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我国潜水技术现状和发展趋势 我因解放前仅有少数几个潜水单位，潜水员不过百余人，没有专门从事这方面的研究人员，所有的清 水器材都从国外进口，潜水装具只有简易装具和少量的通风式重潜装具，或不用装具潜水，潜水设备和作 业条件极差，潜水事故屡见不鲜。新中国成立后，成立了专业的技术机构，开始培训潜水技术人员，研創 和更新了潜水装具、加压舱等潜水设各系统。目前，我国己建立了一支潜水技术人员和装备比较齐全的专 业队伍，具备了可以采用各种潜水技术在海上进行潜水作业的能力。 1979 年春至 1980 年秋，在福建海区打捞 “阿波丸”工程是我国 次远海深水作业。在海上施工共 965 天，500 多名港水员在 57~63 水下 作业总数13 064 人次，捞货5418t，圆满地完成沉船的勘测打捞任务。当今，就潜水员关系密切的承 压潜水来说，在空气常规潜水方面，作业深度、潜水装具及医务保障上均与国际水平相当。传统的通风式 重装渐趋淘汰，采用水面供气需供式轻装与开式钟配套使用将成为发展趋势。在氢氧常规港水方面，使用 国产的装具和设备，己可满足海上进行潜水作业的要求。 由于氦气昂费，采用新型的半闭式装具，并配以 常规潜水系统己引起重视。目前，我国仅有少数单位学握混合气潜水技术，所以实际应用还不够普追。在 饱和潜水方面，我国起步较迟，但进展较快。氮氧饱和一空气巡回潜水技术，在饱和深度和时间方面己跨 入世界先进行列。氦氧饱和潜水己完成实验室 350m 饱和-370m 巡回潜水。在海上进行了 150m 飽和-182m 巡回潜水。 这些成绩与国外模拟潜水 701m 及海中直接潜水 535m 的世界记录相比，还有很大的差距。而且， 饱和潜水作业在国外海洋开发中己大规模实际应用，而国内尽管有了国产的 300m 饱和潜水系统及大循环 的闭路呼吸系统，但都有待于海上实际应用。 潜水作业不是一项单纯的潜水任务，还需要潜水员在水下完成各种技术性工作。潜水技术仅仅解决下 潜和上升的问题，而潜水作业技术则指使用水下工具（包括机械手）完成水下作业任务所采用的技术，是 解决水下能否干活的问题。所以，如今对一名专职潜水员的要求是很高的。他除了要了解水下物理、工程、 医学等知识和会熟练操作各种潜水装具、设各和载人潜水器之外，还需要懂得多种水下工具和新型仪器的 使用。 21 世纪是海洋经济时代。 从世界范围总体来说，现在大约总数 1/3 的潜水员是专为海洋石油开发服务 的。据有关方面预测，我国近海石油开发总投资估算需200 亿美元。所以，当前在我国培养和建立一支可 以满足海上作业的潜水队伍是非常迫切和需要的。

潜水器的发展情况 港水器是各种水下运行器的统称。通花分为執人潜水器和无人灣水器两大类。 數人灣水器是在水下有人探纵，并可提带源贸的一种灣水器。根据胎室压力的不同，可分为路压數人 潛水器、闸式潜水器和湿式潜水器三种。湿 式潜水器，其舱室是非耐压的，驾驶员和乘 员需戴水下呼吸器，主要用于潜水观光和运 送潜水员。闸式潛水器是一种组合式（常压 ，高压）载人潜水器，可在水面及水下航行 （图 1-8)。早的一艘闸式潜水器于 1895 年是根据 “沉箱”的气闸原理制成的。 闸式 潜水器首部的驾驶舱内为常压，驾驶员可利 用仪器设备对舷外目标物进行水下观察和 Gof 00: 录像，可监视舷外潜水员的活动，并能及时 营救。潜水器中部为一可调压的潜水舱。当 舱室内外压力平衡时，打开底门，潜水员可 出潜作业。作业结束，返回舱室。潜水员可 在高压下与母船上的甲板减压舱对接后，进 图1-8 闸式潜水器 入甲板减压舱再实施减压。