潛水器技術(shù)與應(yīng)用

定　價：￥198.00

作　者：	崔維成，郭威，王芳，姜哲，羅高生，潘彬彬
出版社：	上?？茖W(xué)技術(shù)出版社
叢編項：
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787547841730	出版時間：	2018-11-01	包裝：
開本：		頁數(shù)：	196	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　海洋是生物資源、能源、水資源、礦產(chǎn)資源的開發(fā)基地，是*現(xiàn)實和有發(fā)展?jié)摿Φ膽?zhàn)略空間。為了更好地開發(fā)和利用海洋，滿足我國對深海礦產(chǎn)資源調(diào)查、深海綜合調(diào)查研究、深海科學(xué)研究、海洋資源開發(fā)和海洋權(quán)益維護等需求，必須及時建設(shè)我國的深海裝備體系，而潛水器是深海運載體系*基本的配備。本書內(nèi)容力求全面，涵蓋從潛水器的設(shè)計到應(yīng)用的全過程，主要內(nèi)容包括潛水器總體設(shè)計方法、各分系統(tǒng)（控制、推進、導(dǎo)航與通信系統(tǒng)，動力與配電系統(tǒng)，液壓與作業(yè)工具系統(tǒng)，生命支持系統(tǒng)）的設(shè)計與制造、總裝建造、陸上聯(lián)調(diào)、水池試驗、焊上試驗、潛航員的選拔與培訓(xùn)、潛水器的操作與維護以及潛水器的應(yīng)用。

作者簡介

　　崔維成，1963年生，江蘇海門人，“全國優(yōu)秀科技工作者”（2010）。2013年5月17日作為“蛟龍”號研制和海試團隊的代表受到黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人的接見，并在隨后的表彰大會上獲頒“載人深潛英雄”勛章和證書。2016年被《自然》雜志評為“中國十大科學(xué)之星”。1986年清華大學(xué)固體力學(xué)專業(yè)學(xué)士，1990年英國布里斯托大學(xué)結(jié)構(gòu)可靠性專業(yè)博士。1993年2月回國，被中國船舶科學(xué)研究中心聘為高級工程師和碩士生導(dǎo)師，1995年晉升為研究員和博士生導(dǎo)師，1999年擔任上海交通大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院副院長。2002年被中國船舶重工集團公司黨組任命為中國船舶科學(xué)研究中心所長，并擔任了“蛟龍”號總體與集成項目負責人，副總設(shè)計師。2013年加盟上海海洋大學(xué)，在國內(nèi)高校中創(chuàng)立首個深淵科學(xué)與技術(shù)研究中心，首次引入“國家支持民間投入”“科學(xué)家企業(yè)家”的產(chǎn)學(xué)研合作新模式，發(fā)起“彩虹魚挑戰(zhàn)深淵極限”的項目，目標是研制出包括全海深載人/無人潛水器構(gòu)成的深淵科學(xué)技術(shù)流動實驗室，攀登世界載人技術(shù)的高峰，同時為填補我國深淵科學(xué)的空白作出自己的積極貢獻?，F(xiàn)已全職加入西湖大學(xué)，受聘為深海技術(shù)講席教授并擔任西湖大學(xué)-上海海洋大學(xué)聯(lián)合深淵科學(xué)技術(shù)研究中心主任。崔維成教授課題組主要開展深海裝備的多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化方法研究和深海裝備研制，如載人/無人潛水器、著陸器/浮標的研制、機械手/推進器/高壓海水泵/水下攝像機等重要部件的研制、金屬材料/有機玻璃材料/固體浮力材料破壞機理及強度預(yù)報方法研究等。2013年起作為項目負責人牽頭研制“深淵科學(xué)技術(shù)流動實驗室”，目前已經(jīng)進行到一半左右，計劃在未來5年全部建成。在海洋結(jié)構(gòu)物極限強度分析方法、疲勞壽命預(yù)報方法、多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化方法及其在潛水器設(shè)計中的應(yīng)用等領(lǐng)域，有創(chuàng)新性成果。已在SCI和EI雜志上發(fā)表論文共計300余篇，名列2017年Elsevier海洋工程領(lǐng)域“中國高被引學(xué)者”榜單之首。因在“蛟龍”號載人潛水器研制項目上的突出貢獻，2013年獲國際海洋裝備展覽會杰出成就獎（Oceanology International 2013 Award for achievement in manned submersible technology）2014年獲“Blancpain寶珀漢斯·哈斯五十噚大獎”，是亞洲地區(qū)獲獎的人。2016年被《自然》雜志評為“中國十大科技之星”。2017年被評為首屆全國創(chuàng)新爭先人才獎狀。現(xiàn)擔任五本國際期刊編委。

