水下航行体动态特性研究

从理论上分析了水下航行动态特性的频响函数合成方法,并基于LMS动态测试与分析系统,对某导弹模型进行了模拟试验,得到了空气和水两种介绍环境下导弹模型结构的模态特性,试验结果反映了附加质量对结构动态特性的影响关系,验证了综合分析方法的正确性。     

水下航行体的发射与导经

本专利内容为命中舰艇等移动目标的发射及其发射后的导引方式，其导引方式为线导。     

水下自主航行体电子系统抗干扰设计技术

水下自主航行体电子系统主要由目标探测与姿态控制分系统组成,而干扰的存在严重影响目标探测及姿态控制分系统的正常工作。通过对干扰来源进行分析,提出了抑制干扰源的措施,并在具体设计中进行了应用。验证结果表明,采用了抗干扰措施后,系统的抗干扰能力得到明显提高。     

航行体排气水下发射流体动力数值仿真研究

针对航行体排气水下发射流体动力问题,采用VOF（Volume of Fluid）多相流模型、标准湍流模型,结合动网格技术,进行发射过程流场数值仿真,获得了航行体表面压力分布及气泡的发展过程,计算结果与试验结果吻合较好;利用形成的数值方法,研究了发射深度、出筒速度对排气气泡发展过程的影响,获得了对工程设计具有参考价值的结论。     

基于航行时间的水下航行体可靠度评定方法

针对现有水下航行体实航工作可靠度评定方法的局限性,根据实航试验所获取航行时间、成败试验结果的数据特点,将指数分布与二项分布结合起来,建立了水下航行体实航工作可靠度的等效评定方法,解决了现阶段水下航行体实航工作可靠度评定方法中缺失规定时间的问题,拓展了试验数据的利用效率,可客观评价水下航行体的实航工作可靠度,评定结果更接近实际。     

基于ANSYS Workbench的水下航行体壳体结构优化

壳体结构的质量大小直接影响水下航行体的整体性能,传统的优化方法工作量大,计算也较复杂。本文运用有限元软件ANSYS Workbench中的Design Exploration模块对壳体壁厚、环形肋的截面宽度和高度、环肋间距进行优化,在保证壳体满足强度和稳定性要求的情况下,将壳体的质量最小化。通过此方法对水下航行体壳体结构进行优化,得到最优化的壳体结构质量,对水下航行体的整体设计具有一定的指导意义。     

水下航行体燃气涡轮机工作特性数值研究

基于求解雷诺平均的NAVIER-STOKES方程组,对水下航行体涡轮机的工作特性进行了数值计算,研究了水下航行体涡轮机气动性能的主要参数（涡轮功量、流量和效率）与状态参数（转速、膨胀比）之间的关系,分析了涡轮机通流部分各种损失的变化规律,为部分进气燃气涡轮机设计及工程应用提供参考。研究表明,涡轮机喷管流动状态不受其后叶轮的影响,只与涡轮机膨胀比有关;存在一个临界膨胀比值,涡轮机膨胀比大于此值时,喷管速度系数和总压恢复系数随膨胀比变化比较平缓,而小于时,喷管速度系数和总压恢复系数随膨胀比减小而急剧减小;存在一个临界膨胀比,使得涡轮机效率最大;膨胀比大于此值时,涡轮机效率随膨胀比减小而减小;小于此值后,涡轮机效率随膨胀比减小而急剧降低;同一膨胀比下,涡轮机转速减小,涡轮机效率降低。     

水下航行体流体阻尼力系数的CFD计算研究

水下航行体流体阻尼力关系到弹道的稳定性和操纵性,当航行体以较大角速度机动时阻尼力更是不可忽略,因此准确预示航行体流体阻尼力具有重要意义.以计算流体动力学(Computational Fluid Dynamic,CFD)方法为基础,结合动网格和动坐标系技术,进行基于雷诺平均 N-S 方程的阻尼力计算方法研究,发展针对水下航行体附加力系数和俯仰阻尼力矩系数的数值计算方法,通过与试验数据对比表明,该方法具有较好精度,在此基础上分析了空化现象对流体阻尼力系数的影响.     

概率圆方法在水下航行器制导精度鉴定中的应用

随着我国远航程、高精度自主水下航行器（AUV）的发展，迫切需要一种实用、有效的制导精度鉴定方法，尤其是在小子样条件下。本文提出将导弹落点精度鉴定中的圆概率方法用于AUV制导精度鉴定中。该方法根据批次试验中，落入对应一定概率的概率圆中的次数做出该批次产品是否满足制导精度的判断，并给出使用方和研制方的风险分析。最后以仿真实例说明了该方法的有效性。作为一种简单有效的鉴定方法，概率圆法有着很好的工程应用价值。     

基于灰度累积的遥感图像舰船尾迹检测

基于灰度累积的遥感图像舰船尾迹检测,先用双参数CFAR检测舰船目标,再在其周围运用直接灰度累积法进行航迹检测.其步骤包括双参数CFAR检测、统计舰船重心、尾迹检测预处理及设定阈值曲线.最后运用多项式拟合方法对灰度累积曲线进行分析,结果表明该方法可行.     

