高速水下航行器低比转速轴流推进泵设计方法

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作者 张子若 罗凯 秦侃 《水下无人系统学报》 2024年第1期130-138,共9页

对于水下航行器轴流泵喷水推进系统,现有升力法设计的高比转速轴流泵无法满足在浅水高速工况下正常工作的需求,为解决这一问题,提出一种针对低比转速轴流泵的设计方法。考虑所选NACA66_(a=0.8)翼型的叶栅特性,通过改变攻角和升力系数等... 对于水下航行器轴流泵喷水推进系统,现有升力法设计的高比转速轴流泵无法满足在浅水高速工况下正常工作的需求,为解决这一问题,提出一种针对低比转速轴流泵的设计方法。考虑所选NACA66_(a=0.8)翼型的叶栅特性,通过改变攻角和升力系数等参数的设计关系,建立适用于高航速工况的轴流泵模型,并运用SST k-ω湍流模型和多重参考系模型对设计泵的流场运动情况进行仿真。结果表明:设计工况下,设计泵的扬程和水力效率与设计值误差均控制在8%以内,同时测试了设计泵在不同水深下的抗空化性能,进一步探索设计泵工作的最小航深。 展开更多

关键词 高速水下航行器 轴流泵 浅水 喷水推进

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超高速水下航行器纵平面运动特性分析 被引量：16

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作者 罗凯 党建军 +1 位作者 王育才 张宇文 《鱼雷技术》 2007年第5期37-40,共4页

超高速水下航行器运行于巡航阶段时,由于大部分表面被超空泡所包覆,其运动模式完全不同于常规的全沾湿水下航行器,表现出独有的运动特性。为了对超高速水下航行器实施深度和姿态控制,研究其纵平面运动特性是必要的。该文从超高速水下航... 超高速水下航行器运行于巡航阶段时,由于大部分表面被超空泡所包覆,其运动模式完全不同于常规的全沾湿水下航行器,表现出独有的运动特性。为了对超高速水下航行器实施深度和姿态控制,研究其纵平面运动特性是必要的。该文从超高速水下航行器流体动力产生的机理出发,分析了其力学特性,建立了航行器纵平面运动方程,分析了其欠阻尼运动特性,指出了运动控制中攻角不得超限的关键问题,给出了控制作用不能太强的建议,以上分析结论可为超高速水下航行器控制系统设计提供参考。 展开更多

关键词 超高速水下航行器 纵平面 运动特性

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超高速水下航行器定深控制 被引量：3

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作者 罗凯 党建军 +1 位作者 王育才 张宇文 《鱼雷技术》 2008年第1期25-28,共4页

超高速水下航行器巡航阶段的核心问题是定深控制问题,超高速水下航行器运行于巡航阶段时具有独特的运动特性。针对超高速水下航行器巡航阶段的运动特性及其具体运动条件下的特点,提出了使用极限操舵方式对超高速水下航行器实施直接深度... 超高速水下航行器巡航阶段的核心问题是定深控制问题,超高速水下航行器运行于巡航阶段时具有独特的运动特性。针对超高速水下航行器巡航阶段的运动特性及其具体运动条件下的特点,提出了使用极限操舵方式对超高速水下航行器实施直接深度控制以及通过姿态控制从而间接控制深度的2种深度控制方法,同时还对深度反馈信号的获取进行了讨论。本文提出的控制方法简单易实现,鲁棒性好,数字仿真证明了其有效性。 展开更多

关键词 超高速水下航行器 纵平面 深度控制 姿态控制 极限操舵

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超高速水下航行器纵向运动稳定性分析 被引量：1

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作者 邹启明 王改娣 《鱼雷技术》 2013年第6期406-409,共4页

为了进一步研究超高速航行器空化减阻问题,建立了空化状态下超高速水下航行器纵向运动数学模型,对该航行器在巡航段平衡状态下受扰动时的攻角和俯仰角速度的阶跃响应进行了分析,并通过根轨迹法分析了运动的稳定性。分析结果表明,通过给... 为了进一步研究超高速航行器空化减阻问题,建立了空化状态下超高速水下航行器纵向运动数学模型,对该航行器在巡航段平衡状态下受扰动时的攻角和俯仰角速度的阶跃响应进行了分析,并通过根轨迹法分析了运动的稳定性。分析结果表明,通过给定平衡攻角和平衡舵角,航行器能够呈现一定的静稳定性,该特性有利于以直航弹道为主的超高速水下航行器保持超空泡稳定。 展开更多

关键词 超高速水下航行器 纵向运动 阶跃响应 根轨迹法 稳定性

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超高速水下航行器控制方法研究热点综述 被引量：2

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作者 刘伟 范辉 +1 位作者 吕建国 杨贺然 《水下无人系统学报》 北大核心 2019年第4期369-378,共10页

