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适用于无人水下潜航器电池管理系统的SOC-SOH联合估计 被引量:2
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作者 卢地华 周胜增 陈自强 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1080-1090,共11页
为了提高无人水下潜航器(UUV)电池管理系统状态的估计精度,提出荷电状态-健康状态(SOC-SOH)联合估计方法.搭建测试台架,采用4组锂离子电池进行全寿命周期下的充放电测试,获取不同老化程度下的特性数据.经理论推导和实验分析设计四维表... 为了提高无人水下潜航器(UUV)电池管理系统状态的估计精度,提出荷电状态-健康状态(SOC-SOH)联合估计方法.搭建测试台架,采用4组锂离子电池进行全寿命周期下的充放电测试,获取不同老化程度下的特性数据.经理论推导和实验分析设计四维表征因子,建立基于改进支持向量回归(SVR)的SOH估计模型.探究电池状态的耦合关系,建立基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的SOC估计模型,采用遗忘因子递推最小二乘算法(RLS)更新模型参数,利用SOH对SOC估计结果进行修正.通过不同工况的实验进行验证,结果表明:四维表征因子和电池容量相关性好,SOH估计模型精度高,SOC估计模型精度在联合修正后得到提升.所提的联合估计方法具有较高的通用性和可靠性,可以作为有效的嵌入式电池管理系统状态估计算法. 展开更多
关键词 无人航器(uuv) 锂离子电池 SOC-SOH联合估计 扩展卡尔曼滤波(EKF) 支持向量回归(SVR)
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水下无人潜航器内部磁场有限元仿真建模及其分布特性 被引量:1
2
作者 朱荣荣 王志刚 +4 位作者 魏先利 方勃懿 周兆兴 高晔 魏旭飞 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期88-93,100,共7页
针对水下无人潜航器(UUV)磁场分布特性的研究需求,利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics对UUV的磁场分布进行建模和仿真。分析UUV内部磁场来源及分布情况;对比分析磁偶极子理论计算与COMSOL磁场建模仿真,探讨利用COMSOL软件模拟方法... 针对水下无人潜航器(UUV)磁场分布特性的研究需求,利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics对UUV的磁场分布进行建模和仿真。分析UUV内部磁场来源及分布情况;对比分析磁偶极子理论计算与COMSOL磁场建模仿真,探讨利用COMSOL软件模拟方法开展磁场建模的可行性;运用COMSOL仿真软件,构建UUV几何模型,求解分析UUV平台干扰磁场分布特性。建模和仿真结果表明,利用COMSOL仿真软件实现磁偶极子建模是正确可靠的,UUV平台中后部磁感应强度最强,艏艉处磁感应强度最小,约为20 nT,为UUV平台的磁传感器安装位置和低磁性优化设计提供了依据。 展开更多
关键词 水下无人航器 磁场分布 建模仿真 磁偶极子
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支持水下UUV集群的水声网络MAC协议研究进展
3
作者 赵瑞琴 杨若涵 《电信科学》 北大核心 2025年第10期29-43,共15页
随着无人水下潜航器(unmanned underwater vehicle,UUV)在水下作业、目标探测等领域的广泛应用,支持水下UUV集群的水声通信网络组网技术正成为水下信息获取领域的研究热点。媒体接入控制(me‐dia access control,MAC)协议作为协调节点... 随着无人水下潜航器(unmanned underwater vehicle,UUV)在水下作业、目标探测等领域的广泛应用,支持水下UUV集群的水声通信网络组网技术正成为水下信息获取领域的研究热点。媒体接入控制(me‐dia access control,MAC)协议作为协调节点间数据传输、优化网络性能的核心技术,对提升水声通信网络效能具有重要作用。系统梳理了国内外支持UUV集群的水声网络MAC协议的研究进展,涵盖从经典协议架构到近年来集群化适配方案的最新成果。基于信道接入机制与应用场景两大维度对现有MAC协议展开深入分析,总结各类方法的技术特点与适用条件,并在此基础上对未来面向UUV集群的水声网络MAC协议发展趋势进行展望,旨在为UUV集群水声网络MAC协议的创新设计与工程应用提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 无人水下航器 媒体接入控制 接入机制 应用场景
