潛水器技術與應用

第1章潛水器工作的海洋環(huán)境1
1.1海洋的基本分類3
1.2海洋資源4
1.3海洋資源開發(fā)的特點6
1.4各類海洋環(huán)境7
1.5潛水器設計過程中需要考慮的海洋環(huán)境要素9
1.6海洋聲學10
參考文獻11
 
第2章潛水器的基本知識13
2.1潛水器的基本概念和分類15
2.2潛水器的發(fā)展歷史17
2.2.1早期發(fā)展17
2.2.2載人潛水器的發(fā)展18
2.2.3無人潛水器的發(fā)展21
2.2.4我國潛水器的發(fā)展21
2.3潛水器的主要關鍵技術23
2.3.1遙控潛水器的主要關鍵技術23
2.3.2無人自治潛水器的主要關鍵技術24
2.3.3載人潛水器的主要關鍵技術25
2.3.4復合型潛水器的主要關鍵技術27
2.3.5水下滑翔機的主要關鍵技術27
2.3.6深海剖面浮標的主要關鍵技術28
2.4潛水器的發(fā)展趨勢31
參考文獻32
 
第3章潛水器設計方法概述35
3.1潛水器設計的一般步驟37
3.2潛水器設計的經驗方法39
3.3潛水器設計的四要素法42
3.4潛水器設計的多學科設計優(yōu)化方法45
3.4.1潛水器多學科設計優(yōu)化的必要性45
3.4.2多學科設計優(yōu)化的基本概念及發(fā)展歷史46
3.4.3多學科設計優(yōu)化的建模與關鍵技術49
3.5潛水器設計的可靠性方法53
參考文獻56
 
第4章載人潛水器的總布置設計與總體性能分析59
4.1潛水器的總布置設計61
4.2潛水器的總體性能分析64
4.2.1各階段研究任務65
4.2.2潛水器阻力分析67
4.2.3潛水器操縱性分析71
4.2.4潛水器潛浮運動分析77
4.2.5潛水器水動力外形優(yōu)化80
參考文獻81
 
第5章潛水器的結構設計、建造與試驗85
5.1結構系統(tǒng)組成87
5.2材料選擇88
5.2.1耐壓殼體材料88
5.2.2觀察窗材料90
5.2.3框架結構材料91
5.2.4輕外殼材料92
5.2.5浮力材料93
5.3耐壓結構的設計和制造93
5.3.1耐壓結構的形式93
5.3.2載人艙結構設計95
5.3.3載人艙球殼加工制造102
5.4觀察窗的設計和制造106
5.4.1觀察窗結構分類107
5.4.2觀察窗結構設計107
5.5主框架結構設計113
5.5.1主框架結構設計的影響因素114
5.5.2框架結構計算分析118
5.5.3主框架結構的加工制造121
5.6玻璃鋼輕外殼設計121
5.6.1玻璃鋼輕外殼結構型式分析與選擇122
5.6.2玻璃鋼輕外殼外載荷和許用應力的確定123
5.6.3玻璃鋼輕外殼殼板厚度的計算126
5.6.4玻璃鋼輕外殼結構碰撞分析129
5.7舾裝設計130
5.7.1外部舾裝130
5.7.2載人艙內部舾裝131
5.8浮力材料與浮力塊設計與制造133
5.8.1浮力塊布置與分塊134
5.8.2浮力塊加工與安裝134
5.9結構試驗136
5.9.1耐壓殼體的結構試驗136
5.9.2主框架的結構試驗137
5.9.3觀察窗試驗138
5.9.4浮力塊密度測試和水壓試驗139
5.9.5玻璃鋼輕外殼試制樣品的水壓試驗140
參考文獻140
 
第6章潛水器的控制、推進、導航與通信145
6.1潛水器控制系統(tǒng)概述147
6.2潛水器控制系統(tǒng)148
6.2.1載人潛水器上的傳感器148
6.2.2載人潛水器上的執(zhí)行機構149
6.2.3載人潛水器控制系統(tǒng)的設計149
6.3潛水器推進系統(tǒng)154
6.3.1推進系統(tǒng)設計準則155
6.3.2推進系統(tǒng)組成與總體布局156
6.3.3推進器設計157
6.4潛水器的導航與定位系統(tǒng)162
6.4.1水下導航與定位技術簡介162
6.4.2潛水器組合導航關鍵技術165
6.4.3潛水器導航傳感器166
6.4.4載人潛水器導航定位系統(tǒng)技術方案171
6.5潛水器的通信系統(tǒng)172
6.5.1光纖通信172
6.5.2無線通信173
6.5.3水聲通信174
參考文獻176
 