面向海底光学探测使命的自治水下机器人水平路径跟随控制

针对利用光学探测设备对海底目标探测与搜索的使命,自治水下机器人（AUV）需具备更精确的航行控制性能,为此提出一种不依赖模型的改进型PID控制算法,通过对增设的左右水平推进器进行控制,以实现AUV低速时水平面的精确航行。将整个控制器分为两层：内层为偏航距离PID控制器,将输出量转化为所需偏转角;外层为航向PID控制器,将内层计算结果转化为航向偏差,对其进行PID计算,输出为偏转所需推力和推力矩值。通过对设定探测路线进行路径跟随,以反映水平面航行控制精度。通过湖上试验,得出精确的路径跟随航迹,实现了航向角偏差均值为0.09°、航向距离偏差均方差为0.29 m的航行稳定控制,验证了该控制方法的可行性。     

频移键控调制的直序列扩频技术在水声遥控引信中的应用研究

提出了一种适用于水声遥控引信的直接序列扩频（DSSS）调制方法,它是采用频移键控（FSK）对扩频序列进行调制,并采用了非相干解调,这简化了遥控引信中接收机结构。性能仿真和湖试数据分析表明,DSSS-FSK技术在多径传播的环境中具有良好的抗噪声性能。与采用FSK调制和纠错编码的方法相比,信噪比有明显的改善。     

光尾流自导中抗干扰技术研究

光尾流自导系统是一个光电复合系统，它利用含气泡尾流与纯净海水介质对光的散射与吸收的差异来实现对尾流的检测和跟踪。其干扰来自光学和电学两方面，主要包括光功率波动、水中的粒子散射、自然光及电路干扰等。该文分析了这几种干扰对系统的影响，并根据其各自的特点，分别采用自适应算法抑制光功率波动及水中粒子散射的干扰，采用加装滤光片和后续信号处理算法抑制自然光的干扰，采用电源滤波和覆地技术等减小电路的干扰，取得了良好的效果，提高了系统的稳定性。     

激光尾流制导后向散射信号的仿真

为研究激光尾流制导工作机理,对水下航行器全航程探测舰船气泡尾流过程中激光后向散射信号进行了建模仿真,建立了舰船尾流数据模型和尾流气泡后向激光散射模型,并在此基础上编制了光尾流制导信号仿真软件,通过调用蒙特卡洛仿真引擎和典型水面舰船尾流数据,计算获得了5种典型的美国海军主力作战舰艇尾流在各种仿真参数条件下的后向激光散射信号曲线,仿真结果展现了不同条件下激光散射信号特征,解决了光尾流制导试验过程中实际舰船尾流和海水环境等试验条件难以复制模拟等问题,为激光尾流制导技术提供了判别依据。     

潜艇热尾流研究进展

为了对潜艇的热尾流有个更加全面的认识，本文对潜艇热尾流特性研究工作的进展情况做了详细的介绍。一直以来，国内外研究热尾流的众多学者多是通过实验、理论分析和数值模拟对热尾流进行研究，对热尾流的发生和发展有了一些基础的认识，这也是潜艇热尾流研究工作的基础。另外，本文还分析了利用潜艇热尾流探测潜艇所存在的问题，并提出了今后有待研究的一些问题。     

超高速水下航行器纵平面运动特性分析

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。     

潜用UUV回收技术

回收是潜艇装备UUV急需解决的一大难题。研究了潜用UUV回收过程,并对比分析了现有UUV回收方法的优缺点。在充分利用现有发射装置,避免潜艇加装和改造设备的前提下,提出了一种利用拖缆导引装置,实现牵引回收的方法。该方法对现役潜艇装备UUV具有一定的实用价值。     

拖缆对水下航行器的操纵性能影响

为探究拖缆对水下航行器的操纵性能影响,基于集中质量法建立了拖缆的动力学方程,利用边界耦合条件,将拖缆首端产生的张力影响计入水下航行器的六自由度运动方程组,建立了拖缆-水下航行器耦合运动模型。通过数值仿真计算,对比分析了拖缆对航行器直航、回转和下潜运动时的操纵性能影响。数值分析结果表明：航行器加装拖缆后,航行器在直航、回转和下潜运动时的速度有所降低;航行器回转运动时,拖缆会减小回转半径;航行器下潜运动时,拖缆降低了航行器的下潜稳定性,且减小了航行器弹道倾角的绝对值,增大了航行器达到预定深度的距离,同时由于航速降低,导致航行器达到预定深度的时间会增加,从而也降低了航行器下潜性能。