锂离子动力电池应用于深潜救生艇的可行性分析

本文通过对锂离子电池动力电池的原理及主要特性的分析,结合深潜救生艇用动力电池的特殊使用环境和需求,论证了锂离子动力电池在深潜救生艇上的适用条件和应用可能性。结果表明锂离子电池作为深海救生艇的动力电池完全可行,并具有非常好的应用前景。     

国外深潜救生艇发展趋势

深潜救生艇是一种可与沉没失事潜艇对接,援救出被困艇员的载人潜水器,是执行潜艇救生保障的核心装备,对潜艇的安全保障具有重要意义,历来受到拥有潜艇国家的高度重视。本文对目前国外深潜救生艇的现状进行梳理,分析和归纳了当前国外深潜救生艇的救援能力,并对未来的发展趋势进行了展望。     

深潜救生艇的现状及发展趋势

本文首先介绍了潜艇失事后的各种救援方式,并结合目前世界各国所拥有的深潜救生艇和存在的问题,分析了深潜救生的技术现状,并基于国际援救界的形势预测了其发展趋势,即REMORA救生潜器的作业模式将逐渐取代现有的深潜救生模式.     

深潜救生艇用光纤窥镜系统的设计与研究

深潜救生艇在营救船员时,关键是要准确地找到救生平台的位置进行对接。本文介绍了一种有效的水下准确观测接口位置的仪器——水下光纤窥镜系统,阐述了该仪器的设计原理及技术性能,说明了样机性能及在混浊水中使用的优越性。     

深潜救生艇及其对接装置的现状及发展趋势

针对潜艇失事救生,介绍了潜艇失事的脱险救生方法,结合目前世界各国所拥有的深潜救生艇,分析了国内外深潜救生艇及其对接装置的研究现状及发展,总结了深潜救生艇对接装置的特点及发展趋势.     

深潜救生艇模拟器24 V电源新型变换器研究

为解决深潜救生艇模拟器24 V电源高电磁干扰问题,满足模拟器对24 V电源低电磁干扰特性的需求,本文针对现有模拟器24 V电源电路变换器技术缺点,提出一种新型DC-DC变换器。分析该变换器的衍生过程以及具体工作机理,推导电压输入输出公式,分别计算主要器件的电压、电流应力和功耗,最后通过仿真以及所搭建的100 W样机进行实验,表明该变换器具有输入电流零纹波、输出电流低纹波等优点,理论分析与仿真和实验结果一致,验证了理论分析的正确性以及所提出变换器的有效性。     

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.     

深潜救生艇航行控制系统研究与实现

深潜救生艇是一类无缆自航式援潜救生装备。针对深潜救生艇航行控制需求,对航行控制系统进行研究,构建系统体系结构,建立深潜救生艇运动数学建模,开展软硬件设计,并进行仿真和试验验证。半物理仿真和海上试验结果,验证了航行控制系统性能稳定可靠,自动控制精度较高,完全满足航行控制需求。     

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。     

深潜救生艇位姿控制系统研究

从硬件和软件两方面详细论述了深潜救生艇试验载体的位姿控制系统体系结构.针对深潜救生艇在对接过程中对倾角能力的特殊要求,引入压载水舱和泵阀系统进行纵横倾调节,通过控制泵、阀的开关时间控制试验载体纵横倾的大小,使试验载体的纵横倾能力分别达到了30°和15°.为了解决试验载体在大倾角定位过程中的推力分配问题,将控制器解算得到的力(矩)转移到随体坐标系下进行分析,简化了推力分配的复杂程度.最后通过水池试验验证了整个位姿控制系统的可行性和可靠性,并对系统有待完善的地方给出了一些改进建议.     

深潜救生艇对接转裙的结构设计及承载能力分析

提出一种新型水下对接装置,介绍了对接转裙的组成和工作原理,设计了对接转裙的关节结构,阐明了转裙的密封原理,利用有限元方法对转裙耐压壳强度及稳定性进行了分析,研究结果表明了该设计的可行性.在大倾角、高海流、低能见度的工况下,利用该装置,深潜救生艇能够以抵御海流的最佳角度进行安全、准确、快速对接作业.     

