基于解构·重构思维的潜水器舱室布局优化

王文中,张树生，余隋怀，陈登凯+

(1.西北工业大学 陕西省工业设计工程实验室，陕西 西安 710072；2.陕西科技大学 设计与艺术学院，陕西 西安 710021)

1 问题的描述

21世纪，人类进入了一个开发海洋的新时代，具备深海资源及军事战略的“蓝色国土”正在被诸多沿海国家开发、利用和保护。开发海洋的神兵利器首选载人潜水器，它被称为“海洋学研究领域的重要基石”。载人潜水器是一种潜水装置，它具备水下观察和作业能力，主要用于执行深海考察、勘探、开发和打捞等任务，常常被潜航员当成水下活动的作业基地。作为海洋开发的前沿与制高点，深海载人潜水器是国家综合实力的体现[1]。然而，在深达数千米以上的复杂深海环境中，多名潜航员需要在内径2 m左右的潜水器舱室，进行长达十几个小时的高强度、高精度科考工作，这是一项几乎不可能完成的任务。如何优化潜水器舱室空间布局，并以此提升潜航员的人因可靠性，一直以来都是海洋强国研究的热门课题[2]。

载人潜水器舱室布局在初步设计的基础上，基于功能导向、人机工效、空间分割及算法等方法进行持续性的升级改造，效果也越来越好[3]。例如中国的蛟龙号、美国的阿尔文号Nadir号/Deep Rover号、日本的深海6500号、法国的鹦鹉螺号等。国内外潜水器(如表1)近年来都在按计划进行改造，对舱室布局等方面进行了持续性、有规划性的升级，取得了极大的成功[4]。

表1 国内外载人潜水器主要技术参数

载人潜水器舱室空间极为狭小，其布局首先要满足功能需求，其次考虑潜航员完成任务时涉及的诸多人机工学要求，确保人因可靠性。……