载人深潜器供氧技术研究

潜艇燃料电池-核动力联合动力装置研究随着人类社会的发展，海洋资源的开发越来越重要，潜艇作为一种重要的水下作业设备，在海底勘探、海底资源开发以及军事领域中具有不可替代的作用。

然而，传统的潜艇动力方式需要存储大量的燃料，而且会产生废气和废水，对海洋环境造成污染。

因此，研究新型的潜艇动力技术具有重要的意义。

潜艇燃料电池和核动力技术是目前研究的两种主要新型动力技术。

燃料电池是一种将氢气与氧气反应产生电能的设备，其排放物仅为水。

核动力则利用核反应堆未控制的核裂变产生热能，驱动蒸汽涡轮发动机，产生机械能。

燃料电池可以直接利用氢气，因此排放物非常清洁，但氢气的储存和供应仍是一个问题。

核动力则可以长时间供能，但核反应堆携带核材料，风险和安全问题需要关注。

因此，研究将潜艇燃料电池和核动力相结合的联合动力技术成为一种新的选择。

该技术利用燃料电池产生的电能来为核反应堆提供动力，同时利用核反应堆产生的热能为燃料电池提供温度条件，保证燃料电池的正常运行。

这种联合动力方式具有以下几个优点：1.安全性更高。

潜艇本身就存在着较高的风险，而将燃料电池与核反应堆联合，可以降低核反应堆的风险，同时减少物理材料的携带，从而提高潜艇的安全性。

2.长时间供能。

燃料电池和核动力的结合，可使潜艇在一定程度上摆脱对燃料的依赖，更加注重能源的利用效率，从而实现长时间的供能。

3.环境友好。

这种联合动力技术不仅可以减少排放物，还可以将潜艇的运行噪音降至最低，对海洋环境的污染也将得到极大的缓解。

目前，潜艇燃料电池-核动力联合动力装置的研究尚处于初级阶段，但其潜在的优势已受到广泛关注。

未来，随着科技的不断进步和燃料电池技术的逐渐成熟，这种联合动力技术必将为潜艇的发展带来新的机遇和挑战。

在深入研究潜艇燃料电池-核动力联合动力装置的发展前景之前，我们需要了解一些与该技术相关的数据。

以下是一些关键数据及其分析：1.目前全球上水战艦数量为约5000艘，其中潜艇占比为25%左右。

潜龙在渊中国载人深潜技术开启探海之旅作者：来源：《科学大众（中学）》2020年第02期特別策划/本刊编辑部长久以来，深海对于人类而言就是一个神秘的存在，因为缺乏有效的观测手段，没人知道海底深处究竟是什么样的。

人们渴望有朝一日能潜到那深邃的地方，载人深潜技术也就应运而生了。

20世纪后期，国外深潜事业发展如火如荼，中国科学家们也不甘落后。

然而，起步较晚的中国深海探索面临着重重考验。

意料中的技术封锁中国科研工作者发展载人深潜技术的意愿，其实早已有之。

早在1990年，中国大洋矿产资源研究开发协会成立，就明确提出要研制中国大深度载人潜水器。

因为当时各种条件的限制，这个想法一直没有得到重视，但科研工作者们从来没有放弃这个前往深海的梦想。

2002年6月的一天，早已从中国船舶重工集团公司七O二研究所退休的花甲老人徐芑南接到了一个电话，放下电话后，他就急匆匆地说道：“来不及了！要赶快回所里！”家人都在纳闷为什么他接了一个电话就如此激动，只有他知道，实现毕生心愿的机会终于来了。

