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跨介质水空无人航行器关键技术研究综述 被引量:1
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作者 李汶烨 张华 +1 位作者 缪泉明 吴加虎 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第10期1-7,共7页
水下无人航行器、水面无人船艇等成为海洋探测和开发的主要装备之一,但它们都存在各自的优势和不足。随着科技的发展,具有独特优势的水空两栖无人航行器将成为海洋领域不可或缺的重要装备之一。本文通过分别研究飞行器、水下航行器在外... 水下无人航行器、水面无人船艇等成为海洋探测和开发的主要装备之一,但它们都存在各自的优势和不足。随着科技的发展,具有独特优势的水空两栖无人航行器将成为海洋领域不可或缺的重要装备之一。本文通过分别研究飞行器、水下航行器在外形设计、材料以及动力推进方面的现状,总结各自的优势与不足,为跨介质航行器动力的发展研究提供了基础,并且针对跨介质水空无人航行器研制过程中的变体技术,介质跨越过程以及动力推进系统等关键技术进行论述,可为水空无人航行器研制提供参考。 展开更多
关键词 跨介质水空无人航行器 变体技术 介质 动力推进
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一种跨介质航行器的外形设计及动力特性分析
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作者 李汶烨 张华 +1 位作者 缪泉明 吴加虎 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第6期82-87,共6页
随着我国海洋强国战略的推进,无人航行器也在不断更新换代,对海洋资源开发的影响日益重要。面对多数水况复杂的水域,单一的水下航行器可能会出现损坏或无法完成探测任务的情况,本文从总体布局与结构设计方面出发,设计了一款跨介质水空... 随着我国海洋强国战略的推进,无人航行器也在不断更新换代,对海洋资源开发的影响日益重要。面对多数水况复杂的水域,单一的水下航行器可能会出现损坏或无法完成探测任务的情况,本文从总体布局与结构设计方面出发,设计了一款跨介质水空两栖无人航行器,能够通过折叠变体机构自主适应不同介质环境。最后通过STAR-CCM+软件对航行器的水动、气动特性进行数值模拟。结果表明,航行器满足空中、水下不同的升阻力要求,可以在不同介质环境下保持最优性能。 展开更多
关键词 介质无人航行 结构设计 总体布局 变体技术 数值模拟
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水空跨介质航行器发展需求及其关键技术 被引量:30
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作者 冯金富 胡俊华 齐铎 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2019年第3期8-13,共6页
针对未来军事竞争与对抗呈现多介质空间的体系对抗,而现有航行器平台仍大多局限于单一介质空间运行环境的现状,突破传统航行器定式,提出具有多介质航行能力的水空跨介质航行器概念,介绍了研究背景和发展此类航行器的必要性,分析了规划... 针对未来军事竞争与对抗呈现多介质空间的体系对抗,而现有航行器平台仍大多局限于单一介质空间运行环境的现状,突破传统航行器定式,提出具有多介质航行能力的水空跨介质航行器概念,介绍了研究背景和发展此类航行器的必要性,分析了规划和发展过程中的关键技术,并对今后的发展思路进行了展望。 展开更多
关键词 介质 航行 变体技术
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仿翠鸟水空跨介质航行器设计与入水分析 被引量:15
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作者 云忠 温猛 +1 位作者 罗自荣 陈龙 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期407-415,共9页
