[发明专利]一种仿生耐压装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿生耐压装置，属于潜水装备领域。

背景技术

潜水器是大洋勘查与深海科学研究的重要装备，作为潜水器的重要组成部分，耐压装备起着保障下潜过程中内部设备正常工作和人员健康安全的作用，其重量占潜水器总重的1/4-1/2。耐压装备的设计对潜水器安全性、机动性、空间利用率和人机环等性能具有重要影响。

现役的深海耐压装备多为单球形、少数为多球形结构，但这些结构无法最优协调潜水器的安全性、机动性、空间利用率和人机环等特性。例如，对于单球形耐压装备，在实际受载过程中，由于对缺陷非常敏感，发生失稳时的压力仅为理论值的1/4～1/3，安全性较差；单球形耐压装备只能通过依靠增大球半径来增大内部空间，半径的增大会导致水阻力增大，降低潜水器的机动性；球形耐压装备曲率较小且处处相等，导致内部设备布置困难，空间利用率较低，人员舒适性变差，进而降低潜水器的人机环特性。多球形耐压装备在一定程度上扩大了舱室空间，提高了人员舒适性，但仍然无法克服缺陷敏感度高、空间利用率低等缺点。

蛋壳满足圆顶原理，具有超强的耐压特性，是一种优异的耐压壳的仿生模型。申请号为201510073803.4的发明专利提出了一种概念性的蛋形仿生耐压壳体，使得潜水器的安全性、流体动力学特性、空间利用率、人机环最优协调成为可能，但单舱室空间较小，无法满足深海耐压装备的要求；其次，该发明的耐压壳体的舱门使用简单地螺栓连接，无法满足深海作业的密封及强度要求；再者，该发明的耐压壳体并没有给出观察窗的布置，这样的结构无法进行实际的应用。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种仿生耐压装置，采用蛋形仿生耐压壳体相连，增加了舱室空间，提高了人机环特性，同时也便于分段制造。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种仿生耐压装置，包括若干个蛋形仿生耐压壳体，所述蛋形仿生耐压壳体的两端分别为钝端和尖端，相邻的蛋形仿生耐压壳体的钝端和尖端通过壳体连接装置顺次连接，仿生耐压装置艏部为蛋形仿生壳体的钝端，安装有观察窗装置，仿生耐压装置尾部为蛋形仿生壳体的尖端，安装有舱门装置。

作为优选，所述蛋形仿生耐压壳体纵截面外曲线满足：

Y=(L/2+esinα)sinαX=B/2cosα]]>

其中：L—蛋形仿生壳体的长轴长度，B—蛋形仿生壳体的短轴长度，e—偏心距，蛋形仿生耐压壳体的长轴为Y轴，短轴为X轴，坐标原点位于蛋形仿生壳体的纵轴线上，原点与蛋形仿生壳体中心相距e，α为点(X，Y)与原点的连线与X轴的夹角。

作为优选，所述B/L＝0.62～0.76，以0.69最优。

作为优选，所述蛋形仿生耐压壳体有三个，三个顺次连接的蛋形仿生耐压壳体的三个短轴长度分别为B₁、B₂和B₃，三个短轴的长度满足以下关系：