLH框架的大深度载人潜水器总体性能的多学科设计优化

建立了一个大深度载人潜水器总体性能多学科设计优化的数学模型,并提出了BLH多学科设计优化框架来对大深度载人潜水器多学科设计优化数学模型进行构建。通过拉丁方试验设计方法对设计变量与多学科优化目标的相关性进行分析,最终得到满足性能指标要求的大深度载人潜水器总体设计优化结果。

大深度载人潜水器低速大漂角模糊滑模航向控制研究

通过模型试验测量大深度载人潜水器低速大漂角运动时所受到的非线性水动力。基于一种新的模糊滑模控制策略,为潜水器设计了鲁棒航向控制器。在不同的漂角子区间内分别设计局部镇定的滑模控制器,然后通过Takagi-Sugeno模糊推理系统将它们光滑连接,得到模糊滑模控制。仿真计算结果充分显示了该控制策略的有效性。

论大深度饱和潜水的减压问题

对300m以浅深度的饱和潜水,法英美等国已提供了减压表或方案;但超过300m深度的,迄未见问世。目前国际上一致认为:曾通过各种努力试图缩短大深度饱和潜水的减压时间,但都没有成功;关键问题在于没有完善的减压理论,一切都还处在探索阶段。近十余年来,国外一系列实验研究的结果也不尽一致、各有各的条件和经验,迄无定论。我们通过三次实验研究,认为减压时将舱内氧分压提高到50kPa,对保证安全确有明显价值。但同时也发现甲皱微循环毛细血管在长时间高分压氧暴露后,可处在痉挛收缩状态,这可能严重影响组织内惰性气体的脱饱和,表明已处在安全边缘,要再进一步缩短减压时间将存在着潜在的危险。最新文献报道:英波日等国亦相继在减压阶段将氧分压提高到50kPa,且还适当修正延长了减压时间,表明这一措施已广泛引起重视,有推广价值。因此,如能进一步以微循环变化作指标,研究暴露在高分压氧下的动态变化;研究氧分压与减压时间之间的最优化组合,是从基础理论角度探索解决这一课题的有意义的途径。

大深度剖面式潜水器浮力驱动系统研究

本文提出一种新型的高压浮力驱动系统,具有体积小、重量轻、调节体积大、调节精度高和能耗低等优点,能够改善目前剖面式潜水器浮力调节系统的工作性能。文中首先介绍了剖面式潜水器浮力驱动系统的研究现状,分析总结了目前浮力驱动系统的优势和不足;然后基于深海机动浮标,考虑海水密度变化和耐压壳体压缩量的影响,系统阐述了新型浮力驱动系统的工作原理、设计过程和关键技术等核心问题;最后,对浮力驱动系统的工作过程进行系统的测试/试验,通过分析结果得到该浮力驱动系统具有较好的工作性能的结论。本文设计和研制的浮力驱动系统为独立的工作单元,模块化度高、性能强劲,能够在一定程度上推进我国大深度剖面式潜水器的发展。

模拟大深度饱和潜水对潜水员超声心动图的影响

目的探讨模拟大深度饱和潜水试验对潜水员心脏形态和功能的影响。方法收集4名参加模拟480m氦氧饱和-493m巡回潜水试验潜水员的试验前、试验后第5天及试验后1个月的心脏超声检测数据,并进行对比分析。结果试验前、试验后第5天及试验后1个月所测心脏超声数据均在正常范围,试验前和试验后第5天潜水员体质量、心搏量(SV)、心搏指数(SI)、左心室等容收缩时间(ICT-m)分别为(72.25±10.05和69.50±8.89)kg、(90.50±5.20和78.75±5.97)ml、(50.02±3.00和43.83±1.95)、(74.00±8.98和63.50±7.68)ms,2组比较差异有显著性(P<0.05);试验后1个月,上述各指标恢复至试验前水平。结论模拟大深度饱和潜水试验可引起潜水员心脏泵血功能的轻微改变和可能的心肌短暂缺血,1个月后恢复正常。

大深度空气潜水在高海拔地区的工程实践——记刘家峡大坝泄水道2号孔检修门水下检验工程

近年来 ,潜水检查作为水库大坝安全检查的重要手段已为人们所认识 ,但在高海拔地区进行大深度 (0海拔水深超过 45m)空气潜水目前尚无先例。青岛太平洋海洋工程有限公司凭借雄厚的潜水实力 ,在此领域有重大突破。本文结合刘家峡水库大坝泄水道 2号孔检修门水下检查工程 ,详细阐述了高原地区大深度空气潜水的安全保障措施、潜水作业的实施方案及实践经验。