圖書目錄

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(shè)計過程中需要考慮的海洋環(huán)境要素9
1.6海洋聲學(xué)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(guān)鍵技術(shù)23
2.3.1遙控潛水器的主要關(guān)鍵技術(shù)23
2.3.2無人自治潛水器的主要關(guān)鍵技術(shù)24
2.3.3載人潛水器的主要關(guān)鍵技術(shù)25
2.3.4復(fù)合型潛水器的主要關(guān)鍵技術(shù)27
2.3.5水下滑翔機的主要關(guān)鍵技術(shù)27
2.3.6深海剖面浮標的主要關(guān)鍵技術(shù)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(shè)計方法概述35
3.1潛水器設(shè)計的一般步驟37
3.2潛水器設(shè)計的經(jīng)驗方法39
3.3潛水器設(shè)計的四要素法42
3.4潛水器設(shè)計的多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化方法45
3.4.1潛水器多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化的必要性45
3.4.2多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化的基本概念及發(fā)展歷史46
3.4.3多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化的建模與關(guān)鍵技術(shù)49
3.5潛水器設(shè)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(shè)計與總體性能分析59
4.1潛水器的總布置設(shè)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(wù)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(jié)構(gòu)設(shè)計、建造與試驗85
5.1結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的設(shè)計和制造93
5.3.1耐壓結(jié)構(gòu)的形式93
5.3.2載人艙結(jié)構(gòu)設(shè)計95
5.3.3載人艙球殼加工制造102
5.4觀察窗的設(shè)計和制造106
5.4.1觀察窗結(jié)構(gòu)分類107
5.4.2觀察窗結(jié)構(gòu)設(shè)計107
5.5主框架結(jié)構(gòu)設(shè)計113
5.5.1主框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響因素114
5.5.2框架結(jié)構(gòu)計算分析118
5.5.3主框架結(jié)構(gòu)的加工制造121
5.6玻璃鋼輕外殼設(shè)計121
5.6.1玻璃鋼輕外殼結(jié)構(gòu)型式分析與選擇122
5.6.2玻璃鋼輕外殼外載荷和許用應(yīng)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(jié)構(gòu)碰撞分析129
5.7舾裝設(shè)計130
5.7.1外部舾裝130
5.7.2載人艙內(nèi)部舾裝131
5.8浮力材料與浮力塊設(shè)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(jié)構(gòu)試驗136
5.9.1耐壓殼體的結(jié)構(gòu)試驗136
5.9.2主框架的結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(gòu)149
6.2.3載人潛水器控制系統(tǒng)的設(shè)計149
6.3潛水器推進系統(tǒng)154
6.3.1推進系統(tǒng)設(shè)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(shè)計157
6.4潛水器的導(dǎo)航與定位系統(tǒng)162
6.4.1水下導(dǎo)航與定位技術(shù)簡介162
6.4.2潛水器組合導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)165
6.4.3潛水器導(dǎo)航傳感器166
6.4.4載人潛水器導(dǎo)航定位系統(tǒng)技術(shù)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(shè)計180
7.2.1潛水器用蓄電池類型180
7.2.2國內(nèi)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(shè)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(shè)計208
8.1.4液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)集成、實驗室測試和聯(lián)調(diào)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(jié)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(shù)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(shè)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(lián)調(diào)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(nèi)容268
10.1.3總裝過程中的質(zhì)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(shè)備的稱重271
10.2陸上聯(lián)調(diào)271
10.2.1陸上聯(lián)調(diào)的目的和基本要求271
10.2.2陸上聯(lián)調(diào)的主要內(nèi)容272
10.2.3陸上聯(lián)調(diào)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(nèi)容279
10.3.3水池試驗過程中的質(zhì)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(yīng)特別注意的安全事項290
11.5編制應(yīng)急預(yù)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(xùn)303
12.1國外潛航員選拔與培訓(xùn)的情況305
12.2潛航員選拔的一般要求306
12.3潛航員培訓(xùn)的基本內(nèi)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(yīng)用操作規(guī)程329
參考文獻329

第14章潛水器的應(yīng)用331
14.1海洋資源勘探333
14.2海洋科學(xué)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(yīng)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(yīng)用操作規(guī)程355