多航態(tài)無人航行器概念設(shè)計及水動力性能分析.pdf

1、多航態(tài)無人航行器是一種新概念航行器，低速時半潛航行，高速時可轉(zhuǎn)變?yōu)樗婊袪顟B(tài)。這種航行器具有良好的視覺隱身性和耐波性，可用于完成海上救援、海洋開發(fā)、環(huán)境監(jiān)測等任務(wù)，在英、美等國已開始應(yīng)用于軍事用途，而我國的類似研究只處于起步階段。本文采用計算流體力學(xué)方法分析不同設(shè)計參數(shù)下的水動力性能，為后期的技術(shù)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。
　　1.采用計算流體力學(xué)軟件 STAR-CCM+對滑行艇直航運動進行數(shù)值模擬，使用重疊網(wǎng)格作為動網(wǎng)格，針對不同網(wǎng)格劃分

2、方式，計算不同航速下滑行艇運動過程中受到的阻力以及航行姿態(tài)，通過與水池拖曳試驗進行對比分析，確定了一套可行的滑行艇直航運動水動力性能預(yù)報的數(shù)值計算方法。
　　2.分析國外已有的多航態(tài)航行器，分析其航態(tài)改變的方式以及性能指標，對航行器進行概念設(shè)計。校核航行器的靜力學(xué)性能，進行航行器航態(tài)改變過程的驗證。結(jié)果證明航行器能夠在加速過程中由半潛狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗婧叫袪顟B(tài)，在減速過程中由水面航行轉(zhuǎn)變?yōu)榈退侔霛摵叫袪顟B(tài)。
　　3.采用固定縱傾

3、角的方式，研究不同縱傾角對于航行器航態(tài)改變過程中受力的影響。對航行器進行不同的布置方式，改變航行器重心位置，研究不同的重心位置對于航行器航行過程中航態(tài)的影響。
　　4.完成了升沉自由、縱傾角固定以及縱搖、升沉均自由狀態(tài)下的水池拖曳試驗，驗證了航行器可由低速半潛航行自行轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚偎婧叫袪顟B(tài)。
　　5.針對航行器低速半潛航行時的航態(tài)不穩(wěn)定問題，提出添加可控水翼的辦法，研究航行器半潛航行時不同航速下的受力，確定可控水翼的安裝位置