深潜救生艇对接装置的研究论文

上海交通大学（Shanghai Jiao Tong University）位于中国的经济、金融中心上海，是由教育部直属的一所具有理工特色，涵盖理、工、医、经、管、文、法等9大学科门类的综合性全国重点大学，中国首批七所“211工程”、首批九所“985工程重点建设”院校之一，入选“珠峰计划”、“111计划”、“2011计划”、“卓越医生教育培养计划”、“卓越法律人才教育培养计划”、“卓越工程师教育培养计划”、“卓越农林人才教育培养计划”，是“九校联盟”、Universitas 21、21世纪学术联盟的重要成员。办学历史可追溯到1896年（光绪22年）由清政府创立、盛宣怀督办的南洋公学，是中国高等教育的数个发端之一。南洋公学数易其名，经商部高等实业学堂、邮传部上海高等实业学堂、南洋大学堂、交通部上海工业专门学堂多个阶段，于1921年改组为交通大学（Chiao Tung University）；而后复遭波折，历交通部南洋大学、交通部第一交通大学、国立交通大学（上海本部），至1949年剔去“国立”二字，径称“交通大学”。1959年7月31日，国务院批准交通大学上海部分、西安部分分别独立为两所学校，交通大学上海部分定名为“上海交通大学”。2005年7月，上海第二医科大学并入上海交通大学。

