10000米深海潜水器项目

一、研发背景

随着我国国民经济的不断发展，综合国力的显著增强，我国民用深海潜水事业得到了极大的发展，民用深海潜水器的需求数量近年来也在大幅增长。

目前，世界上深海资源丰富，有能力下潜到5000米以上海底的潜水器少之又少。大量丰富的矿产资源存在于5000米以上深度的海底。据估计，太平洋超过20%的海底水深超过5000米，在这些海底又存在着大量稀有金属矿产。所以急需一种可以随意下潜到5000米以上海底的潜水器去采集这些矿产。

二、项目技术可行性分析

1.项目名称:

10000米深海潜水器项目

2.项目的主要内容

10000米深海潜水器是一种由三层椭圆体精钢外壳构成壳体的潜水器，该潜

水器可以从漂浮在海面上下潜到10000米深度的海底，然后再从10000米的海底

上浮到海面。

3.功能描述

该潜水器可以自由地从漂浮在海面下潜到10000米的海底，再从10000米的

海底上浮到海面。整个过程，潜水器的壳体不会发生破裂，而且潜水器可反复下

潜，上浮多次，整个潜水器不会发生故障。

4.产品描述

该潜水器由外层精钢壳体，中层精钢壳体，内层精钢壳体，控制仪器，前储

水箱，后储水箱，水泵，柴油发动机，转轴，推进桨叶构成。结构如下图1所示：

图1

外层精钢壳体是一层椭圆形的密封的由精钢制造的壳体，采用椭圆体作为潜水器的外壳，有利于潜水艇在深海中抵消海水的压力。由于椭圆体壳体外表面光滑，具有一定弧度，这就使壳体受到的水压相互抵销，减轻了潜水器壳体内部受到的水压。这个椭圆体的长轴长20m，短轴长5m。这个外层壳体钢材的厚度为有80mm，它的外表面光滑，直接和海水接触，有利于潜水器在海水中航行。内表面上铸造有数以百计的中空的半圆体缸体，这个缸体外层钢材的厚度为80mm，内部有直径为160mm的中空半球体。半球体缸体的整体直径为320mm。这些中空的半球体缸体的顶端焊接在中层精钢壳体上。它们把外层精钢壳体上面受到的海水压力抵消了一部分，这是因为它们内部中空，它们外层圆环钢体两边受到的外层壳体上的海水压力相互抵消，这就使海水对中空缸体顶点的作用力减小，也就使海水对中层壳体的压力减小。如图2所示。

图2

中层精钢壳体是一层椭圆形的密封的由精钢制造的壳体，这个中层壳体的厚度为90mm，它的外表面焊接在外层壳体内腔上的半球体中空缸体上。它的内表面上铸造有数以百计的中空的半球体缸体，这个缸体外层钢材的厚度为90mm，内部有直径为120mm的中空半球体。半球体缸体的整体直径为300mm。这些中空的半球体缸体的顶端焊接在内层精钢壳体上。它们把中层精钢壳体上面受到的外层壳体上的作用力抵消了一部分，这是因为它们内部中空，它们外层的圆环体两边受到的中层壳体上的压力相互抵消，这就使海水对中空缸体顶点的作用力减小，也就使海水对内层壳体的压力减小。如图2所示。

内层精钢壳体是一层椭圆形的密封的由精钢制造的壳体，这个内层壳体的厚度为有95mm，它的外表面焊接在中层壳体内腔上的半球体中空缸体上。它的内表面光滑。在内层精钢壳体的内部装有整个潜水器的电气控制部分，柴油发动机，水泵和前后两个储水箱。如图1所示。前储水箱装在潜水器的前部，它的下面焊接在内层壳体的下面，它的上面焊接在内层壳体的上面。它支撑起内层壳体，抵消了内层壳体受到的海水的压力。后储水箱装在潜水器的后部，它的下面焊接在内层壳体的下面，它的上面焊接在内层壳体的上面。它支撑起内层壳体，抵消了内层壳体受到的海水的压力。当潜水器漂浮在海面上时，两个储水箱没有海水。当潜水器开始下潜时，水泵把海水吸入前后两个储水箱，当两个储水箱全部装满海水时，潜水器达到10000米海底。此时水泵把两个储水箱中的海水排空，潜水器开始上升，直到两个储水箱的海水排完，潜水器又重新漂浮到海面。储水箱连接着进出水管道，这个进出水管道连接海洋的管道口外径长162mm，内径长2mm，管道壁钢材厚80mm。该管道中空，中空流水部分非常细，直径只有2mm，外部是厚达80mm的钢管。储水箱进出水管道以锯齿状绕焊在外层壳体上面，锯齿状管道相邻两小段管道夹角为30度，每个小段管道长80mm。储水箱管道连接储水箱端口的管道外径长300mm，内部是中空，中空部分直径长为280mm，这个管道钢材壁厚是10mm。海水在中空部分流动，中空部分外面是厚度为10mm的钢管。如图1所示。储水箱管道内部中空部分直径在连接海洋端口处最小，为2mm。随着管道往潜水器里面延伸，中空部分直径逐渐增大，在连接储水箱端口处，管道里的中空部分的直径最大为280mm。如图1所示。储水箱管道在外层壳体以锯齿状的排布，锯齿状的管道的30度锐角可以减小水流对储水箱的压力。同时，管道中空的内腔从连接储水箱端口到连接海洋端口逐渐变细，这使潜水器外面海洋的水压进入管道后逐渐变低，也使水泵从储水箱排水时，管道喷到海洋的水流的压强变大。同时，管道通往海洋的端口位于潜水器的前端，前储水箱的下面，这就有利于管道排水时海水的反作用力抬升潜水器的前端。柴油发动机转动，带动转轴转动，转轴带动推进桨叶转动，推进桨叶推动潜水器在海水中前进。4个观察窗为圆形，上面装有高压玻璃，当潜水器在深海时，操作人员可以通过观察窗查看海底的情况，也可以通过观察窗控制机器人采集海底的矿产资源。

5.项目目前进展情况

项目已经完成了相关关键技术的研究，关键力学指标符合牛顿三大定律，符合经典力学理论，项目经科学论断后，可以进行相关实物实验。

由于本项目符合科学理论，所以具有很强的实验性，且技术风险较小。

6.项目关键技术及创新点的论述

该项目主要描述的是潜水器可以下潜到10000米的海底这样一个事实，而这个事实所依据的关键技术是潜水器所具有的3层椭圆体精钢壳体，同时，外层壳体内壁上数以百计中间存在空的半球体的缸体可以抵消外层壳体受到的海水压力，中层壳体内壁上数以百计中间存在空的半球体的缸体可以抵消中层壳体受到的海水压力。

三、性能分析

1、项目、产品市场调查和需求预测（技术产品的行业及市场状况及主要竞争对手）

.(1)国内外市场调查和预测

国内外，民用潜水器可以下潜到5000米深海的少之又少，而大量的深海海底资源需要深海潜水器去探测，所以深海潜水器的市场前景非常广阔。

(2) 从项目产品质量、技术、性能、价格等方面，分析本项目产品的国内外市场竞争能力：

由于本潜水器可以自由下潜到10000米的海底，潜水器不会受到损伤，而一般的潜水器只能下潜到5000米左右，这就比其它潜水器具有更大的性能优势。国内市场：

下潜到10000米海底的潜水器很少。

国际市场：

下潜到10000米海底的潜水器很少。