沉浸式载人深潜器布放交互仿真系统

针对现有载人深潜技术培训中采用实艇培训的风险大、成本高、培训周期长以及缺乏宣传教育平台的现状,开发载人深潜器布放回收的三维交互仿真系统。采用3ds Max创建支持母船、深潜器以及A型架等结构的三维模型,利用Unity3D引擎实现深潜器布放回收过程的操纵交互,提出驱动A型架旋转的液压杆运动数学模型以及头盔视线碰撞检测代替鼠标悬停的物体拣选方法,最终采用虚拟现实头盔作为视景显示方式,逼真的模拟深潜器布放回收的整个过程。该仿真系统具有可交互性和高度沉浸感,可作为深潜器布放操作人员的培训系统以及深潜技术的宣传教育平台。     

美国载人深潜器新ALVIN号研制

在过去的40年，对大于200m海深的海洋学基础研究取得了显著而卓越的成果。在与ROV，AUV并肩进行深海考察作业时，载人潜水器（HOV）展现出的最大优势表现在视觉信息，通过HOV，人类观察到深海图像和视野景色，并能同步给予相应的适当处理回应。随着潜水器的深入应用，科学家提出对深海技术更新的要求，即要下潜更深，潜水时间更长，研究得到的结果更多，以满足现有和未来深潜研究需求。     

载人深潜器运动操纵模拟

为检验和评估载人深潜器的运动特性,针对深潜器的特点,建立了6自由度空间运动仿真数学模型;提出了载人深潜器实时运动模拟的原理和方法,进行了载人深潜器典型运动轨迹和姿态的仿真计算.仿真计算结果表明,所提出的深潜器操纵运动模拟方法能实时预报载人深潜器的操纵机动,解决了载人深潜器运动操纵模拟器研制中的核心技术问题.     

载人深潜器支持母船发展现状与思考

通过分析研究国外载人深潜器支持母船发展现状,针对我国"蛟龙号"载人深潜器技术特点,提出其支持母船在安全性、合理性、装备支持、业务拓展等方面的一些思考,对于下一步我国载人深潜器支持母船设计建造具有一定的指导意义。     

载人深潜器二氧化碳清除方式研究

比较了各种类型水下运载器如潜艇、载人深潜器等对载人密闭舱室内二氧化碳气体浓度的不同要求。针对载人深潜器载人舱内的客观条件,从动力、空间大小、二氧化碳浓度要求等方面分析其对二氧化碳清除的特殊要求。分析了常见的几种密闭环境二氧化碳清除方式如一乙醇胺、固态胺、分子筛、碱石灰、氢氧化锂等技术各自的优缺点,在此基础上,开发出一种二氧化碳清除技术及研制了样机。使用该样机进行封闭空间内的有人二氧化碳吸收试验,以验证该项技术的效果。试验结果证明了这种技术的有效性。在完成样机试验后,又将样机随潜水器进行海试。海试的圆满成功进一步证实了样机的有效性。     

载人深潜器供氧技术研究

可靠稳定的供氧系统是载人潜水器研制中所必须解决的问题。比较了各种类型水下运载器如潜艇、载人深潜器等对载人密闭舱室内氧气浓度的不同要求。针对载人深潜器载人舱内的客观条件,从动力、空间大小、浓度要求等方面论证其对供氧的特殊要求。分析了常见的几种密闭环境下的供氧技术,如物理供氧、电解水、氧烛、超氧化物等技术各自的优缺点,在此基础上,开发了一种供氧技术及研制了样机。使用该样机进行封闭空间内的有人供氧试验,以验证该项技术的效果。试验结果证明了这种技术的有效性。在完成样机试验后,又将样机随蛟龙号载人潜水器进行1000m、3000m和5000m级海试。海试的成功验证了样机的有效性。     

(美)伍兹·霍尔海洋研究中心载人深潜器计划探究暨(美)新概念ALVIN号载人深潜器关键技术浅析

文章较为详细地介绍了美国伍兹霍尔海洋学研究所（WHOI）目前在建的新概念ALVIN号载人深潜器研制项目,该项目经过了美国科研机构认真详实的凋研论证而立项,新概念ALVIN号的研制对确保美国在深海研究及深海技术方面处于领先地位有着重大意义。文中介绍了新ALVIN号的主要技术性能、关键技术、建造费用、建造计划等内容。     

载人潜水器布放回收系统分析与研究

以"向阳红09"号船为例,全面介绍了载人潜水器的布放回收系统,包括尾部A架、运移轨道车和拖曳绞车。通过对布放回收系统的功能、系统组成和主要规格参数的分析与研究,对使用中的经验和教训的反思,为目前载人潜水器的布放回收系统的使用、操作规程、维护、保养等提出建议,同时也可以作为新载人潜水器布放回收系统的设计参考。     