超高速水下航行器借助超空泡减阻技术可以达到常规全沾湿航行器难以企及的200 kn以上的高航速,对这类航行器的研究近年来呈现出由机理阐释向应用研究发展的主导趋势。在此趋势下,针对超高速航行器控制方法的研究日益成为该领域的热点。... 超高速水下航行器借助超空泡减阻技术可以达到常规全沾湿航行器难以企及的200 kn以上的高航速,对这类航行器的研究近年来呈现出由机理阐释向应用研究发展的主导趋势。在此趋势下,针对超高速航行器控制方法的研究日益成为该领域的热点。文中首先给出了超高速水下航行器的概念,继而综述了国内外最新研究进展,随后提出并分析了若干热点研究问题,包括对被广泛引用的Dzielski模型的讨论,以及非线性滑行力、系统不确定性等动力学特性的研究热点,和线型控制、反馈线性化、变结构控制、模糊控制等热点控制方法的优劣对比等,最后对研究现状进行了总结,展望了未来的发展方向,提出对被控对象描述范围的拓展将是超高速水下航行器控制领域未来发展的主要驱动力,同时智能控制也将成为超高速水下航行器控制方法的重要研究方向之一。 展开更多

关键词 超高速水下航行器 控制方法 研究热点 数学模型

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X形全动舵十字形鳍布局高速水下航行器设计参数对操纵性影响分析 被引量：1

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作者 张锐 《水下无人系统学报》 2023年第5期750-759,共10页

针对X形全动舵十字形鳍布局的高速水下航行器外形结构,采用部件叠加原理建立了航行器流体动力系数与各部分尺寸之间的函数模型,建立了航行器流体动力、操纵稳定性和机动性与流体动力系数的关系。在给定各部件尺寸范围的前提下,通过优化... 针对X形全动舵十字形鳍布局的高速水下航行器外形结构,采用部件叠加原理建立了航行器流体动力系数与各部分尺寸之间的函数模型,建立了航行器流体动力、操纵稳定性和机动性与流体动力系数的关系。在给定各部件尺寸范围的前提下,通过优化超立方拉丁抽样得到设计变量的样本区间,采用试验设计思想分析了设计参数对航行器机动性能的影响程度,以及操纵性能对设计参数变化的灵敏度。结果表明,当设计参数在约束范围变化时,X形全动舵十字形鳍布局的高速水下航行器纵平面稳定度G_y和侧平面的动稳定度G_z均在0.4以上,具有良好的机动能力;航行器的负浮力大小与重心和浮心相对位置对航行器的G_y、G_z影响比较明显且呈现负效应;全动舵的舵截面弦长和展长对航行器机动性能影响最大,且全动舵宜设计为大展弦比舵并尽量安装在靠近尾部的位置。 展开更多

关键词 高速水下航行器 机动性 灵敏度 X形全动舵 十字形鳍

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一种基于深度学习水下高速航行器的目标识别方法研究

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作者 吴亚军 刘礼文 《指挥控制与仿真》 2025年第2期75-82,共8页

水下高速航行器作为海洋中唯一可高速航行的精确导引装备,其目标识别性能决定着任务最终完成效果。由于复杂的海洋坏境和不断升级的新型对抗器材,水下高速航行器目前面临着识别能力不足问题,急需寻找一种新型特征提取目标识别途径。本... 水下高速航行器作为海洋中唯一可高速航行的精确导引装备,其目标识别性能决定着任务最终完成效果。由于复杂的海洋坏境和不断升级的新型对抗器材,水下高速航行器目前面临着识别能力不足问题,急需寻找一种新型特征提取目标识别途径。本文基于深度卷积网络良好的特征挖掘能力,结合回波信号的特点,提出了一种深度学习水下目标识别模型,并利用试验场采集的数据进行了模型验证实验。同时,针对训练数据不足问题,建立了生成对抗网络进行数据集扩充,实验结果表明,本文提出的深度学习模型可有效地对水下目标进行识别,并且生成对抗网络的数据集扩充提高了模型识别准确率,为水下高速航行器智能化发展提供了新的思路。 展开更多

关键词 水下高速航行器 目标识别 深度学习 生成对抗网络

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基于声对接耦合的水下高速航行器全弹道仿真测试方法 被引量：1

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作者 张俊 蒋继军 +2 位作者 康文钰 徐园园 王明洲 《水下无人系统学报》 北大核心 2019年第3期327-332,共6页