原来，国家科技部终于将7000米深海载人潜水器列为863计划的重大专项，目标是研发出一台达到国际一流水平的深海载人潜水器。

这项重大又光荣的任务就交给了七O二所。

然而刚开始，科研工作者们就要面对一个严峻的问题，那就是各国对深潜技术的严格封锁，几乎找不到任何关于深海潜水器的核心技术资料。

为了收集资料，科研工作者们四处奔波，足迹踏遍了已经发展过载人深海潜水器的国家，迫切希望可以从他们那里学到设计和制造深海潜水器的经验。

然而表面上那些国家会表示欢迎交流，但是当真正谈及核心技术时，却都三缄其口。

面对如此严密的技术封锁，中国的科研人员并没有选择退却放弃，反而是坚定了自主研发的决心。

因为任何严密的封锁都挡不住一颗想探索未知的心，我们的好奇心早就到了深海，已经迫不及待想见见深海的神秘了。

薄弱的技术基础要发展深潜技术，需要解决各项技术上的问题，而中国当时几乎是从零开始的。

全海深载人潜水器厚观察窗结构的强度研究全海深载人潜水器是一种用于深海科学研究和资源勘探的重要设备，它能够携带人员下潜至数千米的深海区域进行观察和取样。

潜水器的厚观察窗是潜水器上最重要的组件之一，它承担着保护潜水员和设备安全的重要任务。

由于深海环境的极端条件，如高压、低温、海水腐蚀等，对潜水器厚观察窗的强度要求极高。

因此，对全海深载人潜水器厚观察窗结构的强度进行研究和分析，对保障潜水器和潜水员的安全具有重要意义。

1.背景介绍全海深载人潜水器是一种能够携带人员下潜至深海数千米的设备，其主要由潜水器本体、载人舱、观察窗等部件组成。

观察窗是潜水器上的最重要组件之一，用于让潜水员观察海底及周围环境。

考虑到深海环境的特殊性，观察窗需要具有良好的强度和耐腐蚀性能，以保障潜水员和设备的安全。

2.厚观察窗的结构和材料厚观察窗通常采用高强度的合金材料，如钛合金、铝合金等制成，具有良好的强度和抗腐蚀性能。

其结构设计主要包括观察窗的形状、尺寸、厚度等参数，以及与潜水器连接的方式等。

这些设计参数将直接影响到观察窗的强度和安全性。

3.强度分析方法对厚观察窗的强度进行研究可以采用有限元分析方法。

有限元分析是一种数值模拟方法，通过将结构分割成多个小单元，建立数学模型，计算出结构在各种载荷情况下的应力、位移等参数，从而判断结构的强度和稳定性。

通过有限元分析，可以对观察窗的受力情况进行详细的模拟和分析，确定其在不同条件下的强度和安全性。

4.结构强度研究在深海载人潜水器的设计中，需要考虑到观察窗在水压、温度等极端条件下的受力情况。

利用有限元分析方法，可以对观察窗在不同深度和压力下的受力情况进行模拟，进而确定其强度和安全性。

通过对不同材料、厚度、结构参数等因素的变化进行分析，可以找到最优的观察窗设计方案，提高潜水器的安全性和稳定性。

总之，全海深载人潜水器厚观察窗结构的强度研究对于保障潜水器和潜水员的安全至关重要。

通过采用有限元分析方法，可以对观察窗的强度进行详细的研究和分析，为潜水器的设计和制造提供科学依据。

◆本刊综合◆本刊综合在《山海经》中，海底生活着众多奇异的海兽；在《西游记》里，美轮美奂的水晶宫藏着很多神兵利器，虾兵蟹将守护着海底龙宫，这些神奇的故事都是古人对海洋的奇幻想象。

深海，一直是人类想要探索的地方。

2020年11月28日，我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器结束万米海试任务凯旋。

在这次任务中，它共完成13最深处——马里亚纳海沟，坐底深度达10 909海沟示意图“奋斗者”号载人潜水器这次出行可不是单打独斗，科学家给它找了几个好帮手，和它一起出海。