载人深潜器在海洋开发中的作用与现状

载人深潜器在海洋开发领域中发挥的重要作用备受人们关注。特别是在美、英、法、俄及日本等载人深潜器的应用及研究强国的推动下，关键技术获得突破，最新形式的载人深潜器不断涌现及随着计算机等高新技术的引入，使载人深潜器无时无刻不在发生着深刻的变化。载人深潜器正在发挥着其他形式的潜器无法替代的优势。     

极地环境载人潜水器发展关键技术分析

针对极地特殊环境和中国在极地的战略需求,结合我国在载人潜水器领域多年的设计、制造、应用和维护经验,首先详细分析载人潜水器的系统组成、主要设备和关键技术,然后对于极地的低温、高纬度、大范围冰盖、复杂水声环境等主要特点,最后在技术层面总结发展极地载人潜水器所涉及的关键技术。     

"和谐"号载人深潜器的研制

为了满足中国大洋矿产资源研究开发协会(COMRA)在国际公海区域进行深海资源勘探的要求,国家科技部在"十五"期间立项研制出了大深度载人深潜器--"和谐"号.该载人深潜器的研制在国内是一个技术跨越非常大的项目,研制过程中需要解决许多关键技术问题以及克服国际合作过程中存在的各种问题.目前,"和谐"号潜水器已完成总装,正在进行水池试验.水池试验结束后就可以进行海上试验.本文主要介绍"和谐"号载人深潜器的研制过程,重点介绍设计思想和设计过程中解决的主要关键技术问题.     

基于参数化有限元的深潜器主框架优化设计

深潜器主框架是一个大型空间刚架结构,如何对这类复杂的工程结构进行优化,使其既满足自身的强度和刚度要求,同时又满足总体设计对主框架重量和布置的要求,这些仅仅根据经验是不够的,如何充分利用现有的大型通用有限元软件的优化设计功能显得尤为重要.本文利用现有通用大型有限元软件MSC Patran/Nastran,基于参数化设计的思想,对深潜器主框架进行了两个方面的优化设计:首先在初步设计方案的基础上,应用有限元静力分析功能,对方案进行渐进结构拓扑优化;其次,对选定的方案,分别采用可行方向法、序列线性规划法和序列二次规划法这3种优化算法对主框架进行优化,并比较各优化方法的适用性,说明了对于复杂结构存在的目标函数多峰值现象.结果表明,通过参数驱动有限元优化能够显著减轻主框架的整体重量,使材料达到最大的利用效率,具有实用意义.     

载人潜水器母船网络信息系统设计分析

本文结合我国载人深潜科学考察对母船网络信息系统的需求,阐述了载人潜水器母船网络信息系统的设计原则及总体设计方法,并对各分系统设计与实施进行论述,旨在为我国新建载人潜水器母船网络信息系统建设提供参考。     

大深度载人潜水器载人耐压球壳的疲劳载荷谱分析

大深度载人潜水器的载人耐压球壳是载人潜水器上的最关键部件,它不仅为载人潜水器驾驶员和科学家提供了深海作业的生存空间,而且也为众多的非耐压仪器设备提供了工作环境.载人潜水器每执行一次下潜任务,耐压球壳都要承受一次海水压力作用,随着使用次数的增加.有可能会发生载人耐压球壳的低周疲劳破坏.为了确保载人潜水器载人球壳的安全性,在设计阶段必须进行载人耐压球壳的低周疲劳寿命分析.作为载人球壳低周疲劳寿命分析的基础,必须首先确定载人耐压球壳的疲劳载荷谱.本文通过对美国Alvin深海载人潜水器的使用统计资料的深入分析,提出了可以用GUMBEL分布来描述大深度载人耐压球壳疲劳载荷谱.根据设计任务书中规定的总的下潜次数要求,最后给出了我国目前正在研制的7000米载人潜水器耐压球壳的疲劳载荷谱.     

载人潜器阻力的数值计算方法分析

采用多块搭接结构化O型和H型网格对某载人潜器周围控制域进行网格离散,分别采用四种不同的湍流模型,并改变自由来流湍流强度的设置,对潜器周围绕流场进行数值模拟,得到了适于对潜器周围绕流场进行数值模拟的方法,获得较可靠的阻力等计算结果.将阻力计算结果与试验值进行对比,得出采用不同湍流模型进行数值计算时自由来流湍流强度的改变对于计算结果的影响.分析得出适于潜器阻力计算的湍流模型以及相应自由来流湍流强度的取值,为潜器的阻力预报提供了可行的数值计算方法,为潜器的阻力性能优化奠定了基础.     

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。     

我国载人深渊器的发展策略及当前进展

文中简要介绍了载人深渊器的概念;阐述了我国研制载人深渊器的意义;总结了"蛟龙号"的经验与启示;提出了我国载人深渊器的发展策略并综述了目前所取得的进展.     

深海载人潜水器耐压球壳设计特性分析

回顾了国内外深海载人潜水器载人球壳的设计现状,对国际上6 000米级载人球壳的特征进行了分析比较,并采用塑性分析方法对不同内径的钛合金载人球壳给出了设计厚度和重量特性,分别探讨了安全系数、球壳内径、体积密度、球壳重量等设计因素.