无人水下航行器发展与应用

无人水下航行器作为无人运载平台的一个重要分支,在民用领域和军用领域都发挥着极其重要的作用。首先介绍了几个发达国家UUV的发展现状及其未来发展计划,强调了UUV的应用领域,如海洋探测与开发、水雷对抗、潜艇对抗等等,在此基础上分析了UUV发展必须突破的几项关键技术,如能源问题、自主导航、协同使用等等。     

无人水下航行器能改变未来水下战争

简要介绍了美英两国的无人水下航行器的发展计划及其进展；为扩大水下航行器用途，突破鱼雷发射管的制约，美国在开发可保形配置在潜艇艇体外的水下航行器。     

挪威无人水下航行器

据挪威《水下工程》8月号报道，挪威无缆水下航行器已具备当今世界最强的深海侦察能力。该航行器的头部为水滴形，主体呈圆柱状，圆锥形尾部装有十字形舵叶和螺旋桨，直径750mm，长3．85—5m，重650kg，以锂离子电池为动力源，巡航速度3～4kn，作战航速2～6kn，续航时间取决于搭载物和航速，工作水深为3000m，可连续工作48h。     

全能的水下卫士－无人水下航行器

冷战结束后 ,无人机正成为军队越来越感兴趣的作战兵器。随着无人机在空中作用的日益体现 ,世界各国海军也逐渐认识到无人水下航行器在未来海战中也将发挥巨大作用 ,并开始研制 2 1世纪新一代无人水下航行器。无人水下航行器被称作海军的“力量倍增器” ,有着广泛而重要的军事用途。无人水下航行器可以作为潜艇自卫和进攻的手段 ,例如由潜艇鱼雷管发射的无人水下航行器可进行水下监视、探测敌水雷场、跟踪并消灭敌潜艇 ;无人水下航行器还可作为潜艇远距离航行时的通信中继站 ,提高潜艇的生存能力 ,还可以作为诱饵将敌潜艇诱至埋伏区 ,然后协…     

美国海军推进无人水下航行器的研制

前言2 1世纪的头 2 0年 ,世界海战可能会从公海转向沿海 ,为此 ,美国海军开始把目光转向潜艇在沿海的应用 ,无人水下航行器的地位也因而日见显要。无人水下航行器亦称自主水下航行器 ,其大小与鱼雷相仿 ,可从潜艇鱼雷管发射 ,从而使潜艇传感器的探测距离增大数公里。无人水下航行器上的离舰传感器可探雷 ,有些无人水下航行器还具有扫雷功能。一个无人水下航行器就是一个传感器节点 ,可提供声学参数、地震数据以及其它有用信息。美国海军水下作战中心的司令透露 ,他们正在研制的几种水下航行器可以用来观测环境或气候 ,并进行预报。目前 ,美…     

无人水下航行器发射鱼雷初始弹道分析

为分析鱼雷从无人水下航行器发射后的航行安全性,建立了鱼雷发射后的初始弹道模型并进行了仿真,分析了鱼雷发射参数对初始弹道的影响,确定无人水下航行器发射某型鱼雷的合理参数,并进一步分析了初始弹道中鱼雷的航行姿态以确保结论的正确性.仿真结果表明在合理设置发射参数的前提下,鱼雷从无人航行器发射后初始弹道符合战场环境的要求,无人水下航行器发射鱼雷是完全可行的.     

长波通信在无人水下航行器上的应用

针对目前无人水下航行器(UUV)通信时容易暴露自身目标的问题,提出了采用长波通信技术作为UUV的辅助通信手段。分析了将长波通信技术应用于UUV时的通信方式,研究了适合安装在UUV上的长波接收天线。     

小型多用途自主式无人水下航行器MT-2010

为了完成小区域宽频带侦察任务,小型多用途航行器MT-2010应运而生。本文介绍了MT-2010的应用领域、功能特征、配套设备以及试验结果,试验结果证明MT-2010是一种技术先进、功能可靠的航行器。     

基于BTT控制的无人水下航行器动力学模型

针对传统采用侧滑转弯（STT）控制技术的无人水下航行器（uuv）快速机动时由于侧滑产生较大诱导力矩及其自动驾驶仪三通道间产生较强的耦合而降低其控制系统稳定性的问题,提出了采用倾斜转弯（BTT）控制技术的改进方法。根据UUV的航行动力学模型与倾斜转弯控制的特点,对UUV空间动力学方程进行了必要的简化,得到了基于BTT控制技术的UUV动力学模型,并从自动驾驶仪设计的简便性出发,提出了利用其法向过载作为状态变量的全状态可测量数学模型,为进一步设计基于BTT控制技术的UUV控制系统提供参考。     