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水下无人潜航器集群发展现状及关键技术综述 被引量:58
4
作者 张伟 王乃新 +2 位作者 魏世琳 杜雪 严浙平 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期289-297,共9页
随着水下无人潜航器技术的发展和日渐成熟,单一水下无人潜航器已不能满足需求的发展,这就使多水下无人潜航器以集群的形式互相协作执行任务成为了水下无人潜航器发展的必然趋势。本文从军事领域和民用领域两方面介绍了国外主要水下无人... 随着水下无人潜航器技术的发展和日渐成熟,单一水下无人潜航器已不能满足需求的发展,这就使多水下无人潜航器以集群的形式互相协作执行任务成为了水下无人潜航器发展的必然趋势。本文从军事领域和民用领域两方面介绍了国外主要水下无人潜航器集群项目,包括项目设立目标和发展情况;分析了水下无人潜航器集群的一些关键技术的国内外研究现状和发展趋势,主要包括集群智能控制、通信网络设计、任务规划、路径规划、编队控制和导航定位等方面;最后对水下无人潜航器集群系统发展做出展望。 展开更多
关键词 水下无人航器集群 集群智能 路径规划 任务规划 编队控制 通信网络 关键技术 导航定位
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水下无人潜航器避障与导航仿真系统设计与应用 被引量:6
5
作者 郑为 邹启明 倪文玺 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期91-98,共8页
精确导航定位、有效探测和实时避障是水下无人潜航器执行远航程任务的基础。为了实现水下无人潜航器智能化功能的演示与验证,在研究组合导航模型和基于检测的动态避障策略的基础上,针对被仿对象的特点进行系统分析,提出了基于离散事件... 精确导航定位、有效探测和实时避障是水下无人潜航器执行远航程任务的基础。为了实现水下无人潜航器智能化功能的演示与验证,在研究组合导航模型和基于检测的动态避障策略的基础上,针对被仿对象的特点进行系统分析,提出了基于离散事件的多线程并发的仿真构架和模型组件化封装思路,设计了水下无人潜航器导航与避障仿真系统,划分功能模块,规划了仿真流程,面向不同作战想定实现水下无人潜航器数学仿真应用。试验结果表明,系统可以满足水下无人潜航器不同指标函数条件下导航与避障仿真演示验证需求。 展开更多
关键词 水下无人航器 组合导航 路径规划 离散事件仿真 多线程并发
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联网状态下水下无人潜航器的路径控制方法 被引量:3
6
作者 佘明洪 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第6X期1-5,共5页
传统的水下无人潜航器路径控制方法,在联网状态下,一直存在控制精度低、误差大,效率不好的问题,提出基于NURBS曲线拟合法的水下无人潜航器的路径控制方法。该方法采用传感器或者摄像机来侦测静态和动态障碍物,建立水下无人潜航器运动学... 传统的水下无人潜航器路径控制方法,在联网状态下,一直存在控制精度低、误差大,效率不好的问题,提出基于NURBS曲线拟合法的水下无人潜航器的路径控制方法。该方法采用传感器或者摄像机来侦测静态和动态障碍物,建立水下无人潜航器运动学模型,并获取其最小化rob路径长度的目标函数,分析潜航器所受约束情况。在此基础上,根据基本流体力学,确定潜航器所受阻力,引入滤波函数进行平滑处理,采用NURBS曲线拟合法,对水下无人潜航器路径进行控制。实验对比结果表明,采用改进的控制方法,在水下无人潜航器路径控制方面,其控制所需时间及精度均要优于传统的方法,具有一定的实用性。 展开更多
