智能潜器的集成仿真系统

本文介绍了智能潜器集成仿真系统的硬、软件结构．通过这一系统所展示的水下虚拟仿真环境能够在研究和开发智能潜器的控制体系结构、潜器载体的水动力学、信息融合和目标识别等工作中发挥巨大作用     

献身海洋开发事业的女科学家

塞尔维亚·A·伊尔莉博士是一位把毕生精力都贡献给水下事业的女科学家。她曾在内、外各种潜水系统、水下居住舱和调研潜水器中孜孜不倦地工作了多年。1971年,她曾带领第一批由姑娘们组成的“水下少女”潜水组,在美国维尔京岛附近的“特克泰特2号”水下居住舱中生活和工作了两个星期。以后她又身着杰姆单人常压潜水眼首创下潜380米的潜水纪录。迄今为止,她的潜水纪录已超过5000小时,在妇女潜水行列中名列前茅。她还领导过     

激光扫描实时获取水下图象信息的方法与系统

报道一种实时大视角、全景深获取水下图象的新方法。该方法试图解决在无人摇控潜器(ROV)和自治式潜器 (UUV)走航式获取水下清晰图象时 ,遇到的激光在水下传输过程中后向散射噪声问题 ,建立了一种具有宽视角、全景深性能的水下激光扫描系统。用这种方法和系统在空气中和水中做了大量的实验 ,并讨论了这种方法和系统的应用前景。     

日本深海研究态势

日本海洋科学技术中心成立于1971年。成立之初,该中心业务活动的中心是深海载人饱和潜水。当时认为,饱和潜水是支持海上石油业的最重要的深海研究技术。后来发现,日本没有海上石油,因而,科学界普遍主张研制无人遥控潜器和载人潜器。海洋科学技术中心也改变了它的工作重点,转而研制潜水器和无人系统。     

连续冲击条件下水下潜器运动姿态估计方法

基于潜器水下状态的平衡方程,建立了潜器运动模型。通过对水锤压力的数值仿真计算,建立了潜器航行体发射时的运动控制模型。根据这一数学模型,计算分析了潜器在完整火箭发射后效（发射冲击与完整的水锤效应）作用下的运动响应和运动控制。结果表明：发射单枚航行体对潜器运动姿态有较长时间的影响,潜器的初始速度越大,影响程度越小,影响时间越短。通过操舵和压载水舱的调节,可以对潜器的运动进行较满意的控制,在一定范围内控制效果随着初始航速递增。     

300m氦氮氧饱和潜水科学实验研究

本实验是海洋水下工程领域内一次多学科的综合性科学研究。实验检验了300m海底模拟加压舱群设备,使用氦氮氧三元混合气饱和潜水技术进行潜水生理学和医学研究,并进行了潜水呼吸器、潜水加热服及热水系统、水下液压工具、舱压和氧分压自动控制设备、潜水用氦气回收及净化装置、氦氧通讯机等多种项目的300m试验,填补国内多项空白。这对于我国海洋资源的勘探开发、深海打捞、港口建设、海洋科学考察和国防建设都有重大意义。     

潜水史话

潜水活动,历史悠久,趣味盎然。原始的潜水活动,没有任何潜水装置,称为裸潜,即仅凭深吸一口气潜入海中,在水下停留的时间很短。这种裸潜方式至多只能下潜到水下40米,因而大大限制了人们水下活动的能力。1715年,英国人约翰·莱斯勃里奈发明了世界上第一套常压潜水服。它的形状类似于一只木桶,桶内存贮着氧气,在气密的木桶上安装有两只“袖子”,人穿上这套潜水服,手可以伸出桶外作业,潜水员身着此潜水服曾下潜到水下18米深处,持续停留了30分钟。以后,随着科学的发展和潜水技术的进步,各种耐压、保温和作业灵活的     

