面向萬米深海高壓高粘度高衰減環(huán)境的推進器研究.pdf

1、深達11000米的馬里亞納海溝是連接國際海底多金屬結核礦區(qū)、富鈷結殼礦區(qū)與我國專屬經濟區(qū)紐帶，對該海域的環(huán)境探測與保護是我國在國際海底礦區(qū)長期存在的基本保障。萬米載人潛水器是承擔該環(huán)境探測保護使命的核心載體。推進器又是萬米載人潛水器的最核心的部件之一，為了避免萬米載人潛水器因整體過重無法吊裝、可靠性不高導致事故、噪聲太大影響與母船的通訊等問題，對萬米推進器提出了新的要求:輕量化、高可靠性、低噪聲。
　　本論文針對萬米載人潛水器對推

2、進系統(tǒng)的要求以及萬米推進器的高壓高粘度高衰減的工作環(huán)境，深入地對萬米推進器的結構輕量化與集成化、伸出軸動密封的可靠性和嵌入式驅動器的耐高壓與低噪聲性進行了研究，旨在開發(fā)出滿足萬米載人潛水器需求的萬米推進器。
　　第一章介紹了本論文的研究背景，并介紹了萬米載人潛水器的研究現(xiàn)狀和深海推進器的研究現(xiàn)狀，通過對萬米載人潛水器對推進系統(tǒng)的要求以及各種類型的深海推進器的優(yōu)缺點分析，提出了本論文的研究意義和研究的主要內容。
　　第二章針對

3、萬米推進器的超高壓的工作環(huán)境以及輕量化要求，基于深海壓力補償原理，提出了萬米推進器的耐高壓輕量化的設計方案，保證了整體結構的輕量化，并依據設計方案完成了面向萬米深海高壓環(huán)境的推進器的整體結構優(yōu)化設計、詳細結構設計計算和Ansys有限元仿真分析。
　　第三章對高粘度充油推進器的伸出軸動密封可靠性進行了研究，首先利用理論結合流體仿真對伸出軸動密封處的高粘度流體進行研究，分析了伸出軸動密封的結構和油液粘度變化對流體壓力分布的影響，結合對

4、機械密封的端面比壓的分析得出了動密封不可靠的原因，然后提出了一種低旋流的機械密封的結構，并通過Fluent流體仿真驗證了其低旋流特性。
　　第四章針對萬米推進器的超高壓環(huán)境以及低噪聲的要求，提出了低噪聲抗高壓的嵌入式驅動器的設計方案，并完成了低噪聲抗壓嵌入式驅動器的抗壓元器件的篩選、抗壓硬件電路以及軟件控制系統(tǒng)的設計，保證了萬米推進器的低噪聲性和可靠性。
　　第五章在完成萬米推進器關鍵技術研究的基礎上，進行了相應的實驗分別驗