关键词 联网状态 水下 无人航器 路径 控制方法
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国外超大型无人潜航器发展与运用研究 被引量:4
7
作者 张翔鸢 花吉 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第5期17-27,共11页
超大型无人潜航器(XLUUV)作为一种可大量搭载多种任务载荷的水下无人作战平台,具有重要的研究价值。为全面洞悉国外XLUUV研究现状,并为国内的发展与运用提供借鉴,深入系统剖析普通型、潜载型、类潜艇型、可装箱型、集装箱型等5种国外主... 超大型无人潜航器(XLUUV)作为一种可大量搭载多种任务载荷的水下无人作战平台,具有重要的研究价值。为全面洞悉国外XLUUV研究现状,并为国内的发展与运用提供借鉴,深入系统剖析普通型、潜载型、类潜艇型、可装箱型、集装箱型等5种国外主要类型XLUUV的发展现状及未来趋势,对其模块化、多域通信、水下探测、定位导航、自主控制、能源动力等关键技术进行探析,并研究其在侦察监视、水下布雷、水下攻防、水下投送等方面的作战运用。研究表明,XLUUV呈现出族群化、远程化、全深化和智能化发展趋势,能够实现多维探测、封控海上要域要道、实施非对称打击以及隐蔽投送等功能,在未来水下对抗中将会发挥重要作用。 展开更多
关键词 超大型无人航器 水下作战 关键技术 作战运用
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无人潜航器发展历程及运用优势研究 被引量:4
8
作者 陈昭 丁一杰 张治强 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第23期98-102,共5页
无人潜航器(UUV)作为水下作战的杀手,是水下无人作战的重要力量,能够完成多样化作战任务,对其开展针对性研究具有重要意义。本文追溯无人潜航器发展历程,总结无人潜航器开展水下作战具有成本低廉、隐蔽效果好、多用途设计等多方面的突... 无人潜航器(UUV)作为水下作战的杀手,是水下无人作战的重要力量,能够完成多样化作战任务,对其开展针对性研究具有重要意义。本文追溯无人潜航器发展历程,总结无人潜航器开展水下作战具有成本低廉、隐蔽效果好、多用途设计等多方面的突出优势,提出无人潜航器开展海洋测绘、航路开辟、侦察监视、水下诱饵等多种作战模式。最后对无人潜航器与无人机、无人水面艇组成海上立体无人集群提出总结展望。 展开更多
关键词 无人航器 无人作战 水下战场 智能化
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国外超大型无人潜航器发展研究 被引量:2
9
作者 朱炜 张大中 孙明月 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第24期186-189,共4页
近年来,美英德法印澳等国均启动了超大型无人潜航器研制项目,将其视为变革未来水下战的关键装备。超大型无人潜航器可为海军提供多种战时部署选择,使对手面临的探测、识别和跟踪挑战更加复杂,同时可增加海军舰队模块化和重构能力,以适... 近年来,美英德法印澳等国均启动了超大型无人潜航器研制项目,将其视为变革未来水下战的关键装备。超大型无人潜航器可为海军提供多种战时部署选择,使对手面临的探测、识别和跟踪挑战更加复杂,同时可增加海军舰队模块化和重构能力,以适应不断变化的海上作战需求。本文首先系统梳理了美英德法印澳6国的超大型无人潜航器发展现状,然后总结了通用的总体特征,随后研究了国外军方、智库提出的超大型无人潜航器作战概念。最后提出了思考与启示。 展开更多
关键词 无人航器 国外装备技术发展 水下
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基于前视声呐目标识别的UUV水下水利设施裂痕检测
10
作者 马玉香 王雅玲 +1 位作者 任启欣 于政文 《水电能源科学》 北大核心 2025年第8期119-123,共5页
