朱海榮 洪力云 周怡和

摘要：300米級飽和潛水自航式高壓逃生艇研制是國家重點研發(fā)計劃深海關鍵技術與裝備專項之一，其目標是完成300米級自航式高壓逃生艇總體集成技術研究及海上實驗、艇體及快速釋放對接裝置研制、艇載逃生艙研制及設備檢驗規(guī)范研究制定。目前，該項目已完成自航式高壓逃生艇的總體集成，準備進行海上試驗。本文主要介紹了自航式高壓逃生艇總體集成技術，重點介紹設計思路和如何將各子系統(tǒng)集成的主要關鍵技術。

關鍵詞：飽和潛水;高壓逃生艇;環(huán)控設備;系統(tǒng);總體集成

0 引 言

飽和潛水是一種廣泛應用于海洋工程、海底沉船打撈、海洋軍事、科學考察等領域的高效率潛水作業(yè)方式。采用飽和潛水作業(yè)方式，潛水員可以在海洋某個深度長時間工作，以及返回跟該深度壓強相當?shù)纳钆搩染幼。钡巾椖拷Y束或一個工作周期（一般是28 d）快結束時才一次性減壓出艙。

海上飽和潛水作業(yè)系統(tǒng)目前配置的是傳統(tǒng)的高壓逃生艙。高壓逃生艙被放置在作業(yè)母船上。若作業(yè)母船在海上遇難，則這種傳統(tǒng)的高壓逃生艙也難逃災難的侵襲，飽和潛水員也難以逃生。自航式高壓逃生艇作為海上飽和潛水作業(yè)系統(tǒng)高壓撤離單元已成發(fā)展趨勢。

作為國家重點研發(fā)計劃深海關鍵技術與裝備專項之一，300米級自航式高壓逃生艇的研制具有重要的意義。本項目由交通運輸部上海打撈局牽頭，聯(lián)合上海交通大學、蕪湖潛水裝備廠、中國船級社、上海交大?？疲瘓F）有限公司、深圳杉葉實業(yè)有限公司、上海潛水裝備廠、青島船舶重工、合肥豐藍電器組成聯(lián)合科研團隊。該團隊已研制出我國第一套300米飽和潛水自航式高壓逃生艇系統(tǒng)。

本文主要介紹了自航式高壓逃生艇和外循式環(huán)控設備的系統(tǒng)集成技術，重點介紹設計思路和如何將各子系統(tǒng)集成的主要關鍵技術。

1? 設計要求

1.1? 研制目標

研制目標：研制出載人12 名、300米級飽和潛水逃生艙總成樣機，并與逃生艇進行總體集成安裝，形成自航式高壓逃生艇。逃生艇最高航速不低于6 kn。

完成時指標值/狀態(tài)：

承載人數(shù)：潛水員 12人

生命支持持久力：72 h

最大作業(yè)深度：300 m，并完成海試。

1.2? 主要特征

該設備由帶自航功能的艇體、艇內高壓逃生艙、艙內生命支持系統(tǒng)（包括氣源、環(huán)控內機、CO2吸收裝置、應急電源、通訊裝置、照明裝置等）、艇吊放系統(tǒng)（包括吊鉤釋放裝置）等組成。

考慮到高壓逃生艙與逃生艇技術融合的特殊性，逃生艙結構型式采用臥式模塊化結構，并與母船側接對接。另外，逃生艙本體采用強度高、重量輕的雙相不銹鋼。

逃生艇吊放系統(tǒng)采用卡箍式快速脫離裝置。

2? 設計思路

本項目需要設計以下內容：

艇體、艇內高壓逃生艙、艙內生命支持系統(tǒng)（包括氣源、環(huán)控內機、CO2吸收裝置、應急電源、通訊裝置、照明裝置等）、艇吊放系統(tǒng)（包括吊鉤釋放裝置）等。

其中艇體設計需要考慮船型、高壓逃生艙和其它設備的布置、艇體的結構強度等內容。船型可參考已有的成熟的逃生艇型式，并對局部結構進行優(yōu)化，以放置高壓逃生艙。

另外，逃生艙設計需要考慮主要設備配置、空間布置、艙體結構設計、系統(tǒng)管路圖設計、系統(tǒng)電氣設計、釋放對接裝置、通用部件設計等。

逃生艙內的生命支持系統(tǒng)設計需要確定氣瓶數(shù)量、環(huán)控內機選型，CO2吸收裝置選型，應急電源、通訊、照明、氣體分析儀等選型。

高壓逃生艙與艇總體集成設計需要確定氣電接口、空間布置、重心。

在設計時需要同時考慮以上各方面，另外還要考慮到各子系統(tǒng)的總體集成，因此在該設備設計時項目組采用了模塊化設計思路，宏觀上對各系統(tǒng)（模塊）進行總體把握，統(tǒng)一接口，以利于后期系統(tǒng)的總體集成。

