水下无人系统学报

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钱东 , 崔立 , 肖昌美

2010, 18(5): 321-329. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2010.05.001

[摘要](1549) [PDF 231KB](770)

摘要:
武器装备采办过程中的拖、降、涨现象一直困扰着军方, 对此进行分析研究是有必要的。介绍了美国采用的一种国防采办管理评估方法, 分析了其评估结果; 根据统计和评估数据, 对美国鱼雷采办现象进行了分析; 指出了改善采办过程的一些途径: 正确地认识和提出需求、树立渐进采办的观念、科学地确定指标、注重技术成熟度评估和项目管理成熟度评估等。

UUV水下对接过程中非定常流体动力数值仿真

潘光, 何裕智, 吴文辉, 黄桥高

2010, 18(5): 330-334. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2010.05.002

[摘要](1655) [PDF 352KB](834)

摘要:
UUV水下对接回收过程中, 回收装置和UUV之间存在非定常流体干扰现象。采用有限体积法和非结构动网格技术, 运用SIMPLEC算法及k-ε湍流模型, 在笛卡尔坐标系下对UUV水下对接过程进行数值模拟, 并得到不同速度和攻角下, UUV流体动力随距离的变化规律及相应流场分布。通过UUV与远场实验值进行对比分析, 验证了基于动网格技术的有限体积法在处理UUV水下对接过程中流体干扰问题的可行性。

艇上放线机构中金属软管释放的虚拟实现

王岩, 赵雄辉, 邵卫

2010, 18(5): 335-338. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2010.05.003

[摘要](1799) [PDF 247KB](728)

摘要:
线导鱼雷采用软管保护式艇上放线技术，实际工况下其金属软管释放的载荷及姿态等因素仿真模拟困难，该文采用虚拟样机技术对金属软管释放进行建模及动力学仿真分析，仿真结果与实际释放结果具有较高的相似度，为后续放线机构的设计与测试提供了一种新方法。

回转体高速垂直入水冲击特性研究

魏照宇, 石秀华

2010, 18(5): 339-342. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2010.05.004

[摘要](1610) [PDF 266KB](948)

摘要:
回转体入水过程不仅影响其运动轨迹，而且将引起回转体壳结构以及内部元器件的动态响应。本文利用大型商用软件MSC.dytran数值模拟技术，对圆盘尖拱头型回转体最危险的入水状态，即垂直入水过程进行了数值仿真，得到了此回转体垂直入水的冲击特性，以及垂直入水初期的弹道特性、轨迹与入水超空泡。分析结果将对此回转体头部壳体强度设计、提高抗冲击性能、入水弹道设计以及水中布放位置研究都具有重要的参考价值。

加密技术在鱼雷信息处理系统中的应用

罗高奇, 耿聪

2010, 18(5): 343-345. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2010.05.005

[摘要](1141) [PDF 146KB](816)

摘要:
出于对数据安全问题的忧虑, 信息处理系统一直难以在鱼雷行业推广。本文从鱼雷信息处理系统的安全需求着手, 对多种加密技术进行了探讨，并利用IDEA 和 RSA的混合加密算法, 基于Hash函数的数据传输技术提出了鱼雷信息处理系统的加密方案, 该方案既保障了数据安全又提高了加密和解密的速度, 实践验证了系统安全可靠。本方案的应用为信息处理系统在同类行业的应用提供了参考。

一种低功耗水下目标被动定位系统设计

赵延安, 张效民, 于洋, 马定坤

2010, 18(5): 346-351. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2010.05.006

[摘要](1861) [PDF 323KB](767)

摘要:
为满足新一代水下自主式无人自动检测系统中被动定位系统对系统功耗、实时性和精度的要求，设计了基于微功耗器件THS1206与TMS320VC5509A水下被动定位系统硬件平台，和以具有良好精度和实时性的互谱算法为基础的软件系统。由于采用了较多的基元时延信息，使得整个系统在保证实时性的前提下仍具有较高的定位精度。试验结果表明，所设计的系统实时性良好，定位精度高，功耗低于70 mW，达到了新一代被动定位系统的特殊要求，具有良好的应用前景。