为准确检测水下水利设施的裂痕,提出一种多注意力机制融合YOLOX的裂痕检测算法。首先,分析水下无人潜航器(UUV)携带的前视声呐成像原理,了解声呐采集水利设施图像的特点。然后,将注意力机制引入YOLOX算法,在Focus网络中添加CA注意力机制... 为准确检测水下水利设施的裂痕,提出一种多注意力机制融合YOLOX的裂痕检测算法。首先,分析水下无人潜航器(UUV)携带的前视声呐成像原理,了解声呐采集水利设施图像的特点。然后,将注意力机制引入YOLOX算法,在Focus网络中添加CA注意力机制,在SPP模块中引入SE注意力机制,改进YOLOX算法裂痕检测性能。最后,基于双闭环控制策略实现UUV对水下水利设施的全覆盖观测。试验结果表明,UUV基于多注意力机制融合的YOLOX算法和双闭环控制策略能对水下水利设施进行全覆盖检测,且能够提高水下设施裂痕的检测精度。 展开更多
关键词 裂痕检测 前视声呐 水下无人航器 多注意力机制 YOLOX算法 双闭环控制
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基于混合势场法的无人潜航器路径规划及编队方法研究 被引量:3
11
作者 王健 张华 +3 位作者 徐令令 曹园山 陈伟 顾媛媛 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第23期97-100,共4页
针对水下无人潜航器航行与探测作业应用过程中避障、航向保持、路径跟踪多参数控制以及欠驱动问题,提出一种混合势场路径规划及避障方法。以虚拟力的理念,将潜航器避障算法与路径跟踪算法进行混合,合并为统一的广义势场架构。该方法将... 针对水下无人潜航器航行与探测作业应用过程中避障、航向保持、路径跟踪多参数控制以及欠驱动问题,提出一种混合势场路径规划及避障方法。以虚拟力的理念,将潜航器避障算法与路径跟踪算法进行混合,合并为统一的广义势场架构。该方法将避障、航向保持、路径跟踪等多自由度驱动问题进行统一,以单输出的形式展现,适合单舵控制的欠驱动水下无人潜航器。利用"海翔-H"混合动力水下无人潜航器进行实环境下的路径跟踪、单障碍避障、双障碍避障、多障碍连续避障的航行试验,验证混合势场法的有效性。 展开更多
关键词 水下无人航器 路径规划 避障 混合势场
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自主布放无人潜航器的无人水面艇研究 被引量:1
12
作者 崔健 赵宝德 +4 位作者 赵文涛 俞建成 刘开周 王银欢 曹哲 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第15期80-85,共6页
针对无人潜器自主布放技术问题,研究设计一种可自主布放无人潜器的无人水面艇系统。系统设计由艇体结构、自主布放、自主航行控制、岸基监控子系统组成。为了实现自主布放系统的安装控制需求,USV在艇体结构布局、能源供给和控制策略上... 针对无人潜器自主布放技术问题,研究设计一种可自主布放无人潜器的无人水面艇系统。系统设计由艇体结构、自主布放、自主航行控制、岸基监控子系统组成。为了实现自主布放系统的安装控制需求,USV在艇体结构布局、能源供给和控制策略上做了优化设计。针对远距离长时间精准运送问题,设计了增益调度串级PID自整定自主控制方法实现自主航行控制。布放机构执行布放动作包括推出机体固定座、释放首部卡件、下摆、释放压紧机构、潜水器滑出、机体固定座收回。先后进行了多次试验,USV自主运送并成功自主布放了“海翼”水下滑翔机。 展开更多
关键词 无人水面艇 无人航器 水下滑翔机 自主布放 自主航行控制
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国外水下作战装备研发进展
13
作者 秦楠 薛鹏 李亚芳 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第20期200-205,共6页
为系统把握国外水下作战装备技术最新发展情况,研究聚焦潜艇与水下无人装备两大核心领域,梳理美国、俄罗斯、欧洲及亚洲主要国家在战略核潜艇更新换代、攻击型核潜艇技术扩散、常规潜艇AIP技术突破、新型无人潜航器研制等方面的进展情况... 为系统把握国外水下作战装备技术最新发展情况,研究聚焦潜艇与水下无人装备两大核心领域,梳理美国、俄罗斯、欧洲及亚洲主要国家在战略核潜艇更新换代、攻击型核潜艇技术扩散、常规潜艇AIP技术突破、新型无人潜航器研制等方面的进展情况,总结分析国外水下作战装备技术发展趋势。研究表明,国外水下作战装备领域已形成战略威慑升级、技术扩散加速、无人装备突破的三重演进格局,将对未来水下作战规则、装备体系构建和战场形态演变产生深远影响,研究成果可为我国水下作战装备技术发展提供借鉴参考。 展开更多