为了满足水空跨介质航行器的推进需求,精简其动力系统,仿翠鸟设计由单一动力源驱动的水空跨介质航行器.通过计算流体力学(CFD)软件仿真分析入水高度、入水角度和航行器密度等关键影响因素对航行器入水速度、深度和冲击加速度等动力学性... 为了满足水空跨介质航行器的推进需求,精简其动力系统,仿翠鸟设计由单一动力源驱动的水空跨介质航行器.通过计算流体力学(CFD)软件仿真分析入水高度、入水角度和航行器密度等关键影响因素对航行器入水速度、深度和冲击加速度等动力学性能的影响,并与自然界翠鸟的入水性能进行对比.结果表明:在入水角度一定时,增加入水高度将导致航行器所受的冲击加速度增量与入水深度增量的比值增大,从而提高相同条件下对结构强度的要求;在一定范围内航行器密度的增加有利于降低对结构强度的要求;当入水角度约为45°~60°时,所需结构强度最低.在入水深度满足要求的情况下,应适当增大航行器的密度、减小入水高度,且航行器的最佳入水角度为45°~60°. 展开更多
关键词 仿生翠鸟 介质航行 动力系统 性能 数值仿真
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水空跨介质航行器斜出水过程数值仿真 被引量:7
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作者 谭骏怡 胡俊华 +2 位作者 陈国明 杨健 葛阳 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第6期104-121,共18页
[目的]水空跨介质航行器(TMAUV)的斜出水过程是一个强非线性、非定常、流场变化剧烈的过程。基于一种可变体的TMAUV的水下构型,利用CFD流体仿真软件,对该构型在典型工况下的出水过程进行数值仿真。[方法]分析航行器在此过程中不同阶段... [目的]水空跨介质航行器(TMAUV)的斜出水过程是一个强非线性、非定常、流场变化剧烈的过程。基于一种可变体的TMAUV的水下构型,利用CFD流体仿真软件,对该构型在典型工况下的出水过程进行数值仿真。[方法]分析航行器在此过程中不同阶段的流场变化特性及其载荷的分布,比较航行器以不同的俯仰角和攻角出水时,在2个典型位置的流体速度场分布和航行器所受流体作用力的特性。[结果]结果表明,航行器倾斜跨越水空界面时两侧的流场和载荷会出现不对称的剧烈变化,俯仰角越大,在水下部分流场受动范围越小,跨越出水部分受影响越大;与零攻角出水相比,航行器带攻角倾斜出水会导致表面所受流体作用力出现高频率、大幅度的反向震荡,影响出水的稳定性。[结论]研究结果可为研究潜射导弹出水、船舶航行、潜艇跨介质等问题提供研究思路和理论参考。 展开更多
关键词 介质航行 斜出过程 流体仿真 流场分布 载荷特性
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仿生水-空跨介质航行器控制系统研究 被引量:2
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作者 李宏源 邹勇 +2 位作者 邹宇城 吕鹏宇 段慧玲 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第20期79-82,共4页
随着海洋技术与装备的快速发展,对海上无人装备的作战能力提出更高要求。为了有效提高无人系统的跨域作战能力,亟需突破多模态跨域控制技术,实现多系统间的协同配合。基于上述背景,本文首先对国内外跨介质航行器的跨域控制技术进行梳理... 随着海洋技术与装备的快速发展,对海上无人装备的作战能力提出更高要求。为了有效提高无人系统的跨域作战能力,亟需突破多模态跨域控制技术,实现多系统间的协同配合。基于上述背景,本文首先对国内外跨介质航行器的跨域控制技术进行梳理,并提出适用于仿生水-空跨介质航行器的两栖多模态切换控制技术和复杂海洋环境下的自抗扰控制技术。研究表明,该技术能够有效提升航行器跨域控制的鲁棒性与自抗扰能力。其次,初步设计与跨域控制技术相匹配的仿生水-空跨介质航行器软硬件系统,并论证航行器跨域控制系统的可行性。最后,对本文提出的控制技术进行总结分析,为新型水-空跨介质航行器的跨域控制技术研究提供新的思路。 展开更多
关键词 仿生-介质航行 两栖多模态域运动控制 自抗扰控制 软硬件系统
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潜空两栖航行器的综述与分析 被引量:12
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作者 刘相知 崔维成 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第S02期1-14,共14页
潜空两栖航行器是一种既可以在水下潜行又可以在空中飞行的航行器,由于其在军事和民用领域的潜在广泛应用前景而成为当今研究的热点。为了更好地理解这种潜空跨介质航行器的设计要求,介绍飞行器、水面船舶和潜水器等航行器在不同介质中... 潜空两栖航行器是一种既可以在水下潜行又可以在空中飞行的航行器,由于其在军事和民用领域的潜在广泛应用前景而成为当今研究的热点。为了更好地理解这种潜空跨介质航行器的设计要求,介绍飞行器、水面船舶和潜水器等航行器在不同介质中的特性,对这三者进行简要的对比分析,并总结潜空跨介质航行器可能的特性。根据总体结构,现有的潜空两栖航行器被分为3类:固定翼航行器、旋翼航行器和仿生航行器,简要介绍每种类别的典型样机。最后,讨论潜空两栖航行器的关键技术和挑战。 展开更多