“双母”即“探索一号”科考船（支持船）和“探索二号”科考船（保障船），它俩是“奋斗者”号载人潜水器的母船，为其保驾护航。

“探索一号”科考船长94.45米，型宽17.9米，排水量6250吨。

它在海洋科考方面战功卓越，经验非常丰富，曾搭载无人潜水器“深海勇士”号和无人潜水器“海斗一号”等执行科考任务。

新手“探索二号”科考船长87.2米，型宽18.8米，是我国专门为万米深海科考打造的，其搭载的很多设备都是我国自主研发的。

作为多功能海洋科考平台，它可同时容纳60个人，海上连续工作最远距离大于27 780千米，连续工作时间最长超过75天。

“双潜”指的是“双潜水器”，即“奋斗者”号载人潜水器和“沧海”号无人着陆器。

“沧海”号无人着陆器是全球独家的深海着陆器，担任“摄影师”的工作，负责记录“奋斗者”号载人潜水器的一举一动和拍摄海底的状况，并实时传输画面至海面。

在深海区，阳光没办法到达，因此“灯光师”必不可少，“沧海”号无人着陆器的助理“凌云”号便担任这一“职务”。

它能在海底自由活动，提供多角度照明服务。

“沧海”号无人着陆器先行一步到达海底，唤醒助手“凌云”号并将其从内部释放出来。

等到主角——“奋斗者”号载人潜水器到来，它们一起为主角服务。

和“小伙伴”一起出海“探索一号”科考船与“探索二号”科考船（图/新华社）“双母”护航“双潜”作业“奋斗者”号载人潜水器色彩十分鲜艳。

70试验应用现场与会专家观察潜水器下潜情况“禹龙号”载人潜水器深水环境实时会诊大坝病害变为现实“禹龙号”载人潜水器：从“0”到“1”的突破2020年12月4日至5日，由南京水利科学研究院与雅砻江流域水电开发有限公司联合组织的“禹龙号”大坝深水检测载人潜水器现场试验应用和专家咨询会在雅砻江锦屏一级水电站召开。

与会专家现场验证了“禹龙号”载人潜水器的深水作业能力，对应用试验实现我国深水复杂环境载人潜水检测装备从“0”到“1”的新突破给予了肯定。

试验现场，与会专家共同观看了“禹龙号”载人潜水器在锦屏一级水库大坝的运用演示。

中国工程院院士王复明主动要求进入潜水器内亲身体验水下作业，认为“禹龙号”在水下航行、下潜都很平稳，舱内环境舒适，通过观察窗可以非常清楚地看到坝面情况，驾驶员操作熟练，机械手操作方便，实现了业主、坝工专家及技术服务方亲临深水环境实时会诊大坝复杂病害的目的。

在随后进行的现场示范应用咨询会上，由中国工程院院士张建云担任组长的专家咨询组听取了课题成果汇报。

专家们一致认为，该项目研发了具有自主知识产权的大坝深水检测成套技术装备，实现了水利水电行业深水复杂环境载人潜水检测装备从“0”到“1”的突破，同时解决了大坝深水检测载人潜水器多项关键技术，通过在不同坝型大坝水下检测的示范应用，为未来大坝深水检测与修补加固技术积累了成功经验，明确了未来发展需求。

“禹龙号”载人潜水器研究项目是“十三五”国家重点研发计划“水资源高效开发利用”专项首批立项项目，也是“重大水利工程大坝深水检测及突发事件监测预警与应急处置”项目投入最大、最具原创性和标志性的成果。

我国目前高坝及特高坝数量居世界第一，但深水环境下大坝病害隐患与缺陷水下检测、修补及加固技术和装备存在突出短板与瓶颈。

为此，由南京水利科学研究院牵头，会同具有研发“蛟龙”号、“深海勇士”号等丰富经验的中国船舶重工集团公司第702研究所，以及长期从事大坝水下检测与修复加固的杭州华能工程安全科技股份有限公司，强强联合、优势互补，自主研发，突破技术瓶颈。

民用载人潜水器参数全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：民用载人潜水器是一种用于进行水下探索、科学研究、观光和娱乐等活动的载人水下装备。