关键词 水下作战 无人航器 国外装备技术
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海洋环境对水下无线电能传输系统的影响机理研究进展 被引量:3
14
作者 王得安 张剑韬 +2 位作者 朱春波 别致 崔淑梅 《电工技术学报》 北大核心 2025年第3期653-675,共23页
水下无线电能传输技术因其能够以非电气接触的形式在海域中实现能源供给,为解决水下无人设备的传统拔插式充电方式所存在的安全性差、寿命低、维护困难等问题提供了一种可行途径。然而,水下无线电能传输系统因复杂的海洋环境使其相比于... 水下无线电能传输技术因其能够以非电气接触的形式在海域中实现能源供给,为解决水下无人设备的传统拔插式充电方式所存在的安全性差、寿命低、维护困难等问题提供了一种可行途径。然而,水下无线电能传输系统因复杂的海洋环境使其相比于以电动汽车为代表的陆基无线电能传输面临更多的挑战。该文首先围绕海水介质对无线电能传输系统的影响机理研究进行了详细的综述;其次,针对海洋环境和海水介质存在的附加涡流损耗、极间分布电容、深海压磁效应、海底洋流扰动等典型影响因素的研究进展进行了分析,对目前无线电能传输技术在水下无人装备应用存在的潜在问题和挑战进行说明;最后,对水下无线电能传输系统未来值得关注的研究方向进行展望。 展开更多
关键词 水下无线电能传输 海洋环境 涡流损耗 无人航器 磁耦合机构
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不同间距和航速下水下航行体近场运动UUV受力分析
15
作者 任梦晨 李永成 +2 位作者 王小庆 赵桥生 姚惠之 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第12期97-101,共5页
为探究不同侧向间距和航速下水下航行体绕流流场对UUV的流体动力干扰规律,以实尺度水下航行体和UUV模型为研究对象,通过数值求解RANS方程,基于重叠网格方法进行水下航行体近场运动UUV的非定常和定常数值模拟研究。首先,简要分析不同侧... 为探究不同侧向间距和航速下水下航行体绕流流场对UUV的流体动力干扰规律,以实尺度水下航行体和UUV模型为研究对象,通过数值求解RANS方程,基于重叠网格方法进行水下航行体近场运动UUV的非定常和定常数值模拟研究。首先,简要分析不同侧向间距和航速下UUV作匀速直线运动时轴向力、侧向力和偏航力矩系数随轴向位置的变化规律,在此基础上进一步探讨侧向间距和航速对UUV受力规律的影响并分析二者影响作用的大小。结果表明,对于轴向力,航速和侧向间距均表现出明显的影响,航速的影响作用要略大于侧向间距;而对于侧向力和偏航力矩,侧向间距的影响要远大于航速,航速的影响作用基本可以忽略。 展开更多
关键词 水下航行体 无人航器 水动力
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用于水下图像增强的多层级联融合增强网络
16
作者 王炫钧 邵菲 马彦卿 《电光与控制》 北大核心 2025年第1期68-73,共6页
为了提高水下无人潜航器决策的准确性,构建了一种用于增强水下图像的多层级联融合增强网络。首先,设计注意力引导的色彩增强模块并结合多层级联增强架构,在提取图像多尺度特征的同时,加强特征重用;其次,设计全局调整模块,将Swin Transfo... 为了提高水下无人潜航器决策的准确性,构建了一种用于增强水下图像的多层级联融合增强网络。首先,设计注意力引导的色彩增强模块并结合多层级联增强架构,在提取图像多尺度特征的同时,加强特征重用;其次,设计全局调整模块,将Swin Transformer与扩张卷积相结合,提升网络对于退化图像整体增强效果;最后,将各模块提取到的特征信息经由三重特征聚合模块进行融合增强,得到增强水下图像。为了可以更好地训练模型,构造了联合损失函数。与其他水下图像增强方法的对比实验结果表明,所提方法对于水下图像存在的色偏、模糊等问题均有着良好的增强效果,并对后续特征提取任务的完成有着较大的促进作用。 展开更多
关键词 水下无人航器 水下图像增强 多层级联增强架构 全局调整 三重特征聚合