这实际是潜艇救生问题，分为自行逃生和外部救援两种形式，自行逃生为主动式活动，主要凭艇员自救；外部救援为被动式活动，主要依赖外援。 一、自行逃生形式 如果失事潜艇内的情况并不紧急，营救希望较大，则应等待营救，以减少逃生风险。除非不得已。 现代人体生理学的研究结果表明，200米将是失事潜艇艇员能够自主逃生的最大深度，超过这一深度只能采取外援救生。另外，由于艇员在自救上浮过程要承受海水压力由大到小的变化，所以在200米以内的较大深度自行逃生，也只有经过严格逃生训练的艇员才有可能获得成功。因为自主逃生一般从逃生舱口或鱼雷发射管“钻”出来，逃生舱口和鱼雷发射管都有前后两个密封盖，逃生人员备好呼吸器和救生浮标等脱险装具，首先打开后盖钻进；然后关上后盖，并注入海水和压缩空气使内外压力平衡；最后再打开前盖，人员钻出，顺着拴在救生浮标上的浮标绳缓慢上浮。这种逃生技术必须经过反复演练，防止海水倒灌进艇内，造成更大的事故。另外要精确掌握好上浮速度，若作用于人体的海水压力减压太快，会得一种致人于死命的“减压病”，因为人体在高压下会吸收较多的氮气，当失事艇员从深水向水面上浮的速度过快（即减压过快）时，氮气会在关节、血管和大脑中形成氮气泡，它们可造成人员肌体剧烈的疼痛，以致瘫痪和死亡。 从水下失事潜艇逃生到海面的艇员，在海洋气象和寒冷条件下的生命力十分脆弱。例如1989年沉没于挪威海域的苏联“共青团员”号核潜艇，当时的69名艇员中，有34名便是由于在海面上体温过低、心力衰竭以及溺水而亡。目前美国和英国使用的Mark 10型潜水服可以把逃生艇员的身体全部包裹和覆盖起来，具有保温功能，使用方便，而且还带有一个独立的救生筏。 现代潜艇一般在耐压指挥台围壳里带有可与潜艇脱离的漂浮救生舱，失事艇员可以在毫无外援的情况下使用该救生舱逃生。俄罗斯的“台风”级核潜艇上甚至装备了两个这样的漂浮救生舱，可以容纳全部艇员。俄罗斯库尔斯克号核潜艇爆炸沉没时，由于舱室和艇壳遭到了毁灭性的破坏，使得漂浮救生舱和人员逃生口（如鱼雷发射管和逃生舱口）均无法使用。 有的国家，在潜艇主压载水柜内装备了应急吹除系统，当潜艇失事时，系统内的固体燃料快速燃烧，产生高压燃气排出水柜的水，使潜艇上浮。 二、外部救援形式 目前较为成熟的外援救生技术是深潜救生艇（DSRV）和救生钟（SRC）。 深潜救生艇——1963年美国海军“长尾鲨”号核潜艇失事沉没，由于沉没深度远远超过当时救援装置的下潜深度，研制深潜救生艇成为当务之急。1966年，美国洛克希德公司开始为美海军研制DSRV—1号（“神秘”号或 “密斯狄克”号）深潜救生艇，1971年服役，造价4100万美元。1977年，深潜救生艇DSRV—2号（“阿维龙”号）服役，造价2300万美元。母港均在加利福尼亚州的圣迭戈。DSRV是世界上最先进的深潜救生艇，该艇长15米，宽 米，排水量38吨，装银锌电池和电动机，航速4节，最大下潜深度1524米，最大救援深度610米。它的耐压艇体是由3个彼此相通的球形结构组成，前部球形舱是操纵室，布置有控制设备，可容2名驾驶操纵人员；中部为救生舱，其下部有一个可与倾斜45°的失事潜艇对接的半球形对接口，一次可救出24人；后部为机械和动力舱。艇的前端装有搜索声呐和导航系统。 DSRV的主要任务是为被困在海底的失事潜艇提供救援。平时，DSRV停放在机场，当接到呼救信号后，由C—141型喷气运输机把深潜救生艇及其附属设备空运到距失事潜艇最近的港口；再由水面舰船或者经过特别改装的潜艇运往失事现场实施营救。作业中，DSRV边下潜边以声呐定位，通过水下电话与被困潜艇内的人员取得语音联络。在确定了失事潜艇的救援逃生舱口位置后，即与其进行对接，并根据现场的水深、海流及失事潜艇角度自动调整，确保对接口的水密性，最后利用电磁线圈将深潜救生艇牢牢固定在失事潜艇上。接着排干深潜救生艇对接舱内的海水，失事潜艇的艇员也将救援逃生舱内的海水排干，当两侧的压力一致后，打开逃生舱盖转移到DSRV上，同时DSRV向失事潜艇内运送氧气瓶、锂氢电池（照明用）、水、食品、药物等。俄罗斯库尔斯克号核潜艇失事后因为艇上的救援逃生舱口严重变形，英国的LR5型深潜救生艇无法与其对接，痛失救援的机会。 目前，除了美海军现有的两艘DSRV型深潜救生艇外，瑞典海军的URF型、英国海军的LR5型、意大利海军的MSM—1型、日本的“千寻”号以及中国的深潜救生艇也都可不同程度地进行深潜救援任务，但这些深潜救生艇都是用水面舰船投放和回收的，救援活动往往受到海面天气条件的限制，并且在冰层覆盖的海面上也不能使用，救援深度只有美国的一半左右。所以，美国海军利用核潜艇作为深潜救生艇的运载平台，是最为有效的救援系统，目前美国拥有7艘经过改装的核潜艇可搭载DSRV型深潜救生艇，英国和法国为了能在必要时借用美国的深潜救生艇，也对几艘核潜艇进行了相应的改装。现在，美国海军正在研制一种被称作“潜艇救援潜水再加压系统”（SRDR）的水下救援系统，准备接替以后退役的DSRV型深潜救生艇。 救生钟装置——这是一种价廉实用的救援装置，必须由水面舰船携带到失事潜艇的上方，利用绞索把救生钟放到失事潜艇上，并与失事潜艇的逃生舱口对接，将连接通道调节到正常压力，然后打开救生钟底盖和失事潜艇的逃生舱口盖，失事人员便可进入救生钟内。当把救生钟底盖重新关闭后，便可由停泊在水面的救援船只把救生钟起吊到救援舰船上。法国海军研制了一种可自航的救生钟，重约13吨，可对沉没在1000米深的失事潜艇实施救援。由于利用拖带电源电缆，因此在动力方面有足够的保证。（如下图：美国SRC型潜水救生钟） 救生钟的不足之处是，必须有水面救援舰船的配合才行，且容量较小。但其结构简单，技术成熟，造价低廉，因此仍被广泛使用。 潜艇的前后甲板上一般都各设一个多为橘黄色的圆形“失事浮标”，内装电话、求救闪光灯、电源插头等。紧急时可使其脱离失事潜艇上浮到水面，失事浮标与失事潜艇之间由几百米长的钢索和电缆连接，便于救援人员与失事潜艇通讯联系，以及提供电源。

