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。

载人潜水器舱室座椅人机曲面能量优化法的实验研究

文章针对深海载人潜水器潜航员的座椅人机曲面,利用Tekscan坐垫压力分布系统,基于实验数据和接触坐垫压力分布图谱,数据化和直观地体现潜航员与座椅曲面的受力状态,直接驱动潜航员座椅曲面人机工程学设计,保证人机接触面的良好人机工程学性能,为提高人机曲面的设计质量提供理论指导和有效的设计方法。

新型水下对接装置的研制

本文阐述了新型水下对接装置 (系统 )的研究目的 ,分析了对接装置的构成、对接策略和过程 ,给出了对接目标环相对于对接装置的空间位置和姿态的计算方法。在实验水池中进行了模拟对接实验 ,验证了对接装置 (系统 )

深潜艇推进电动机的H_∞控制研究

为了抑制转子电阻参数摄动和洋流、海浪引起的转矩波动对深潜艇推进电机调速系统的影响,对应用状态反馈鲁棒控制方法来处理推进感应电动机磁场定向下的矢量控制问题进行了研究,并在此基础上,根据建立的深潜艇直航运动模型和螺旋桨四象限动态工作情况下的仿真模型,进行了深潜艇直航推进仿真.仿真结果表明,这种方法能够有效抑制转子参数摄动和负载转矩波动对系统动态性能的影响.

水下用轻质复合材料的研究进展

介绍了用于深海潜器的轻质复合材料,通称为固体浮力材料SBM(Solid Buoyancy Material),介绍了SBM国内外技术发展状况和产品及其分类,并展望了其应用前景。

多约束下的载人潜器舱内计算机辅助工效设计系统研究

为了能使载人潜器舱内工效设计人员加深对多约束条件下舱内人员的生理、心理和环境约束条件的理解,有效地辅助设计方案的智能生成与优化。提出了基于虚拟人体模型参数作为布局设计解空间的参数获取方法、基于遗传算法的舱内人-机界面布局设计方案计算智能求解方法、基于知识推理的舱内色彩工效设计方案获取方法和基于粒子群算法的载人舱工效设计方案智能优化方法,以此为基础,应用UG二次开发和数据库技术,开发了载人潜器舱内人机工效设计计算机辅助系统。通过设计实例的人机工效布局和色彩设计与方案优化验证了该系统的可行性。

充油压力补偿式锌银蓄电池

充油压力补偿式锌银蓄电池因其特殊的结构形式多用于深海潜水器等特殊领域。论述了这种锌银蓄电池的耐压结构设计、气液分离方式以及高压环境对电池性能的影响。通过以上研究可以确保电池在7000m水下(71MPa压力)环境中工作时安全可靠。

深潜救生艇适应非平滑对接平台倾角能力分析

为了提高深潜救生艇援救失事潜艇效能,研究了深潜救生艇适应非平滑对接平台倾角能力.分析了深潜救生艇受力,建立了平衡方程组.推算了特定坐标系下对接平台倾角.通过编程解算平衡方程组,得到了深潜救生艇坐落到对接平台上的能力与海流的关系.计算结果表明,海流大小和海流方向对深潜救生艇坐落到对接平台的能力影响大,单纯追求较高横倾能力和纵倾能力意义不大,采用楔形联接环和旋转对接裙可以明显提升深潜救生艇适应非平滑对接平台倾角能力.

基于参数自适应的深潜救生艇姿态控制研究

针对深潜救生艇姿态控制系统中存在不确定扰动、模型参数摄动和建模误差等问题,设计了基于参数自适应的PID控制器,增强了控制器的鲁棒性,提高了控制精度,解决了深潜救生艇姿态控制的难题。该控制器以PID控制器为基础,参考滑膜理论,设计了补偿单元,对不确定项进行有效抑制。其中PID控制器的控制参数变化率及补偿单元的自适应估计均通过李雅普诺夫稳定性理论推导得出。仿真和水池试验证明了该控制器的有效性、鲁棒性,且控制器表现良好。

新型深潜救生艇自动对接模拟试验装置研制

通过对比国内外深潜救生艇的研究现状,提出了新型深潜救生艇自动对接模拟试验装置的研制,用来解决海况比较恶劣、失事潜艇有较大的倾斜时的自动对接;对实验用的试验装置—BSAV-II进行了总体设计,包括艇内设备和裙口设备的布置;设计了用以实现BSAV-II六自由度动力定位控制与自动对接控制的测量系统和控制系统。通过水池试验成功实现了有流作用下的水下自动对接,验证了对接控制系统设计的正确性和救生可行性。