海洋温差能驱动的水下监测装置水动力学特性研究

以海洋温差能驱动的垂直运动水下监测装置为研究对象,通过MATLAB/Simulink仿真,对运动阶段下的运动基本方程进行了数值求解。结果表明:在设定情况下,水下监测装置从水面下潜到500 m所需时间约为2 900 s;水下监测装置从深约500 m上浮到海面所需时间约为2 890 s;水下监测装置水下运动时间随阻尼盘直径的增大略有增加,这有利于相变材料的相变过程特别是凝固过程顺利完成,但是随着阻尼盘直径的增大,浮力驱动系统的功耗也增大,通过综合比较认为阻尼盘直径为50 cm比较合适。     

潜入蓝色 感受绚丽

法国人是浪漫而绅士的。１７９７年，法国人制成了一件头部和腰部是金属、其它部位是皮革的怪异的潜水服装。裤筒和袖筒都只有腿和胳膊的一半长，因此，在水下腿、胳膊可以自由活动。潜水时，先把潜水员用一个大型木质的容器送入水中，再转动潜水塔的手柄，通过齿轮带动活塞压缩容器内的空气，以供给潜水员所需的空气。法国人创造这项极为复杂的活动的初衷之一，是让女性可以享受海水的乐趣，因为当时女性身体的大部分都不允许裸露在外面。人类是好奇、勇敢而智慧的。为了探知那未知的海底世界，一代又一代的人发明制造了越来越小巧，使用越…     

世界上第一台水下激光扫描仪

美国深海开发服务公司与美国威斯汀豪斯水下激光系统公司签订了一份长期租用其第一套水下激光线性扫描系统的合同。 深海开发服务公司将把这种先进的传感器及其过程处理器结合成一体,然后放入一个特殊设计的能被拖动的潜器中,这样它就能为世界各地用户提供水下激光图象勘测和检测     

"和平"号深海载人潜器使用10周年

俄罗斯科学院П.П.希尔绍夫海洋研究所的"和平-1"号和"和平-2"号深海载人满器于1987年12月由芬兰劳马.莱波拉公司按照苏-芬联合科学技术协议建成,并在太平洋完成水下试验后投入了实际应用.自"和平"潜器使用以来,共完成了22次海洋考察和专项水下作业任务.10年来"和平"潜器获得了一系列科学数据和研究成果.     

新型水下钻井装置水动力特性研究

以锚泊半潜式钻井平台在规则波作用下的运动数值预报为基础,分析钻井平台诱导运动下,与平台相连的新型水下钻井装置水动力特性,以及该钻井装置各关键节点处的受力情况,评估该诱导水动力作用的重要性,及该系统在各种海况下的安全性能。     

基于高阶滑模控制器的水下潜器运动控制

水下环境复杂多变,由于水流的不可预知性和多变性,潜器的水动力系数往往无法准确获取,使得依赖这种参数的潜器运动控制算法的应用受到了很大的局限。为了解决控制器对模型参数的依赖,设计了一种基于高阶滑模控制算法的模型无关控制器,并通过设置合理的过渡过程,解决了这种控制算法依赖初值的弊端。仿真结果表明,位置和姿态的控制能够快速的收敛,误差很小并且不依赖于初始条件,控制器需调节参数很少,并且算法简单,适用于工程的实际需要。     

水下无线电话机

可靠的水下通讯对于潜水员来说是一个生命攸关的问题。本文介绍了一种轻便的自容式无线电话机,它不仅可用于潜水员的水下通话,而且可用于潜水员与其工作母船或潜器之间的通讯联络。该装置由一个发射机,一个接收机,一个声控开关和一个球型换能器(既可作为发射器又可作为水听器)组成。其工作频率为50KH_2,声发射功率分别为200mw(用于潜水员)和1w(用于船上)。试验表明:该装置的最大通讯距离大于200米,最大使用深度限制到60米。     