无人水下航行器——21世纪潜艇的耳目

论述了无人水下航行器研制中的基本问题是软件、导航及续航力的可靠性,阐释其基本设计原理,以多型号无人水下航行器为例介绍各自战技性能及用途等情况。     

水下驻留无人水下航行器驻留过程建模与仿真

针对水下驻留无人水下航行器（UUV）的运动特点,建立了大攻角下UUV运动仿真的六自由度数学模型,提出了一种驻留UUV辅助推进器的控制方法,并对UUV驻留过程中的下潜运动进行了仿真研究。具体分析了UUV下潜驻留运动中攻角、侧滑角、速度、俯仰角等参数的变化规律。仿真结果表明：航行器的轴向速度在阻力作用下逐步减小,趋近于0;在辅助推进器的作用下,UUV下潜速度被限定在安全范围内,导致UUV攻角逐步增大,直至接近90°;在前后2个辅助推进器的作用下,航行器的信仰角始终被控制在合理范围内,从而确保UUV具有良好的着陆姿态。     

无人水下航行器外挂鱼雷稳定性判断

为分析外挂鱼雷武器后无人水下航行器的稳定性,首先确定了鱼雷的外挂位置,建立了无人水下航行器外挂鱼雷的运动模型,并将模型简化为纵向运动和横向-横滚运动.在详细分析了鱼雷对无人水下航行器作用力的基础上,建立了扰动方程并进行了拉氏变化,根据稳定性判据获得了无人水下航行器外挂鱼雷稳定性判断的条件.     

对抗艺术:让人离开雷区

随着水雷技术的进步,各国海军正在对其传统的反水雷舰艇进行现代化改装,研制无人水面和水下航行器,开发模块化使命组件,以使反水雷作战更安全和快速。     

水下无人航行器编队识别目标的一种融合方法

本文提出了一种基于分布式信息一致性理论的水下无人航行器编队目标识别的新的融合方法,目的是得到编队对目标身份的一致判断.文中建立了水下无人航行器编队的网络模型,设计了可实现编队对目标身份一致判断的算法,证明了该算法达到一致性的条件,最后通过实例仿真验证了该算法的有效性.     

潜艇与智能无人水下航行器协同系统控制体系及决策研究

无人作战是未来战争发展的必然趋势,然而,当下无人水下航行器（UUV）的智能水平有限,造成UUV编队在水下网络中心战（UWNCW）中的应用具有局限性。针对以上问题,将人的智能引入智能UUV编队,形成一种潜艇与智能UUV结合的协同系统,分析了系统的优点及复杂性,并对系统的控制体系结构及决策问题等关键技术进行了研究。对系统在突发威胁情况下的航迹规划过程进行了仿真,仿真结果表明潜艇与智能UUV协同系统能够有效地实现避障并能躲避突发威胁,提升了整个系统的应急能力。     

无人水下航行器外挂鱼雷武器运动矢量建模与仿真

为建立外挂鱼雷武器的无人水下航行器(UUV)的空间运动矢量模型,本文首先根据稳性计算和流体动力仿真计算,确定外挂鱼雷的最佳位置。接着基于经典的动量和动量矩定理,推导外挂鱼雷武器的UUV运动矢量模型,同时重点分析了作用在无人航行器上的流体动力和力矩,以及鱼雷对无人航行器的反作用力和力矩。并在建立的外挂鱼雷武器的UUV六自由度空间运动模型的基础上进行了仿真计算,并对仿真结果进行了分析。     

自主水下航行器主从式编队控制

多自主水下航行器的协作已经成为当前的研究热点，编队控制是协作问题中的典型问题，也是其他协作问题的基础。该文建立了自主水下航行器主从式编队控制的数学模型，利用反馈线性化理论将模型简化为1阶动态系统，设计了编队控制律，从理论上证明了所设计控制律的稳定性以及内动态系统的稳定性。在此基础上，比较了2种不同拓扑方式下主从式编队控制下的编队误差。仿真结果表明了该编队控制算法的有效性，并且并联式主从编队下编队控制的误差要小于串联式主从编队。     

无人水下航行器海底停驻流体动力特性分析

为了研究无人水下航行器(UUV)在海底停驻时水流侧向流过时的受力特性以及垂推对其的影响,采用计算流体力学（CFD）方法,用ANSYS ICEM对海底定点停驻UUV有、无垂推两种模型在距离海底不同距离以及海底不同倾角时的状况进行结构化网格划分,并利用CFX对其在不同水流速度下的流场进行了数值模拟,得到了其侧向力、升力随水流速度、距海底距离及海底倾角的变化曲线,并对计算结果进行了分析。最后,根据有、无垂推两种模型的受力仿真结果,分析了垂推对海底定点停驻UUV流体动力特性的影响。分析结果表明：侧向力受近壁面影响较小,而升力受其影响很大;侧向力和升力均随着水流速度的增大而迅速增大;侧向力随着海底倾角绝对值的增大总体呈减小的趋势,其升力则随着倾角的增大迅速增大;UUV有垂推时所受侧向力比无垂推时要大5%~15%,而升力则大数倍。     

自主式水下航行器载荷水下浮力解脱分离方法

携带正浮力载荷的自主式水下航行器( AUV)是由正浮力载荷和运载体组成的一个多体系统,在载荷释放时必须保证载荷不能与运载体发生碰撞。在研究AUV载荷分离运动数学模型的基础上,结合工程实际,提出载荷浮力解脱分离方法。仿真结果验证了在该浮力解脱分离方法下,载荷可以安全分离,且分离运动简单。该方法在工程上比较容易实现,具有工程参考价值。