水下滑翔器（Underwater Glider,UG）是一种利用浮力驱动的新型无人水下航行器,它是实现深海大范围、长时序海洋观测与探测的有效手段。南海中国领海是我国近海中面积最大、水最深的海区。该海区观测与探测对水下滑翔机提出了工作深度4000米的技术要求。耐压舱作为水下滑翔机本体的核心承压部件,是研发深海UG的关键。为此,本文针对4000米深海UG耐压舱设计制造,对材料选取、复合材料耐压壳、胶接结构、结构优化、试验等进行了研究。首先,针对4000米深海的（40 MPa）压力,分析了目前常见的金属和非金属材料,选取铝合金、钛合金和碳纤维复合材料进行耐压圆柱壳初步设计,通过圆柱壳重排比分析,确定了碳纤维复合材料作为耐压圆柱壳材料,并根据碳纤维圆柱壳的特性确定了耐压壳的结构形式;根据碳纤维复合材料力学性能,完成了碳纤维圆柱壳的铺层设计;依据U型胶接结构与碳纤维耐压壳端面间胶层与柱面间胶层的变形协调关系,给出端面胶层与柱面胶层的设计模型,提出了胶接结构设计方法;结合耐压舱渗透路径,完成耐压舱端口和碳纤维耐压壳的密封设计。其次,建立了耐压舱的有限元分析模型,校核了工作压力下就封头、U型套筒、中间连接件和碳纤维圆柱壳的强度,确定了胶接结构方案以及耐压舱体积压缩量随下潜深度的变形方程;并对复合材料圆柱壳进行了特征值屈曲分析,校核了其稳定性;借助Workbench和Opti SLang建立了一套针对碳纤维圆柱壳的优化框架,对碳纤维的铺层参数进行了优化,可减少壳体纤维层数32层,减薄承压舱壁整体厚度16.84%,降低失效因子16.7%。最后,对碳纤维复合材料耐压舱进行了水压实验,针对渗漏问题,对胶接结构进行优化;通过耐压舱压缩量实验,检验了有限元计算耐压舱压缩量的准确性,为UG浮力补偿量计算提供了依据;对研制的复合材料耐压壳深海UG进行了海试,从设计参数、性能指标、能耗和航程的角度,与相同潜深的铝合金耐压壳深海UG进行了对比,验证了复合材料耐压舱的可行性和可靠性,以及在提升水下滑翔机性能上其相比传统铝合金耐压舱的优越性。本文为复合材料在潜水器的应用提供一定的理论和实践依据,提出了4000米潜深复合材料耐压壳的纤维铺层参数,给出了端面胶层与柱面胶层设计模型和胶接结构的设计方法。