随着科技的发展和人们对水下世界的探索需求增加，民用载人潜水器的应用越来越广泛。

在民用载人潜水器的设计和制造过程中，各种参数的选择至关重要，直接影响其性能和功能。

下面我将介绍一些关于民用载人潜水器参数的相关知识。

民用载人潜水器的最大潜水深度是一个非常重要的参数。

潜水深度主要受到潜水器的结构设计、材料选择和密封性能等因素的影响。

一般来说，民用载人潜水器的潜水深度可以达到几百至几千米，甚至更深。

而不同的潜水任务需要不同的潜水深度，因此在选购民用载人潜水器时需要根据实际需求进行选择。

民用载人潜水器的携带能力也是一个重要参数。

携带能力指潜水器可以携带的科研设备、工具、样品等装备的重量。

一般来说，民用载人潜水器的携带能力会受到其体积、结构设计和动力系统等因素的影响。

在选择民用载人潜水器时需要根据实际潜水任务中需要携带的装备和物品来确定携带能力。

民用载人潜水器的安全性能也是一个至关重要的参数。

安全性能包括潜水器的密封性能、脱离应急系统、自救装备等方面。

民用载人潜水器在水下作业中可能会遇到各种突发情况，良好的安全性能可以有效减少事故发生的概率，保障潜水人员的生命安全。

民用载人潜水器的操控性能也是一个重要的参数。

操控性能主要包括潜水器的机动性、稳定性和响应速度等方面。

良好的操控性能可以帮助潜水人员更好地进行水下作业和探索，提高工作效率和安全性。

民用载人潜水器的参数包括潜水深度、载人能力、携带能力、安全性能和操控性能等方面。

在选择民用载人潜水器时需要综合考虑以上参数，并根据实际需求和潜水任务的特点进行选择，以确保潜水器能够满足任务需求并保障潜水人员的安全。

希望以上介绍对您有所帮助，谢谢！第二篇示例：民用载人潜水器是一种专门用于水下探测和工程作业的载人潜水器，广泛应用于海洋科学研究、海洋勘探和水下工程等领域。

深海潜水器的设计与技术挑战在人类探索海洋的征程中，深海潜水器扮演着至关重要的角色。

它们就像勇敢的探险家，不断深入那神秘而未知的深海世界。

然而，要设计出能够在极端深海环境中安全、高效运行的潜水器，绝非易事，面临着诸多复杂的技术挑战。

深海环境极其恶劣，巨大的水压就是首先要面对的难题。

每下潜 10 米，水压就会增加约 1 个大气压。

在数千米甚至上万米的深海，水压能达到几百甚至上千个大气压。

这就要求潜水器的外壳必须具备极高的强度和抗压能力。

通常，会采用高强度的钛合金、特种钢材等材料来制造潜水器的外壳，但这只是第一步。

如何确保外壳在承受巨大压力的同时，还能保持良好的密封性，防止海水渗入，是设计中的关键环节。

动力系统也是深海潜水器设计的核心问题之一。

由于深海中无法直接获取太阳能，传统的太阳能动力系统在这里毫无用武之地。

电池供电虽然是一种选择，但电池的能量密度有限，难以支持长时间的深海作业。

因此，一些深海潜水器采用了热液能、核能等新型动力源。

然而，这些动力源的利用并非一帆风顺。

例如，核能动力虽然能量充足，但存在着核辐射泄漏的风险，对安全防护的要求极高。

热液能的获取和转化效率也有待进一步提高。

通信问题同样棘手。

在深海中，电磁波的传播受到极大限制，普通的通信手段几乎失效。

为了实现潜水器与母船之间的有效通信，通常会采用水声通信技术。

但水声通信的速率较低，且信号容易受到海洋环境的干扰，如洋流、海洋生物、海底地形等。

这就需要不断优化通信算法，提高通信的稳定性和可靠性。

导航与定位也是一大挑战。

在深海中，GPS 等卫星导航系统无法使用，而磁场、水压等因素又会对传统的导航设备产生干扰。

因此，深海潜水器往往需要依靠惯性导航、声学导航等技术来确定自身的位置和方向。

但这些导航技术也存在着精度不够高、累积误差大等问题，需要不断改进和完善。

此外，深海潜水器的操纵性和稳定性也是设计中需要重点考虑的因素。

深海的水流复杂多变，潜水器在其中航行时容易受到干扰而失去平衡。

Research on protective Equipment Technology防护装备技术研究潜水呼吸器氧分压和二氧化碳分压控制方法顾靖华(海军特色医学中心上海200433 )【摘要】潜水呼吸器是潜水员在水下完成作业任务所必需的特殊防护装备，为保证潜水员的安全，需要将潜水员呼吸气体中的氧分压和二氧化碳分压控制在安全范围内。