轮缘推进器外形对水动力性能影响分析

轮缘推进器将电机与螺旋桨一体化设计,具有较高的应用前景。本文以NO.19A+Ka4-70导管螺旋桨为基础,将仿真值与试验值进行比较,各项参数的最大偏差均在5%以内,吻合较好,并构造反厚度规律的桨叶。基于STAR-CCM+仿真软件对轮缘推进器进行水动力性能的数值计算,采用SST k-ω湍流模型进行计算,对比分析轮缘推进器的外形、导管种类、桨毂、轮缘宽度对于推进器水动力性能的影响。     

轮缘推进器反厚度规律桨叶的翼型对比分析

为了开发适用于轮缘推进器的无轮轴螺旋桨,以Ka4-70+19A导管螺旋桨为基础,构造了叶梢厚,叶根薄的反厚度规律桨叶,相应的桨叶翼型也进行了重新设计。根据不同的原则设计了3套桨叶翼型,使用CFX对3种桨叶进行敞水性能分析。结果表明：反厚度规律桨叶叶梢压力分布不均匀,吸力面靠近导边与随边位置出现较大面积高压区和压力最大值,压力面出现较大面积的低压区和压力最小值。Type1翼型梢部压力从导边到随边变化较大,敞水性能相对于原型桨变差;Type2桨叶能保持翼型攻角基本不变,但梢部载荷降低,敞水性能降低最多;Type3桨叶压力沿切向分布更均匀,敞水性能为三者最佳。研究结果可为RDT的反厚度螺旋桨设计提供参考。     

轮缘推进器水动力性能影响因素数值研究

为指导轮缘推进器(RDT)水动力学设计,借助CFD方法,对RDT各主要几何特征对其水动力性能影响开展研究。首先,验证CFD数值方法分析RDT水动力特性的有效性;然后,基于CFD研究RDT水动力性能的各主要影响因素,主要包括导管的长径比、扩散比、导管收缩比和桨叶梢径比。结果表明:RDT最佳长径比随载荷系数递增,并趋于一极限值,相比于导管扩散比和收缩比,导管长径比因素更能主导RDT的设计优化;RDT最佳扩散比随载荷系数递减,并趋于一极限值,最佳扩散比随长径比递减;RDT的收缩比对水动力性能影响不及扩散比和长径比显著,最佳收缩比随载荷系数呈线性递增,随长径比递减;RDT的最佳梢径比随载荷系数递增,无毂RDT比有毂RDT具有更小的最优梢径比。研究结果可为轮缘推进器的水动力学设计和优化提供参考。     

基于STAR-CCM+的无轴轮缘推进器水动力性能分析

无轴轮缘推进器（RDT）是一种振动噪声低、推进效率高的集成式电机推进器,具有广阔的应用前景,对其开展水动力研究有重要意义。本文基于STAR-CCM+,采用Realizablek k-ε模型完成RDT水动力性能的仿真计算,并将计算结果分别与RDT模型的实验结果和常规导管桨的敞水性能CFD值进行对比分析。     

深潜救生艇对口救生作业的安全性评估方法

提出一种基于故障树分析的深潜救生艇对口救生作业安全性评估方法。采用专家评估和模糊集理论相结合的方法得到故障树中基本事件发生的模糊概率,然后进行故障树定性和定量分析。以水下作业机械手系统故障分析为例,对上述的安全性评估方法做了简要阐述与讨论。     

无轴轮缘推进器水动力性能分析及桨叶强度校核

基于CFD数值计算,计算了某无轴缘推进器轮缘内外表面,前后端面的摩擦扭矩值,并与经验公式值进行对比,结果表明,轮缘总摩擦扭矩与经验公式值误差在1.3%之内。通过采用相同的方法计算JD75+Ka4-70导管桨的水动力性能,并与实验值进行对比,验证了本文方法的正确性。在此基础上,通过单向流固耦合方法对桨叶的结构强度进行计算分析;并对原型桨的桨叶厚度分布进行了改变,分析桨叶厚度分布改变对无轴缘推进器水动力性能及桨叶强度的影响。结果表明：再设计桨的质量、推力、扭矩均有所下降,效率提高了2.1%。虽然桨叶最大变形量及最大等效应力均有所增加,但仍满足强度要求。在满足强度要求的条件下,可以通过有限元计算方法选择较为合适的桨叶厚度分布,提高无轴轮缘推进器的敞水效率。