Surface Exploration Case Histories pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Amer Assn of Petroleum Geologists

作者:Schumacher, Dietmar (EDT)/ Leschack, Leonard A./ Leschack, Leonard A. (EDT)/ American Association of

出品人:

页数:500

译者:

出版时间:

价格:98

装帧:Pap

isbn号码:9780891810551

丛书系列:

图书标签:

• 地质勘探
• 地球物理勘探
• 工程地质
• 岩土工程
• 地表调查
• 案例研究
• 勘探技术
• 场地调查
• 地质灾害
• 工程建设

好的，这是一本关于深海潜水器、极地科考站和太空望远镜的综合性技术手册的简介： 《深空与深海的工程奇迹：极端环境探索技术手册》 第一卷：深渊之下的光影——高压环境下的潜水器设计与操作 本书是对现代深海探测技术进行的一次全面、深入的工程学梳理。它并非聚焦于海洋生物学或地质学发现，而是将重点放在了支撑这些发现背后的核心技术——载人深潜器（HOV）、遥控水下机器人（ROV）以及自主水下航行器（AUV）的系统工程学上。 引言：压力、腐蚀与极限 深海，是地球上最难以接近的环境之一。从海面以下数百米开始，光线迅速衰减，水温骤降，而最严峻的挑战来自于无情的静水压力。本书开篇即详细解析了不同深度下对材料科学提出的极端要求。我们探讨了钛合金、高强度钢以及复合材料在承受万米级别压力时的屈曲、疲劳和蠕变行为，并对比了传统球壳结构与新型异形耐压壳体在结构效率上的优劣。 第一部分：载人深潜器的生命保障系统 对于载人潜水器而言，乘员的生命安全是设计的首要约束条件。本章深入剖析了生命支持系统的冗余设计。我们详细考察了氧气再生系统（如电解水制氧、化学吸收剂的应用）、二氧化碳去除技术（如使用胺基或分子筛）的效率与可靠性。此外，对舱内环境控制，包括温度调节、湿度管理以及气密性测试的标准流程进行了严谨的论述。读者将了解到，如何通过多层级传感器网络和预测性维护模型，确保一次长达数小时的深潜任务中，舱内环境参数的波动控制在毫级精度内。 第二部分：动力、导航与传感器的集成 深海作业对能源的密度和可靠性要求极高。本书详尽分析了当前深潜器所采用的电力推进系统，从高能密度锂离子电池组的封装技术（如何应对充放电过程中的热管理问题），到无刷直流推进器的流体力学优化。 在导航与定位方面，由于全球定位系统（GPS）在水下无法使用，我们重点研究了惯性导航系统（INS）与声学定位系统（如LBL、SBL）的融合算法。特别是关于多普勒测速仪（DVL）数据的实时修正，以及如何构建精确的局部三维声学地图，以指导高精度采样和设备部署。 传感器部分，我们超越了传统的声纳成像，重点探讨了超高分辨率的合成孔径声纳（SAS）数据处理流程，以及在极端浑浊水体中应用主动/被动红外成像技术的工程实践。 第三部分：水下作业的机械手与工具 深海作业的“手”——液压和电力驱动的机械臂，是实现科学目标的关键。本书对比了七自由度（DOF）和五自由度机械臂的设计哲学。我们分析了力反馈系统（Force Feedback）在精细操作（如抓取脆弱的岩芯样本）中的应用，并探讨了如何通过定制化的末端执行器（End-Effector）来适应极端温度和化学腐蚀环境。关于机械臂的控制系统延迟补偿，也是本章的重要讨论内容。 第二卷：极地冰盖下的灯塔——严寒气候科考站的结构与能源 本卷将视角从深海转向了地球上最寒冷、人迹罕至的区域——南极和北极。此处的挑战不再是外部的静水压力，而是极度的低温、强风荷载以及冰雪的动态作用力。 第一部分：模块化科考站的抗冻胀与抗沉降设计 极地科考站的设计必须满足在-60℃以下环境长期稳定运行的要求。我们详细阐述了先进的隔热材料（如气凝胶复合板）的应用，以及如何设计“冷桥”极小的结构连接件。重点关注了针对永久冻土或冰盖的桩基技术：我们比较了传统螺旋桩、热融桩（Thermo-siphons）的应用边界，以及如何通过主动或被动热管理，防止冰雪融化导致的结构沉降。 第二部分：极地能源的自给自足 在极夜和高纬度地区，能源的可靠性是生存的保障。本书对柴油发电机组的低温启动技术、润滑油的粘度管理进行了工程分析。同时，我们深入探讨了在间歇性光照条件下如何最大化利用太阳能（如使用特殊的抗反射涂层和加热元件防雪），以及小型风力发电机在面对强风剪切力时的叶片设计优化。书中的案例研究展示了如何构建集成的热电联供（CHP）系统，以最大化能源利用效率。 第三卷：寰宇之眼——太空望远镜的姿态控制与热力学管理 最后，本书拓展到地球大气层之外，探讨了尖端空间望远镜在真空、辐射和极端温差环境下的工程挑战。 第一部分：精密光学平台的稳定与隔离 太空望远镜的首要任务是保持对目标天体的极高指向精度。本章分析了主动隔振系统的设计原理，包括如何使用磁悬浮平台和微牛顿级的推力器阵列来抵消来自航天器本体的微小振动。我们详细介绍了反射镜的在轨热变形补偿技术，包括如何通过精确控制镜片背部的加热器和冷却器，维持纳米级的面形精度。 第二部分：真空环境下的热力学平衡 太空是极端的真空环境，热传递主要依靠辐射。本书详细解释了多层隔热材料（MLI）的层数优化、材料选择（如Kapton与Mylar的组合）以及热旁路（Thermal Bypassing）的预防措施。对于需要极低温运行的红外探测器，我们对斯特林循环制冷机和脉冲管制冷机的效率、可靠性和振动抑制进行了对比评估。 结论：跨学科工程的未来交汇 《深空与深海的工程奇迹》旨在为从事极端环境探索的工程师、项目经理和高级技术人员提供一个统一的技术参考框架。它展示了，无论是应对万米之下的水压，还是对抗零下百度的太空辐射，支撑人类探索的都是对材料科学、精密控制和冗余系统设计的深刻理解与无畏创新。本书的价值在于其对“如何建造”的详尽解答，而非对“发现了什么”的描述。

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