本文基于不同类型潜水呼吸器的结构原理，介绍了典型潜水 呼吸器氧分压和二氧化碳分压的控制方法，可为潜水呼吸器的设计者和使用者提供一定的借鉴。

【关键词】潜水呼吸器氧分压二氧化碳分压控制Oxygen and Carbon Dioxide Partial Pressure Control Methodsfor Diving ApparatusGu Jinghua(Naval Medical Center of PLA , Shanghai ,200433)【Abstract 】Diving apparatus is the special protective equipment. To ensure the safety of divers, the partial pressure of oxygen and carbon dioxide in the breathing gas of divers should be controlled within a safe range. Based on the structure principle of different types of diving apparatus, this paper introduces the control methods of oxygen and carbon dioxide partial pressure ,which can provide certain reference for designers and users of substitute of diving apparatus.【Key words 】diving apparatus; oxygen partial pressure; carbon dioxide partial pressure ;control潜水呼吸器是潜水员在水下开展潜水活动的必须 装备，按照呼吸气体循环回路的不同，可分为开放式 潜水呼吸器和循环式潜水呼吸器。

潜水器技术的发展与应用在人类探索海洋的征程中，潜水器技术扮演着至关重要的角色。

从最初的简单构想，到如今的高度复杂和精密，潜水器技术经历了漫长而曲折的发展历程，并且在多个领域得到了广泛的应用。

早期的潜水器可以追溯到 17 世纪。

当时，人们对于水下世界充满了好奇，但技术的限制使得探索只能停留在较浅的水域。

随着工业革命的推进，机械制造和工程技术的进步为潜水器的发展奠定了基础。

20 世纪以来，潜水器技术取得了重大突破。

尤其是在第二次世界大战后，出于军事和科学研究的需求，各国纷纷加大了对潜水器研发的投入。

这一时期，潜水器的性能不断提升，能够下潜到更深的深度，并且具备了更多的功能。

在潜水器的发展过程中，材料科学的进步起到了关键作用。

高强度、耐腐蚀的材料使得潜水器能够承受深海巨大的压力。

同时，动力系统的改进也让潜水器拥有了更持久的续航能力和更灵活的操控性。

潜水器根据其功能和用途，可以分为载人潜水器和无人潜水器两大类。

载人潜水器是人类直接进入深海进行探索和作业的工具。

它需要具备良好的生命支持系统，以确保潜水员在极端环境下的安全。

例如，我国的“蛟龙号”载人潜水器，能够下潜到 7000 多米的深海，创造了我国载人深潜的新纪录。

在“蛟龙号”的研发过程中，我国科研人员攻克了众多技术难题，包括耐压结构设计、深海通信、动力与能源系统等。

无人潜水器则包括遥控潜水器（ROV）和自主式潜水器（AUV）。

ROV 通过脐带缆与母船相连，由操作人员在船上进行远程控制。

它通常用于水下工程、海洋石油开采等领域。

AUV 则能够自主规划航线和执行任务，具有更高的自主性和灵活性。

在海洋科学研究、海底地形测绘等方面发挥着重要作用。

潜水器技术在多个领域都有着广泛的应用。

在科学研究方面，潜水器可以帮助科学家深入了解海洋的生态系统、地质结构和气候变化等。

通过采集水样、沉积物样本和生物样本，科学家能够分析海洋环境的变化趋势，以及海洋生物的生存状况。

在资源勘探领域，潜水器可以探测海底的矿产资源，如石油、天然气、多金属结核等。