第7章潛水器的動力與配電177
7.1潛水器的動力系統(tǒng)概述179
7.2潛水器用蓄電池的選擇與設計180
7.2.1潛水器用蓄電池類型180
7.2.2國內外知名潛水器電池系統(tǒng)184
7.2.3“彩虹魚”號11000米級載人潛水器電池系統(tǒng)設計187
7.3潛水器的配電190
7.3.1母船供電潛水器的配電190
7.3.2蓄電池供電的潛水器配電193
7.3.3漏水和絕緣監(jiān)測196
7.3.4水密電纜及水密接插件196
7.3.5充油接線箱197
7.3.6潛水器的布線197
參考文獻198
 
第8章潛水器的液壓與作業(yè)工具系統(tǒng)201
8.1潛水器的液壓系統(tǒng)203
8.1.1潛水器液壓系統(tǒng)的特點203
8.1.2潛水器液壓系統(tǒng)的組成206
8.1.3潛水器液壓系統(tǒng)的設計208
8.1.4液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)集成、實驗室測試和聯調213
8.1.5典型潛水器液壓系統(tǒng)簡介213
8.2潛水器的作業(yè)工具220
8.2.1潛水器的機械手223
8.2.2熱液取樣器239
8.2.3沉積物取樣器242
8.2.4鈷結殼取芯器243
參考文獻244
 
第9章載人潛水器的生命支持系統(tǒng)247
9.1生命支持系統(tǒng)的主要技術指標和性能要求249
9.2生命支持系統(tǒng)的組成和工作原理250
9.3生命支持系統(tǒng)的設計要點253
9.4生命支持系統(tǒng)的建造情況255
9.5生命支持系統(tǒng)的運行考核情況258
9.6生命支持系統(tǒng)的操作使用260
參考文獻262
 
第10章潛水器的總裝建造陸上聯調與水池試驗263
10.1總裝建造265
10.1.1總裝建造的目的和基本要求265
10.1.2總裝建造的工作原則和工作內容268
10.1.3總裝過程中的質量控制和安全保障268
10.1.4安裝項目的檢查驗收270
10.1.5潛水器部件、設備的稱重271
10.2陸上聯調271
10.2.1陸上聯調的目的和基本要求271
10.2.2陸上聯調的主要內容272
10.2.3陸上聯調的檢測277
10.3水池試驗278
10.3.1水池試驗的目的和基本要求278
10.3.2水池試驗的主要內容279
10.3.3水池試驗過程中的質量控制和安全保障284
參考文獻284
 
第11章潛水器的海上試驗285
11.1海上試驗大綱的編寫原則287
11.2海上試驗前的準備288
11.3海上試驗過程289
11.4海上試驗過程中應特別注意的安全事項290
11.5編制應急預案列表292
參考文獻301
 
第12章載人潛水器潛航員的選拔與培訓303
12.1國外潛航員選拔與培訓的情況305
12.2潛航員選拔的一般要求306
12.3潛航員培訓的基本內容309
12.4潛航員的考核312
參考文獻313
 
第13章潛水器的操作與維護315
13.1潛水器正常操作步驟317
13.2潛水器下潛前的準備318
13.3潛水器運行過程中可能的故障及一般處理原則319
13.4潛水器的維護保養(yǎng)326
13.5潛水器的應用操作規(guī)程329
參考文獻329
 
第14章潛水器的應用331
14.1海洋資源勘探333
14.2海洋科學研究336
14.3海洋環(huán)境監(jiān)測341
14.4深海打撈救援343
14.5海洋軍事應用345
14.6考古、水下觀光旅游與水下電影拍攝346
14.7潛水器作業(yè)中的主要工具348
參考文獻350
 
附錄“蛟龍”號應用操作規(guī)程355