闸式潜水器在水下有很大的灵活性，是一种新型的多功能的潜水器，但它的投 资和使用费用均较高。我国在20 世纪 80 年代曾从法国进口过 SM358 和 SM360 两种闸式潜水器，其 潜 水深度为 300 m。 常压潜水是人在潜水过程中始终处于常压环境下的一种潜水技术。人在水中直接潜水的 深度在 500~600口范国，而人在窗南的第达村达龙体中，时以到忑灣计的取休短。 人港水器创造了深灣 10 911. S4 四 的世界纪录。 诺压潜水版，是近年*才发展起来的一种作业型潜水器，主要由坚固耐压的轻顾合金數光、机城手和 生金支持系统每部分组成。操作者時吸滿压空气，因而没有年语音失真及保暖问题，潜水作业后也无需發 压。20 世纪70 年代初的产品型号有“吉姆” 和“山婚”，外形权人， 四肢有活动关节，水下活动不够灵活。后来的“黄蜂”、 “蜘蛛”和“蟺 婷。型，下肢改为桶形，设 6~8个小型推进器，可上下、左右、路后 移动，也可悬停作业，潜水深度达 610四。因不再星人形，故改称为单 人常压潜水器，英文缩写名仍为 OMAS(图 1-9)。 OMAS 的主要优点是操 作使用方便、可靠，尤其是在紧愈情况下可迅速投入使用，不足 的是在水中停留时间受到海况和人的耐受力限制。因内有代表性的 osz-11型常压潜水服派有观察和作业等功能，既是常压執人潜水器， 又可作为简单的過控潜水器，其 工作深度为 300m，水下巡航半径 50m，生命支持力 80 h，可以在海况不大于4 级的海区进行作业。 遥控潜水器和水下机器人足两种典型的无人潜水器。遛控潜水器 常按英文名缩写称其为 ROV，是一种依靠水面遥控而运行的潜水器。按 逼拉方式不同，ROV 可分为系缆和无缆两种类型。前者通过电统可把水 下获得的水深、水温、航向、航速等各种参数传回水面控制台上。操 因1-9 单人常压潜水器 纵人员可监视 ROV 的活动，并进行遥控指挥，指令它在水下完成一定 的任务。后者由水面通过声波指令对 ROV 实现邏控。目前，ROV 的 深度已达 7000m，但其工作深度多半在600 m 以浅。ROV 由于不需要人员下海而无生命危险和可以不必自 行携带动力源等，因而尺寸小、重量轻、造价低，近年来国内外发展迅速。 我国 ROV 研制开发工作始于 20 世纪 70年代末。 台 HR-I 型 ROv 属水下观察型 ROV，其 工作深度为 300 m，水下巡航半径 120元, 航速 2.5 k。之后，国内又研制出 Yg2 型等几种作业型的 ROV，具有水下搜素、水下观察和水下作业等功 能。 水下机器人，又称海洋机器人，是一种代替潜水员在水下作业的自控的潜水器。能在水下游动或行走, 能模仿人的手和臂运动，完成水下作业所需动作。国际上，水下机器人品种繁多。国内，1994年研制出落 一台潜水深度为 1000 m 的探素者号水下机器人。1996年又研制成 6000 m 的 CR-01 型水下机器人。目煎， 我国在无缆智能型水下机器人的研究方面也取得了一定的成果。 潜水技术发展多元化的今天，有统计资料表明，ROV、OMAS 和饱和潜水 系统的初始投资费之比约为 1:1:10，苦运费约为 0.5:1:10，重量约为 1:1:12。所以，当今人们普追认为：在潜水作业深度超过 150 之后，尽管可采用饱和潜水进行作业，但是由于它的投资和营远费用品贵及医务保障的复杂性，因此都饭 向于选用 ROV 或 OMAS 以取代潜水员直接潜水。在水深 150n 以浅的水下作业，由于潜水员的手比机械手作 业效率高，可完成许多复杂的任务，因此，仍基本采用承压潜水技术。具体地说，60m 以浅，水下作业货 间短，主要采用水面供气式轻装空气潜水，但在寒冷和/ 或海流较大的水城，也可采用新型的重装空气楼 水：水下作业时间及整个作业周期较长，宜采用空气饱和潜水或氮氧饱和一空气巡回潜水：60~120口道 围，水下作业时间较短，可采用瓜氧常规潜水：60~150m 范围，水下时间较长，则应采用氢氧饱和港本 当然如果需要，150~300m 范围，也可采用饱和潜水技术。

