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1、7000m载人潜水器研发简介崔维成,徐芑南,刘涛,胡震,杨有宁,胡勇,马岭(中国船舶科学研究中心)表1还给出了7000m载人潜水器与现有深海1引言载人潜水器的比较,从表中可见其性能可以和其它潜21世纪,人类将进入海洋经济的时代。深海开水器相媲美。另外,该潜水器的一个重要的特征就是发不仅对于海洋生物、微生物、海洋矿产以及其它资它能够在悬停状态(即悬浮模式)下工作15min。源的研究是必不可少的,而且对于地球结构和运动的3关键技术地质研究也是必须的。载人深潜水运载器对深水勘探有重要作用。国家科技部批准了开发7000m载该潜水器分成10个子系统,以下作简要描述。人潜水器的项目。中国大洋矿产资源研究开
2、发协会3.1水动力性能和总体布置(COMRA)被指定为项目的协调机构和此潜水器的最水动力性能设计包括型线、阻力分析、水动力设终用户,中国船舶科学研究中心(CSSRC)被选定为该计、操纵性、无动力下沉和上升等。潜水器设计和建造的主要研究单位,沈阳自动化研究该潜水器的主体象球状体。由于观测窗和操纵所、中科院北京声学研究所、中国船舶开发和设计中器的形状特殊,因此这些位置的线形流畅并作了优心以及其他几个国内研究机构也参加了此项目。化。拖曳水池中的模型试验结果显示该潜水器的阻本文的目的是描述深海载人潜水器设计中所考力和有效动力满足设计要求。虑的事项。该潜水器的稳定翼以X型的形式进行布置。推进器作不同向量
3、的布局。4个导管螺旋桨是主要的2主要特点推进器,以十字的形式分布在潜水器的尾部。螺旋2.1使命和环境条件桨轴的倾角为22.5b。在潜水器的艏部有一个槽形该载人潜水器所设定的使命是能完成水深不超推力器,在中部的每个舷侧装有旋转导管螺旋桨。过7000m的以下任务:通过操控控制系统,潜水器可以获得六自由度的空(1)运载人员、仪器和工具至深海完成海洋地间运动能力。理、海洋物理、海洋生物和海洋化学的任务。利用其该潜水器具有良好的操纵性能。在风洞和旋臂优良的操纵性,能以悬浮在水中或停留在海床上的水池进行了拘束模型试验,并且为六自由度运动建模式,找寻位于崎岖不平海底地形上的目标。立了数学模型。在模型试验中,
4、该潜水器的操纵性(2)研究热液硫化物、钴结壳资源。通过使用是使用水动力的力系数进行评估的,结果显示操纵水下微型钻孔工具获得钴结壳的芯样。性能满足要求。为了节约能量,所设计的潜水器下沉和上升是(3)探测和寻找热液口,测量活动热液口中心无动力支持的。为了检验这些运动的性能,建立了处的温度,采集水样品并以恒温和压力进行保存。一个用于稳定态的数学模型并进行了计算机模拟。(4)进行沉淀物、悬浮生物以及微生物的取样。通过模拟,确定了固体压载的位置和重量。该设计(5)布置水下装置、检验电缆和管道以及执行也通过模型试验进行了验证。其它困难的任务,如失事船舶和飞机的打捞等。总体布局是处理并分配所有的功能和设备,
5、正该载人潜水器必须能够在4级海况下进行下水确协调各种矛盾,给所有部件定位并进行调整,以满作业,在5级海况下进行回收。足所有的设计规范。为了进行总体布局,必须了解2.2主要参数和主要特征包括海洋中温度和盐度在内的潜在的作业环境。为该潜水器的主要参数见表1。单次潜水至此收集了可以获得的数据并作了分析,然后规定了7000m深度并进行作业的标准时间共12h,其中包该潜水器的设计环境条件。含0.5h的下水和回收,2.5h的下降和上升以及6该潜水器的一般操作可分为8个步骤:准备、下h的海底作业。最大生存时间是72h。)14)崔维成等:7000m载人潜水器研发简介表17000m载人潜水器与现有深海载人潜水器
6、的比较Shinakai7000m载人名称Mir1/Mir2RUS/CONSULNautileAlvinNewALVIN6500潜水器国家俄罗斯俄罗斯法国日本美国美国中国状态工作中工作中/未完成工作中工作中工作中开发中开发中深度/m6000600060006500450065007000观察员/驾驶员2/11/2或2/11/21/22/12/12/1总长/m7.88.08.09.57.17.38.2总高/m3.03.73.813.23.73.73.4宽度/m3.63.72.72.72.62.63.0空气中重量/t18.62419.525.8172125压力壳的材料镍钢钛合金钛合金钛合金钛合金钛合
7、金钛合金内直径/m2.12.12.12.01.982.12.11@1781@2001@1401@1201@1201@1271@200观测窗直径/mm2@1782@1202@902@1202@1202@1272@1202@127生命支持8292143128728484(最大小时)最大速度/kn5.03.02.52.522.52.5有效载荷/kg290400200200205190220电池/能量/N
