针对潜水器浮力驱动系统液压泵工作压力高,电机功率、舱体壁厚大等问题,本文提出一种压力补偿式液压浮力驱动方案。利用舱内油囊、预充气体和舱外油囊体积的协调变化,配合中低压双向齿轮泵吸/排油,实现浮力主/被动调控及舱内压力随水深的自动补偿。分析了系统的特性参数,研究了初始参数(预充压强和预留空腔体积)对舱体内外压力变化规律及调节次数的影响。研究表明,通过对舱体内压力调控,理论上舱体壁厚减小75%。从总调节次数最少角度考虑,确定了预充压强为8 MPa,预留空腔体积为1002.6 mL时为最佳初始参数。本研究成果为深海浮力驱动系统提供了一种设计方法。

浮力调节系统是深海潜水器的重要组成部分，可用来补偿潜水器浮力变化和调整潜水器姿态，基于6000m无人遥控潜水器浮力调节需求，研制了一套深海油囊式浮力调节系统。详细介绍了系统组成、工作原理及关键部件的设计，对关键承压部件耐压油舱进行了强度分析、稳定性校核和深海模拟压力环境测试。试验表明该系统能够向油囊排出60MPa高压油，深海模拟压力试验结果显示油舱能够承受66MPa压力，两项试验说明该系统可在6000m深海进行浮力调节；此外还对系统进行了水池姿态调节模拟实验，进一步验证了该系统进行浮力和姿态调节的有效性和可行性。