双口RAM IDT7130在DSRV对接机械手控制系统中的应用

介绍了深潜救生艇（ＤＳＲＶ）对接机械手及其控制系统，提出了用双口 ＲＡＭ ＩＤＴ７１３０构成共享ＲＡＭ，并采用ＩＮＴ中断的总线仲裁方式，实现多单片机间的通讯．试验说明，双口 ＲＡＭ达到了高可靠、高效率的数据传输要求．

深潜救生艇收放装置关键技术研究

为了保证深潜救生艇下水和起吊过程的安全,提出了深潜救生艇收放装置关键技术,包括纵横摇缓冲保护技术和恒张力控制技术。从理论分析出发,分析母船船体和深潜救生艇运动状态和受力情况,建立运动模型,进行了计算机仿真,提出了收放装置纵横摇缓冲机构的设计原则。在恒张力控制研究方面,重点分析深潜救生艇在水面的运动与受力状态,进行了起吊缆恒张力控制仿真试验。利用起吊绞车试验模型进行起吊缆恒张力控制试验研究,验证分析和仿真的结果,为设计提供了技术基础。

深潜救生艇对接机械手的液压控制系统

介绍了深潜救生艇对接机械手及其液压控制系统，给出了液压系统的原理图和控制系统的硬件框图，并讨论了软件的设计要点．实践表明，该液压控制系统可以保证机械手在失事艇有纵横倾的条件下，完成救生艇与失事艇的对接．

载人潜器系统动态情况下的人-机功能分配智能运行模型研究

为了提高动态情况下的载人潜器系统人-机功能分配的合理性,提出一种应用智能化控制技术对载人系统的人-机功能分配模式进行识别的方法。通过研究系统总体设计时的人-机功能分配原则,利用人机工效学理论,完成常规静态情况下的人-机功能分配,并确定出动态情况下三种控制模式的运行机制;在此基础上,深入研究智能控制的实现技术,构建了用于指导载人潜器系统动态情况下的人-机功能分配策略的的混合智能系统运行模型。以载人潜器的运行实例进行该运行模型的验证,分析获取系统在动态情况下的人-机功能分配策略的自动运行过程,证明了该智能运行模型的有效性。

多自由度实验台架下潜救对接模拟系统的设计

多自由度实验台架结构是从国外引进的一套设备,具有11个自由度,并能实现多个自由度相互独立运动。从深潜救生艇(DSRV)实施对接的实际需求出发,设计了一个多自由度运动系统,提出了DSRV的实施救生的控制策略,并利用该系统,结合虚拟现实技术进行深潜救生艇与失事潜艇对接过程的模拟,通过仿真试验验证了台架的实用性和系统的有效性,为潜救作业中各项关键技术研究提供了一个有效的试验平台。

斑马电池在深潜艇使用中的经验探讨

斑马电池具有比能量高,安全性好等很多优点,在北约的深潜艇上已经成功应用。作为引进的深潜艇的原装动力电池,斑马电池在实际使用的过程中出现了很多问题。介绍了原装斑马电池的原理、结构和电气安全性。从电池的工作温度、总体电池电量、使用管理要求和使用管理过程存在问题各方面,分析了造成电池使用过程出现问题的原因。

具有柔顺功能的DSRV对接机械手

本文介绍了具有柔顺功能的ＤＳＲＶ对地接机械手、在机械手对接作业中，柔顺功能可以保护机械手，缓冲惯性力，完成对接目标。本文从机械装置和液压伺服原理两方面讨论了柔顺功能的实现。

用8098单片机实现对DSRV对接机械手的控制

以DSRV对接机械手为对象,采用从、主8098单片机和PC工控机的三级控制方案,研制了对接作业的控制系统,从系统方案、电路设计和多机通讯等,实现了水下对接的智能化和自动化。

我国大型深潜装备研发管理存在的问题及对策思考

系统地总结回顾了我国大型深潜装备的发展历程,包括载人潜水器(HOV)、遥控潜水器(ROV)以及自治潜水器(AUV)等的研制、试验与应用情况。从海洋领域科技管理的角度,对比海洋发达国家深潜装备的常态化业务运行,重点分析了我国大型深潜装备在组织研发、使用维护、运营管理上存在的问题和瓶颈,并从强化顶层设计、完善体制机制、转变研发思路等方面,提出了解决我国深潜装备利用率低、共享困难、研发与应用脱节等问题的对策和建议,这对于"十三五"海洋领域科技项目的组织实施具有参考价值。