全海深载人潜水器载人球壳的选材及制造技术

本文分析了当前典型大潜深载人潜水器载人球壳的选材和制造技术特点。钛合金是目前大潜深载人球壳所普遍采用的材料,半球整体成形以及电子束焊接代表着球壳成形的先进水平。讨论了全海深载人球壳的选材要求及成形技术。对于全海深载人球壳用钛合金,要求具有更高的强度,并同时具有良好的韧性、热成形性能以及焊接性能。最后,简要介绍了在全海深载人球壳材料和制造方面的研究进展。

钛合金载人球壳的疲劳寿命可靠性分析

本文通过引入一种改进的裂纹扩展率表达式,首先给出了深海钛合金载人球壳的疲劳可靠性模型,在对模型中各随机变量的统计特征进行分析的基础上,采用ISPUD软件中的重要样本法,计算了载人球壳的疲劳可靠性指标,证明载人球壳的疲劳强度是符合设计要求的。然后,通过对各参数的灵敏度进行分析发现,随机变量m、A、Deepth、are对最终疲劳可靠性有显著影响,必须在设计加工阶段给予足够重视,而随机变量m与A、are与a的相关系数对最终疲劳可靠性影响不大,在实际计算中可以忽略。

大深度潜器载人球壳开孔强度的理论计算及试验验证

文章根据外压球壳开孔区域的轴对称性和等面积补强所体现的主要强度特征对大深度载人厚球壳锥台形开口加强形式进行几何变换,同时求解系数十分复杂的三阶非齐次方程,完善和扩展球壳开口围壁、厚板嵌入组合加强的理论计算方法。通过两个4 500 m潜器球壳几种开口加强形式的应力集中系数理论计算、有限元计算和试验验证,证明了该方法的可靠性和适用性,可为制订大深度潜器载人球壳强度规范提供依据。

数据驱动的载人舱球壳下潜过程推演与异常诊断

针对大深度载人舱球壳下潜过程难以推演等问题,本文提出一种数据驱动的下潜过程推演与异常诊断算法。首先,对大深度载人舱球壳结构及历史下潜数据进行分析。其次,将下潜深度作为输入,关键热点应力作为输出,利用长短时记忆神经网络(long short-term memory network,LSTM)构建下潜过程推演模型,并对推演结果进行分析。与DNN模型和BP模型进行对比,推演误差分别降低35.89%和68.30%。最后,基于LSTM模型,提出一种数据异常诊断算法,该算法可对传感器出现故障时的异常数据进行及时诊断与修正。

钛合金载人舱球壳试验压力和应力衡准取值研究

各国潜水器规范对潜水器载人舱球壳试验压力的规定各有不同,以球壳的中面膜应力作为计算对象,推算各规范和标准关于膜应力在试验压力下的应力衡准。结合“蛟龙号”和“深海勇士号”两型潜水器载人舱球壳的外压试验,对计算应力和实测应力数据分析对比,提出适合钛合金载人舱球壳的试验压力和应力衡准参考值。

钛合金深潜器载人舱疲劳寿命预报方法研究进展

对钛合金载人舱的结构形式、材料特性、载荷历程进行了描述,重点介绍了考虑载荷循环和保载特性下的Ti-6Al-4V ELI合金蠕变-疲劳寿命预报模型的研究进展,以及基于这些模型的可靠性评估方法,为提出一个合理的钛合金球壳剩余极限强度随时间的衰减规律的分析方法奠定基础。

载人潜水器材料技术发展现状

载人潜水器是探索海底资源、执行多种海底任务的必要设备,载人舱球壳是载人潜水器关键部件,必须使用高比强、高韧性的材料以保证它具有足够的有效载重和良好的安全性。同其它船用金属材料相比,钛合金比强度高,非常适合用于建造潜深3000m以上载人潜水器载人舱球壳,而载人舱球壳用钛合金的发展必将促进我国载人潜水器的研制和国产化进程。总结了目前国内外在载人舱球壳材料方面的研究和应用进展,对国产新型Ti6321合金进行了详细介绍。

大深度载人潜水器载人舱球壳极限承载能力计算公式研究现状分析

重点对目前比较成熟的计算公式和常用船级社的计算公式进行比较研究。首先通过4个壳模型球的压力破坏试验对各计算公式进行了对比,发现计算公式的预测结果与试验破坏压力存在一定的偏差,且各公式的偏差不一致,表明各公式的建立过程存在一定的差异。开展了载人舱球壳主要参数的灵敏度分析,进一步反映各计算方法之间存在一定的差异。

Study of Space Reactors for Exploration Missions

Nuclear propulsion has been studied for many decades. The power density of nuclear fission is much higher than chemical process, and for missions to outer solar system requiring several hundred of kilowatts, or for flexible manned missions to Mars requiring several megawatts, nuclear electric propulsion might be the only option offering a reasonable mass in low earth orbit. Despite the existence of low power experiences--SNAP10 in the 60＇s or Buk/Topaz in the 60-80＇s--no high power reactor has been developed： investment cost, long term timeframe, high technological challenges and radioactive hazards are the main challenges we must overtake. However, it seems reasonable to look at the technical challenges that have to be overcome for a next generation of nuclear electric systems for space exploration. This paper will present some recent studies going on in France, on space reactors for exploration. Three classes of power have been considered： 10 kWe, 100 kWe, and several megawatts. Available data from previous studies and developments performed in Russia, USA, and Europe have been collected and gave us a large overview of potential technical solutions. This was the starting point of a trade-off analysis aiming at the selection of the best options, with regards to the technological readiness level in France and Europe. The resulting preliminary designs will be presented and critical technologies needing maturation activities will be highlighted.

“航天数海杯”2017年世界航天十大新闻

1Space X公司在航天器可重复使用技术上取得重大突破 2017年,美国Space X公司在航天器的可重复使用技术上取得多项重大突破。3月31日,该公司成功发射＂二手＂猎鹰9火箭,实现了该公司首次重复使用液体运载火箭一子级。6月4日,该公司的猎鹰9火箭成功将同为该公司研发的＂二手＂龙飞船发射升空,这次发射开创了Space X公司首次重复使用轨道级飞船的先河。