关键词 两栖航行 介质运动 无人飞行 综述
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空水共用涡轮机气动设计与数值仿真 被引量:2
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作者 王瀚伟 罗凯 +1 位作者 黄闯 秦侃 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3151-3161,共11页
跨介质航行器是一种具备远程快速打击、重复出入水以及高效突防能力的新概念航行器,而其中涡轮发动机在跨介质航行器不同航行阶段的工作参数差别很大。为解决水下、空中及起飞工况下的空水共用涡轮机的气动设计,结合损失模型的方法提出... 跨介质航行器是一种具备远程快速打击、重复出入水以及高效突防能力的新概念航行器,而其中涡轮发动机在跨介质航行器不同航行阶段的工作参数差别很大。为解决水下、空中及起飞工况下的空水共用涡轮机的气动设计,结合损失模型的方法提出一种空水共用涡轮机设计方法,通过数值仿真方法验证气动设计方法的合理性以及起飞工况的可行性。研究结果表明:在不同工况下,数值仿真结果与一维气动设计结果的相对误差均在2%以内;使用数值损失分解方法进一步分析了涡轮机的各部分损失,发现叶型损失为空水共用涡轮机的主要损失;水下工况时流场内存在激波和分离涡,部分进气度很小,损失较大;空中工况则流动更为均匀,损失较小;起飞工况时涡轮机工作在非设计点,此时主要依靠水下喷管做功,空中喷管则会产生负功率。该方法可为空水共用涡轮机的优化设计和试验提供参考。 展开更多
关键词 共用涡轮机 界质航行 部分进气 设计方法 损失分解
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涵道推进器近水面垂推工况推力损失机理研究 被引量:1
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作者 赵一峰 胡志强 +1 位作者 杨翊 耿令波 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第20期67-73,共7页
针对水空跨域航行器在水面垂直起飞时出现的推力损失问题,开展实验测试航行器150 mm直径涵道推进器在距离水面0.1~0.5 m高度垂直推进状态下的推力特性。为分析涵道推进器的近水面推力损失机理,采用多相流计算流体动力学(CFD)仿真对涵道... 针对水空跨域航行器在水面垂直起飞时出现的推力损失问题,开展实验测试航行器150 mm直径涵道推进器在距离水面0.1~0.5 m高度垂直推进状态下的推力特性。为分析涵道推进器的近水面推力损失机理,采用多相流计算流体动力学(CFD)仿真对涵道推进器近水面垂直推进工况下的流场进行模拟。仿真发现,推进器尾流冲击水面形成的气水混合物被推进器吸入,使推进器周围空气流动进入不稳定的涡环状态。推进器近水面运转时与空气中同转速下相比产生了推力损失,随着近水面高度的增大,反弹气流的影响减弱,推力损失逐渐减小。 展开更多
关键词 航行 涵道推进 推力特性 流体仿真
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基于MPSO算法的空舰导弹航路规划 被引量:2
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作者 刘凡 黄峰 +1 位作者 程相东 张筱 《电光与控制》 北大核心 2015年第12期54-58,共5页
为保证空舰导弹的最佳攻击效果,借鉴水空介质航行器的相关研究思路,提出一种将导弹末端突防航路扩展至水下的攻击模式,并对其全局航路规划进行了研究。首先对目标舰艇对空及对海的综合防御能力进行了分析与建模,为保证规划算法效率,利... 为保证空舰导弹的最佳攻击效果,借鉴水空介质航行器的相关研究思路,提出一种将导弹末端突防航路扩展至水下的攻击模式,并对其全局航路规划进行了研究。首先对目标舰艇对空及对海的综合防御能力进行了分析与建模,为保证规划算法效率,利用多种群粒子群优化(MPSO)算法进行寻优搜索,设计了相应的适应度函数和进化策略,最后给出仿真算例。仿真结果表明,该方法可以实现不同介质空间武器全局航路规划。 展开更多
关键词 舰导弹 航路规划 MPSO算法 介质航行
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