针对水下高速航行器的设计、陆上总体性能评估、实航试验方案论证等方面需建立相应的陆上半实物仿真环境以验证其作战效能的迫切需求,设计了一种基于声对接耦合的水下高速航行器陆上全弹道仿真测试系统,给出了仿真测试系统的构成方法和... 针对水下高速航行器的设计、陆上总体性能评估、实航试验方案论证等方面需建立相应的陆上半实物仿真环境以验证其作战效能的迫切需求,设计了一种基于声对接耦合的水下高速航行器陆上全弹道仿真测试系统,给出了仿真测试系统的构成方法和工作原理,讨论了包括对接换能器、对接基阵、声匹配材料、通道隔离度控制等关键技术,通过基阵测试验证了声对接耦合方法的正确性和可行性,实现了实验室条件下水下高速航行器全系统全弹道测试。最后通过全弹道仿真实例,验证了基于声对接耦合的全弹道仿真测试方法在水下高速航行器全系统性能评估和弹道测试上的有效性。 展开更多

关键词 水下高速航行器 声对接耦合 全弹道 仿真测试

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水下惯性/重力匹配自主导航综述 被引量：24

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作者 付梦印 刘飞 +2 位作者 袁书明 欧阳永忠 王博 《水下无人系统学报》 2017年第2期31-43,共13页

水下自主导航是实现我国海洋战略的关键技术,水下惯性/重力匹配导航技术因其高精度、长航时和隐蔽性等特点,已成为水下自主导航的重要手段。文中论述了水下惯性/重力匹配导航技术的重要性;详细介绍了惯性/重力匹配导航的关键技术点及发... 水下自主导航是实现我国海洋战略的关键技术,水下惯性/重力匹配导航技术因其高精度、长航时和隐蔽性等特点,已成为水下自主导航的重要手段。文中论述了水下惯性/重力匹配导航技术的重要性;详细介绍了惯性/重力匹配导航的关键技术点及发展现状,包括旋转调制惯性导航系统、重力图构建、重力实时测量、重力补偿、重力匹配和综合校正;指出了该领域的研究重点和方向,并针对水下高速航行器导航关键技术提出了解决思路。文中的研究可为水下高精度自主导航研究提供参考。 展开更多

关键词 惯性/重力匹配 自主导航 旋转调制惯导系统 重力匹配算法 水下高速航行器

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基于生成对抗网络的水下样本生成方法

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作者 冷继华 李永胜 +1 位作者 吕林夏 刘礼文 《水下无人系统学报》 2021年第1期74-79,共6页

神经网络技术已成为水下高速航行器目标检测的应用趋势,该技术需要大量的训练样本以保证训练结果的准确性。生成对抗网络(GAN)作为解决训练样本稀少问题的重要方法,被广泛应用在各个领域。文中针对水下样本特点对经典GAN模型进行改进,... 神经网络技术已成为水下高速航行器目标检测的应用趋势,该技术需要大量的训练样本以保证训练结果的准确性。生成对抗网络(GAN)作为解决训练样本稀少问题的重要方法,被广泛应用在各个领域。文中针对水下样本特点对经典GAN模型进行改进,提出一种基于GAN的水下样本生成方法,以达到扩增训练样本的目的。首先构建适用于水下样本的GAN模型,然后以实航试验数据训练模型并优化参数,最后用该模型进行样本生成仿真并验证生成结果的有效性。仿真结果表明,生成样本与试验样本吻合较好,可实现试验样本的数据增强。该方法将有助于解决水下数据样本稀少问题,为进一步应用神经网络提高水下高速航行器目标检测的效率和准确率提供参考。 展开更多

关键词 水下高速航行器 生成对抗网络 数据增强 水下样本 目标检测

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双自由度舵机传动机构运动学仿真 被引量：1

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作者 王中 张雄科 +3 位作者 范辉 杨贺然 王俊昌 汤伟江 《水下无人系统学报》 2021年第1期124-128,共5页

超高速水下航行器在航行过程中工况复杂,速度跨度大,舵效变化大,常规舵机无法满足操舵要求,而双自由度舵机可以改善操舵性能。文章以该舵机的传动机构作为研究对象,利用UG软件建立三维实体模型,并将其导入到ADAMS软件建立基于多体接触... 超高速水下航行器在航行过程中工况复杂,速度跨度大,舵效变化大,常规舵机无法满足操舵要求,而双自由度舵机可以改善操舵性能。文章以该舵机的传动机构作为研究对象,利用UG软件建立三维实体模型,并将其导入到ADAMS软件建立基于多体接触理论的机械仿真模型,仿真得到各级齿轮转速与啮合力。仿真结果表明转速相对误差小于1%,啮合力相对误差小于6%,验证了仿真模型的正确性。仿真结果可为传动机构的优化设计提供参考。 展开更多

关键词 超高速水下航行器 双自由度舵机 运动学仿真

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