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某小型潜航器的声散射特性研究 被引量:6
17
作者 刘博 范军 王斌 《声学技术》 CSCD 北大核心 2021年第4期458-463,共6页
运用目标回声强度预报的板块元方法,研究某小型潜航器的水下回声特性。计算并分析了入射波频率和方位对其声散射特性的影响规律;利用板块元法得到的散射特性,根据频域间接法仿真出水下声成像结果;完成外场试验,将试验结果与计算结果进... 运用目标回声强度预报的板块元方法,研究某小型潜航器的水下回声特性。计算并分析了入射波频率和方位对其声散射特性的影响规律;利用板块元法得到的散射特性,根据频域间接法仿真出水下声成像结果;完成外场试验,将试验结果与计算结果进行对比,吻合较好。研究表明潜航器中的桅杆结构对其散射有较明显影响。 展开更多
关键词 水下无人航器 回波特性 声散射 板块元
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水下无人作战系统装备现状及发展趋势 被引量:34
18
作者 李经 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第1期1-5,36,共6页
海军水下无人作战系统因其造价低廉、隐蔽性强、避免人员伤亡等诸多优点而得到大力发展,美国等国已制定各类水下无人作战系统发展规划并开发出便携型、轻型、重型和巨型等多种水下无人作战系统,并向着提高智能化、模块化和标准化程度、... 海军水下无人作战系统因其造价低廉、隐蔽性强、避免人员伤亡等诸多优点而得到大力发展,美国等国已制定各类水下无人作战系统发展规划并开发出便携型、轻型、重型和巨型等多种水下无人作战系统,并向着提高智能化、模块化和标准化程度、拓展多平台搭载使用能力等方向发展。为了应对威胁,我国也应从顶层规划水下无人作战体系发展路线,开发多样化的水下无人作战系统。 展开更多
关键词 水下无人作战系统 无人航器 协同作战
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自主式水下滑翔机集群应用及关键技术研究
19
作者 王征 屈新雨 李厚朴 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1341-1350,共10页
自主式水下滑翔机是一种可对目标海区进行长时序、大范围剖面观测与探测的新型无人水下平台。文中简述3种自主式水下滑翔机的典型应用场景,其中包括情报、监视和侦察,移动通信节点以及海洋现象观测。对国外自主式水下滑翔机集群的应用... 自主式水下滑翔机是一种可对目标海区进行长时序、大范围剖面观测与探测的新型无人水下平台。文中简述3种自主式水下滑翔机的典型应用场景,其中包括情报、监视和侦察,移动通信节点以及海洋现象观测。对国外自主式水下滑翔机集群的应用现状进行了详细介绍。对自主式水下滑翔机集群关键技术,从编队控制、路径规划、轨迹跟踪3个方面梳理了国内外技术最新研究现状。最后对自主式水下滑翔机未来发展进行了展望。 展开更多
关键词 自主式水下滑翔机 无人航器 编队控制 路径规划 轨迹跟踪 关键技术 发展现状
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UUV发射潜空导弹的问题探究
20
作者 蒋文民 冯林平 屈亮 《现代防御技术》 北大核心 2022年第3期10-16,共7页
潜艇面对空中反潜威胁时,一直处于被压制的“非对称”态势。随着空中反潜力量的日趋完善,潜艇的防空压力越来越大。立足有效反制空中反潜兵力对潜艇带来的巨大威胁,通过对潜、空兵力平台作战性能的对比分析,借鉴水下无人潜航器(underwat... 潜艇面对空中反潜威胁时,一直处于被压制的“非对称”态势。随着空中反潜力量的日趋完善,潜艇的防空压力越来越大。立足有效反制空中反潜兵力对潜艇带来的巨大威胁,通过对潜、空兵力平台作战性能的对比分析,借鉴水下无人潜航器(underwater unmanned vehicle,UUV)发射鱼雷的成熟经验,引入利用UUV发射潜空导弹的概念,分析了UUV发射潜空导弹的优势,同时对UUV发射潜空导弹的技术基础和技术难点进行了可行性分析。 展开更多
关键词 空导弹 水下无人航器 非对称 防空 协同
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