一艘潜艇上的仪器有成千上万，其中专门只属于潜艇的最主要的仪器有：1、压缩空气（两个用途：（1）用来排出水箱里的水，控制潜艇的上升；（2）潜艇在水下进行鱼雷发射，也需要压缩空气的帮助，才能把鱼雷推出鱼雷发射筒）2、声纳（重要性人所共知，相当于潜艇的耳目，潜艇没有声纳，在水下就是聋子瞎子）3、深度计（不解释）4、制氧机（不解释，注：只有核潜艇有）5、潜望镜（不解释）6、通气管（不解释，注：只有常规潜艇有）7、通讯浮标（用于水下接受卫星的通讯）8、长波电台（用于水下无线电通讯）9、空气净化机（不解释）10、水下厕所（不解释）11、水箱控制阀（不解释）

潜艇在设计过程中，就曾考虑到救助与艇员的逃生问题。通常在艇首和艇尾设置有逃生舱，而且各舱室之间均设有水密舱壁，一旦潜艇发生事故，艇员可集中在安全舱室待救或通过逃生舱脱离潜艇。失事潜艇一般有两种情况，一种情况是潜艇出现突发事故，潜艇艇体多处破裂，艇内充水；或者潜艇丧失了机动能力后，在水下等待时间过长，食品、淡水耗尽，艇内发生毒气泄漏等。在以上情况下，艇员必须马上撤离潜艇，一般采取自救措施。现代潜艇上均备有供个人离艇脱险用的救生浮标、浮标索、出艇装具和救生闸套等。同时，有些潜艇上还装有供集体逃生用的浮力箱和浮力球等。潜艇在失事后采取自救措施时，使用个人救生设备往往受到气象条件的影响，即使艇员浮出水面，如果得不到及时的救护仍会有生命危险（如咸压病或气温过低等）。所以采用集体逃生用的浮力箱和浮力球，可以提高人员在脱险过程中的安全性。另一种潜艇失事的情况是，艇体完好，但丧失了机动能力，此时潜艇可以坐沉海底（海深在耐压艇体可以承受的深度上）；在艇内仍保持常压、空气净化装置工作正常、艇内的食品和淡水较充足的情况下，潜艇可以利用各种手段向外界发出求救信号，等待外援救助。外援救助一般是由飞机或船只运载来的救生潜艇和深潜救生器来完成。这种方法是目前各国普遍采用和探索的较理想的方法。总之，由于失事潜艇所处的环境条件比较复杂，而且潜艇失事的因也很多，所以失事潜艇的救助工作一般来说是比较困难的。目前，失事潜艇救助工作的发展方向是：开发新一代救援器材，研究快速有效的救援方法，并加强国际间的合作。

上海交通大学（Shanghai Jiao Tong University）简称“上海交大”，位于上海市，是由中华人民共和国教育部直属、中央直管副部级建制的全国重点大学，是中国历史最悠久、享誉海内外的著名高等学府之一，位列“985工程”、“211工程”、“世界一流大学建设高校”，为九校联盟、中国大学校长联谊会、Universitas 21、21世纪学术联盟、国际应用科技开发协作网、新工科教育国际联盟重要成员，入选“珠峰计划”、“111计划”、“2011计划”、卓越医生教育培养计划、卓越法律人才教育培养计划、卓越工程师教育培养计划、卓越农林人才教育培养计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、中国政府奖学金来华留学生接收院校。学校创建于1896年，原名南洋公学，是中国高等教育的多个源头之一；1911年更名为南洋大学堂，1929年更名为国立交通大学，1949年更名为交通大学；1955年，学校迁往西安，分为交通大学上海部分和西安部分；1959年两部分独立建制，上海部分启用“上海交通大学”校名；1999年，原上海农学院并入；2005年，与原上海第二医科大学合并。截至2018年12月，学校有6个校区，占地面积300余万平方米；共有30个学院/直属系，31个研究院，13家附属医院，2个附属医学研究所，12个直属单位；全日制本科生16129人、研究生30217人，学位留学生2982人；专任教师3061名，其中教授982名，两院院士45名；本科专业67个，一级学科硕士点57个，专业学位硕士点23个，一级学科博士点42个，专业学位博士点3个。