当今科技对耐压壳体的设计要求是不仅保证其结构的强度与稳定性达到标准，而且需要耐压壳体厚度更小结构重量更优，制作材料利用率更高，外观造型优美。本文设计了一种耐压壳体的结构，并着重对耐压壳体开孔进行了多种设计分析对比。这对于未来载人潜水器耐压壳体的设计具有重要的意义。

1.3载人潜水器的发展历程

载人潜水器是现代人类用于探索深海的潜水装置。追根溯源，人类设计载人潜水器有着悠久历史。

目前，最早记载人类开发研制潜水器是在公元前四世纪。亚里士多德（Aristotle）记录了一种供潜水员采集海绵的小型潜水钟[1]。这种装置设计为倒茶杯型，由于技术有限，只能够在水下230～300m范围，并且不能在水下停留太长时间，但它开创了人类探索水下世界的第一步。

到了20世纪20～60年代期间，现代潜水器得到了长足的发展。第一艘具有现代意义的载人潜水器“曲斯特1”号由瑞士的皮卡特设计完成，并且于1960年在太平洋马里亚纳海沟（海沟最深处为11034m）搭载美国人唐·华尔什和发明者的儿子丁·皮卡特下潜达到深度为10916m，创造了人类最深下潜记录[2]。不过“曲斯特1”号没有搭载动力装置以及水下作业器材，所以它只是一个浮力壳体。同样由于技术不发达未能得到进一步发展。

之后，第二代自航式载人潜水器迅速发展，其中以美国“阿尔文”号为代表，它真正开创了人类对海洋资源的探测史。“阿尔文”号是在20世纪60年代初由美国明尼苏达州通用食品公司(GeneralMills)的一位机械师哈罗德(HaroldFroehlich)的设计而建造的，目前在伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)进行深海探测工作。“阿尔文”号是目前世界上使用效率最高的载人潜水器，承担过很多颇具影响的任务。如在1966年，它在地中海中配合一台遥控潜水器，打捞起遗留的一颗氢弹[3]。如图1-1为美国“阿尔文”号。

图1-1美国“阿尔文”号

法国在1985年设计制造出“鹦鹉螺（Nautile）”号潜水器，其最大下潜深度可达6000m，重量为18.5吨，共下潜了1500多次，每次下潜的工作搭载3人，每次工

作5小时，可以携带一只ROV，进行了多项海底矿产的勘探任务[4]。图1-2展示了“鹦鹉螺”号。

图1-2法国“鹦鹉螺”号

目前拥有最多的载人潜水器国家是俄罗斯，其中在1987年制造的两只6000m级潜水器“MIR-I”号和“MIR-II”号最为出名[5]。它携带了12套在深海可以检测环境参数和海底地貌的设备。该潜水器最大的优点就是有充足的能量供应，可在水下工作生活17-20h。在此后的2007年，俄罗斯将两艘“和平”号载人潜水器组合在一起，制作完成了“北极-2007”海洋科学考察，使这两艘载人潜水器再次引起世人瞩目。不过在2011年俄罗斯又有“RUS”号和“CONSUL”号两艘6000m级的深潜器投入使用。俄罗斯当之无愧的成为潜水器设计第一大国。图1-3展示了“和平”号深潜器。

图1-3俄罗斯“和平”号

1989年，日本人做出了“Shinkai6500”潜水器，曾经下潜至6527m深的水底[6]。该潜水器的水下续航力达8h。它目前已调查6500m水深的海洋斜坡和大断层，并且探究了海啸、地震等成因。工作次数已达1000多次。图1-4展示了“Shinkai6500”号。

图1-4日本“Shinkai6500”号

我国目前在2009年按照自主知识产权设计和建造的“蛟龙”号，其已经可以下潜到7062m，已经可以覆盖地球上99.8%海水深度。未来还将会有“彩虹鱼”号等后续深潜器，图1-5为我国的“蛟龙”号。 ANSYS载人潜水器耐压壳体结构设计与强度分析研究(4):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_203564.html