3? 總體集成關鍵技術

該設備是分為艇體、艇內高壓逃生艙、艙內生命支持系統(tǒng)（包括氣源、環(huán)控內機、CO2吸收裝置、應急電源、通訊裝置、照明裝置等）、艇吊放系統(tǒng)（包括吊鉤釋放裝置）等四大系統(tǒng)。

要形成300米級飽和潛水自航式高壓逃生艇，需要將以上4個子系統(tǒng)進行總體集成。另外，還要考慮到逃生艇與飽和潛水居住艙之間的對接。

3.1? 艇體、高壓艙與居住艙對接關鍵技術

自航式高壓逃生艇內的逃生艙、潛水工作母船上飽和居住艙和對接裝置三者之間采用何種有效的對接連接方式，是保證整個飽和潛水系統(tǒng)潛水員逃生的關鍵技術。

綜合考慮，高壓逃生艙與飽和潛水居住艙采用側接方式。因此高壓逃生艙在逃生艇內的空間布置需要考慮側接這種對接方式?？紤]到飽和居住艙配有法蘭式對接口，逃生艙也配備法蘭式對接口。這樣對接裝置兩端均有法蘭式對接口匹配，這樣就可以保證艇、高壓艙和居住艙三者之間的相互匹配性。無論居住艙在潛水工作母船上的空間布置位置怎樣，只要根據具體的空間位置修改通道方向即可，最終的對接連接端保持一致，就能保證有效連接。

對接裝置的快速脫離部位采用卡箍式結構，這種結構可以快速打開對接裝置的連接位置，使自航式高壓逃生艇和飽和居住艙分離。

對接裝置如圖1所示。

3.2? 高壓艙與生命支持系統(tǒng)集成關鍵技術

高壓艙是維持與飽和潛水員居住環(huán)境壓強相等的載體。為了維持潛水員的生命，需要在高壓艙內配置一套生命支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)與高壓艙的集成是一項關鍵技術。

生命支持系統(tǒng)包括提供飽和潛水員的呼吸氣體、吸收潛水員呼出的CO2、維持艙壓等。

環(huán)控系統(tǒng)方面，結合逃生艙輕量化需求特點，采用了體積小、重量輕、低噪音的環(huán)控內機（CCU-06、CCU-07型）。將環(huán)控內機在逃生艙內多處布置，從而保證艙內溫度控制均勻，滿足飽和潛水員對溫控的特殊要求。

有害氣體去除方面，結合高壓艙特點，采用了耐高壓、低轉速、耐長時間工作的二氧化碳吸收器DH21（KI17018 HS）型，從而確保艙內有害氣體高效去除，保證潛水員生命安全。

備用應急電源采用中國船級社認可廠家制造的理電池，具備體積小、安全無污染等特點，克服了鉛酸電池的缺點。

為了克服在高壓艙氦氧壓力環(huán)境下通訊語音聲調變化，通訊系統(tǒng)選定帶氦語音矯正功能的對講機（H203-U型），保證通訊安全。

為了解決高壓差、氦氧介質特殊環(huán)境下的電氣船艙連接問題、照明問題、攝像問題，選定SEACON電連接器、低發(fā)熱量AMRON耐壓LED照明燈、UOTLAND固定焦距彩色攝像頭，從而確保電氣關鍵部件設計安全和功能;

另外管路系統(tǒng)設計采用了抗氧化、耐壓、耐腐蝕的閥件、儀表，管路連接密封元件主要采用了便于施工且密封性能好的雙卡套，具備易于維護、通用化率高的特點。為了確保防止高壓逃生艙應急失壓，采用了內外加裝殼體閥，維持艙室壓力穩(wěn)定。為了使艙內潛水員呼吸阻力減少，采用了背壓調節(jié)器，可以進行呼氣阻力調節(jié)，保證適宜的參數(shù)值。

以上生命支持系統(tǒng)所有設備選型均考慮到高壓逃生艙的技術特點，以利于最終將生命支持系統(tǒng)所有設備集成到高壓逃生艙內。

3.3? 艇與吊放系統(tǒng)集成關鍵技術

高壓逃生艇釋放系統(tǒng)包括前后兩個吊艇鉤，一個吊鉤釋放器和一套靜水壓力保護裝置。在逃生艇駕駛臺，操艇人員可以遠程控制吊鉤的釋放和回收。靜水壓力保護裝置可以防止誤操作。

4? 結 論

300米級飽和潛水高壓逃生艇對推動我國大深度飽和潛水技術的進步具有重要意義，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）通過此項目掌握了300米級飽和潛水高壓逃生艇總體集成技術，為我國大深度飽和潛水提供了安全保障。

（2）為今后研發(fā)500米級飽和潛水逃生艙/艇打下了堅實的基礎。

（3）培養(yǎng)和鍛煉了一支高素質的研發(fā)團隊。

參考文獻

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