大气的压强 大气的压力，是指大气层中空气对地球表面的压力。 大气压力是由大气的重量所引起的。空气虽然无形无色，但它是由具有重 量的各种物质组成。早在 17世纪，伽利略就发现空气具有重量。 单位面积地面所承受的大气压力叫做大气压强。大气的压力究竟有多大 水银 呢？由于大气层的体积巨大无比，显然无法用衡器来称量。17 世纪 40 年代意大利科学家托利拆利根据伽利路实验的启发，决定测定大气的 重量。 托里拆利用一根长一米，口径一平方厘米， 一端密封的玻璃管，装满水银 （水银的密度为水的 13.6 倍)。 用一个手指将开口的一端密封，然后将玻璃倒 置并插入装有水银的槽内。移开手指，玻璃管内的水银下降，当达到距槽中的 图2-3 托里塞利试验 水银液面高度为 760mm 时，水银停止下降，并一直保持这一高度（图 2-3)。 托利拆利实验说明，压在槽内上方空气的重量等于 760mm 水银的重量。 后来，法国科学家帕斯卡重复了托利拆利试验。他证明：只要截面面积相同，地球上高达几千公里的 空气柱重量与 10m 海水水柱的重量近似相等。 根据上面结论，我们可以计算出， 一平方厘米的地面，其上空的大气重约为 1.033 6kg。 地球表面大 压强约为 0.1013MPa. 地球表面大气压强的值并非恒定不变的，它随天气，海拔高度等因素有关，但地球表面大气压强的值 波动范国很小，并且国绕0 1013MPa 波动。当大气压强值等于 0.101 3MPa 时，我们称之为标准大气压。 潜水作业有关计算中，不考虑大气压强值的变化，并用0.1MPa 作为大气的压强值。 湿度 空气中含有水蒸汽，潜水混合气中也会有一定量的水蒸汽。水蒸汽是水的气态形式，它也遊循气体六 律。 大气中水蒸汽的含量叫做湿度。温度大则表明空气中所含水分多。潜水员呼吸气体中应含适量的水 汽，这样可以滋润人体组织。但是如果温度过大，潜水员会感觉不适，且当水蒸汽冷凝为水时，可引起 气软管和装具中的气路结冰堵塞，使潜水员面窗模糊。果我们将一定量的水装入一个广口瓶，然后将瓶密封，这时由于水分子的运动， 一部分水将蒸发到 方的气体中，同时气体中一部分水蒸汽将回到瓶内水中。 水将持续蒸发，终将会出现离开液体表 蒜汽分子数与返回水中的分子数相等的平衡状态，此时称之为瓶内上空空气己被水蒸汽饱和。 度与水蒸汽的分压有关，而水蒸汽的分压与液态水的温度有关。当水温和水面气温上升时，更多的 将蒸发到气体中，直至达到更高的水蒸汽分压的平衡状态。如果水和气体温度降低，那么气体中的 将凝结为液态水，直至出现较低的水蒸汽分压的平衡状态。所以一种气体中水蒸汽所能达到的 决于这种气体的温度。水蒸汽饱和时的温度叫露点。 体中水蒸汽的含量通常用 湿度和相对湿度表示。 对湿度是指单位体积的混合气体中水蒸汽的质量。 对湿度是指混合气体中水蒸汽的质量与同一温度下该混合气被水蒸汽饱和时的水蒸汽质量之比。用 表示。 显然，相对湿度的值在 0~之间。 研究湿度时，还常用到湿球温度和干球温度的概念。千球温度为气体的实际温度。湿球温度是气体 饱和（露点）的温度。只有在相对湿度为 时，两种温度才相等，否则，湿球温度总是低于干 度在常规潜水中对潜水员的影响并不大，但在饱和潜水中，因潜水员长期居住在饱和深度的高压环 湿度对潜水员有一定彤响。一般相对湿度应控制在 50%~70%范围内。若相对湿度过高，潜水员会 潮湿，并容易引起细菌，特别是程菌感染，若相对湿度过低，潜水员会感觉干燥，并使二氧化碳吸 率降低。