深井泵潜水深度的分析及计算

通过对深井泵潜水深度多项参数的分析,计算每个深水泵的潜水深度,以保证正常供水,避免两条管道汇合处的止回阀出现干涉现象。

大型潜水电机混合偏心时转子副临界振动的研究

大型潜水电机转子在运行过程中,由于不平衡电磁拉力和特殊环境的影响,气隙激振力频率接近转子固有频率,且转子副临界转速临近额定转速,引发转子副临界振动,危及电机安全运行,甚至引发工程事故。本文引用工程电磁场理论,建立了混合偏心转子的计算模型,推导出大型潜水电机定转子间气隙电磁力,并在此基础上,结合傅里叶谐波分解理论,得出电磁激振力频率与转子固有频率的关系。最后采用解析—有限元的混合方法,分别建立三维定转子应力模型,得出定转子形变。建立二维有限元电磁场分析模型,探讨转子副临界转速与额定转速、偏心度、潜水深度、时间的关系。研究结果为电机的更可靠投入运行提供一定理论基础,且为大型潜水电机的故障诊断提供了一定的参考依据。

常用潜水蒸发经验公式在新疆地区适用性研究

在新疆等蒸发强烈干旱地区,潜水蒸发不仅关系到土壤水分损失,还直接涉及土壤的盐碱化问题,精确计算潜水蒸发量对排水计算和防治土壤盐碱化均有重要意义。目前常利用经验公式计算潜水蒸发量,包括阿维里扬诺夫公式、清华雷氏公式、叶水庭公式以及幂函数公式。本文利用新疆昌吉站和渭干河站潜水蒸发实测资料对上述四种经验公式进行分析,寻求阿氏公式中潜水停止蒸发深度与清华公式中潜水极限蒸发强度Emax和参数η的简单计算方法,探讨各公式在计算新疆典型区潜水蒸发量的准确性。结果表明,用清华公式拟合实测潜水蒸发与水面蒸发精度较高,Emax和参数η与潜水埋深呈较好的指数关系。在新疆地区清华公式有广泛的通用性,在潜水埋深较浅时,阿氏公式、叶氏公式和幂函数公式拟合精度相对较高,但当潜水埋深较大时拟合较差。幂函数公式拟合值与实测值相差最大。阿氏公式、叶氏公式和幂函数公式对于壤土类拟合精度较粗质土高。

蛟龙号载人潜水器研制过程中的质量控制方法

蛟龙号载人潜水器于2012年完成了7000米级的海试,标志着我国跻身掌握深潜技术的少数几个国家之一,取得了第二代载人潜水器最大下潜深度的记录。蛟龙号海试的成功离不开研制过程中的质量控制。本文将简要介绍蛟龙号潜水器在人员队伍建设、制度建设、设计过程以及试验过程等方面的质量控制方法,在这些有效的质量控制措施下,保证了蛟龙号的海试成功。

深水自吸式潜水曝气机的设计与试验

为了改进自吸式潜水曝气机的深水曝气性能,提高其浸深充氧能力和动力效率,研究了曝气机性能并设计了新的样机.基于潜水曝气机的结构特点及射流原理,在面积比为2.254,.00,5.06和6.25时,分别改变喷嘴形状、喉嘴距、喉管长度、工作压力和流量,进行了大量的试验,得出了不同面积比下的流量比与压力比曲线.在此基础上,拟合了最佳性能曲线,归纳了设计方法.根据要求的流量比和最佳性能曲线,可以查出对应的压力比和面积比,确定出合理的潜水泵工况和曝气机的几何尺寸,据此设计了新的样机,并对其进行了试验.结果表明:该样机将自吸潜水曝气机的最大潜水深度提高到10 m,在此水压头下,水气混合均匀,射流有力,7.5 kW的功率,进气量达到122 m3/h,产生的气泡细密、均匀,在水下滞留的时间长.

480m氦氧模拟饱和潜水人员疗养保障模式的实践

目的探索大深度模拟饱和潜水人员的疗养保障模式,提高针对执行特殊任务潜勤人员的疗养保障能力。方法在常规疗养模式的基础上,实施针对性的体能恢复-营养平衡-心理干预相结合的疗养保障模式。结果 疗养员生理、心理指标均恢复正常,疗养效果评价良好。结论针对性的疗养保障模式对大深潜人员的身心状况恢复具有较好的促进作用。

300米饱和潜水如何“潜伏”

2014年1月12日，中央电视台“新闻联播”报道，当天我国成功实施首次“300米饱和潜水作业”，下潜实际深度为313.5米，标志着中国深海潜入作业跻身国际先进行列。深海潜入是各国的核心技术，此次中国首次完成300米饱和潜水作业，是继198米饱和潜水深度之后，再创中国饱和潜水海上作业深度新记录。这项突破包含了重要的经济、军事战略意义。那么，究竟什么是饱和潜水？发展饱和潜水对国家发展而言具有哪些重大的意义呢？