EAVE潜器的辅助定位系统

具有声学导航定位系统的无人无缆潜器在水下构件中航行时会遇到声场、磁场干扰的麻烦。本文从分析水声通讯可靠性入手,说明辅助定位系统的必要性;结合所介绍潜器的特点,提出了一种既简单、又经济的辅助定位系统方案。     

拖曳系统计算中拖缆与拖体的耦合计算

针对带有水下设备舱的拖曳系统,提出了一种有效的算法,来获得拖曳系统的运行状态。将拖曳系统分成拖缆和水下拖体两个部分,分别建立运动数学模型。拖缆部分的模型以Ablow和Schechter的运动数学模型为基础;拖体部分的模型采用类似潜器的水下六自由度运动方程。将这两部分方程联立,统一求解,解决两个模型之间的耦合问题。经过数值仿真的检验证明算法具有可行性。     

对我国水下工程和潜水服务发展战略设想

一个海洋国家,如果不建立自己独立的水下技术机构和深潜水及海底工程服务队伍,其海洋资源开发必然受到外人的钳制,潜水和海底工程市场就会被他人占领。笔者根据三十余年潜水、打捞沉船和近些年来对海洋水下工程的研究与实践,结合赴波兰、挪威、法国和英国学习与专业考察的启迪,就我国海洋石油开发面临的水下支援工程作业任务作了预测,并对国内潜水技术和水下工程作业技术水平、能力、各群体特点等基本状     

潜器在冲击载荷下的运动和控制研究

潜器在水下发射火箭时会产生复杂的运动变化,对其研究很有实际意义。参照格特勒运动方程,建立潜器运动的非线性数学模型。导入实验模型的参数,对其六自由度基本运动进行了仿真,并与水池实验结果相比较,验证了仿真模型的有效性。导入发射火箭时潜器受到的完整载荷,计算分析了不同航速下潜器的运动响应和运动控制。结果表明,发射载荷对潜器运动将产生较长时间的显著影响,包括速度损失、升沉运动和纵倾角振荡。航速越小,运动变化越大,恢复所需时间越长,控制越困难。     

深海采矿转场工况平台—水下系统耦合动力响应特性研究

针对水深6.0 km深海采矿装备,研究其转场工况平台—水下系统耦合动力响应特性。建立深海采矿平台—输浆管—中继站一体化耦合动力模型,其中采用有限元方法离散输浆管,采用势流理论计算平台水动力,基于Kalman滤波对动力定位系统进行参数整定,优化动力定位系统推力。考虑动力定位系统,计算水动力和采矿平台—输浆管—中继站的频域响应和平台—水下系统耦合时域运动响应,计算得到了平台时域运动响应、水下系统动力响应及动力定位系统推力响应。结果表明：建立的一体化耦合动力分析模型是可行的,可以有效预报平台及水下系统响应;转场0°浪向动力定位系统可以有效控制平台运动;中继站运动较小,输浆管轴力较大,建议将输浆管的浮力材料移动到流速较小的水下范围,可降低拖曳力,有利于输浆管的强度性能。     

10kW漂浮点吸收直线发电波力装置

点吸收式是目前世界上发展较多、转换效率较高的一种波浪能利用技术,介绍我国自主研发的一台10 kW漂浮点吸收波浪能直线发电装置。该装置主要由4 m直径蝶形振荡浮子、6 m直径水下阻尼板、1 t重直线发电机组成,整个装置漂浮在海面上,是一个钢结构体。装置外形为煤油灯形,采用共振聚波和阻尼匹配技术提高装置的转换效率,有效发电时间不受来波方向和潮位的影响,针对构成装置的不同材料采用不同的防腐技术提高装置的整体抗海水腐蚀能力,采用下潜方式躲避台风打击,采用蓄能技术提高锚泊系统抗走锚和断链能力。直线发电机是一个圆筒型结构体,具有较高的转换效率和防海水腐蚀能力。发电装置进行了实海况试验,为后续的研究工作提供了相关经验。