基于修正亮点模型的水下体目标建模技术

刘文远, 赵金海, 宋永锋, 张杰

2010, 18(5): 352-356. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2010.05.007

[摘要](1897) [PDF 296KB](821)

摘要:
主动声纳照射水下复杂目标时，目标各部分将互相落到彼此沿声线照射方向上的投影区内, 出现相互遮挡现象，导致预报模型失真。针对这一问题，基于光学照射投影原理, 引入了遮挡系数的概念。通过对各部件间遮挡系数的推导, 提出了一种简单易行的遮挡问题解决方法，对原有潜艇亮点模型进行了修正。仿真结果表明, 修正亮点模型能够更加真实的反映潜艇回波情况, 试验数据也验证了模型的有效性。

基于OpenMP的鱼雷制导仿真系统设计

陈法扬, 康凤举, 赵晓冬

2010, 18(5): 357-361. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2010.05.008

[摘要](1158) [PDF 240KB](749)

摘要:
为了提高鱼雷制导仿真系统的并行程度和执行效率，首次将并行编程标准OpenMP和多核处理器引入鱼雷制导仿真系统。首先采用面向对象思想设计了鱼雷制导仿真系统的整体结构框架，分析了仿真系统各任务的特点及其之间的并行关系，在此基础上利用OpenMP对仿真系统进行并行化处理，并将并行仿真系统运行在具有八核处理器的SGI工作站上。仿真结果表明，单步平均解算耗时可以减少到7~8 ms。与其他鱼雷仿真系统相比，该方法较大地降低了仿真解算时间，有效地提高了仿真系统的执行效率。

基于新型浮点DSP的AUV导航计算机系统设计

刘明, 张严, 徐德民

2010, 18(5): 362-366. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2010.05.009

[摘要](1766) [PDF 190KB](890)

摘要:
为使自主水下航行器(AUV)导航计算机成本、功耗和体积达到最低, 设计了一种基于TI公司新型数字信号处理器(DSP)——TMS320F28335的小型导航计算机, 取代以往基于双处理器结构的同类系统, 其浮点运算能力可满足导航计算要求, 同时采用片内的6路A/D转换器, 3路异步串口, 2路控制器局域网(CAN)总线等资源完成数据采集和通信功能, 外扩一片非易失性NAND FLASH实现大容量数据存储, 高速数据交换通道可用于扩展高性能DSP阵列。仿真结果表明, 在规定的周期内, 系统可完成数据采集、接口通信、导航解算、数据存储等任务。该设计用单片处理器和最少的外围芯片数量实现了高性能的导航计算机系统。

潜射导弹捷联惯导系统传递对准技术研究

程明文, 刘勇志, 徐显强

2010, 18(5): 367-370. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2010.05.010

[摘要](1811) [PDF 340KB](722)

摘要:
随着现代战争的发展, 潜射导弹已成为日益重要的中等规模打击力量, 快速而准确地在潜艇上对其捷联惯导系统进行传递对准, 成为潜射导弹的一项关键技术。该文通过研究主、子惯导之间产生的固定安装误差角和挠曲变形角, 运用鲁棒滤波技术, 采用“角速度+加速度”匹配的传递对准方法进行了建模和仿真。结果表明, 该技术可以实现潜射导弹捷联惯导系统的快速高精度对准, 而潜艇不必做其他机动, 为导弹快速高精度初始对准提供了一定的理论依据。

鱼雷制导系统集成开发环境的结构研究

吴旭光, 牛云, 王昊, 吴祥

2010, 18(5): 367-370. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2010.05.011

[摘要](1511) [PDF 189KB](683)

摘要:
针对鱼雷制导系统软件开发的需求，研究了基于Eclipse的鱼雷制导系统嵌入式软件集成开发环境的结构和集成需求等, 提出了基于Eclipse集成制导系统的设计、调试和试验任务的解决方案。通过开发Eclipse类插件，有效集成制导系统的各个任务模块，为系统软件设计人员提供了一个具有统一、友好的界面和操作风格的系统软件。集成环境具有开发时间短、开发成本低的优点。该集成环境还具有开放性的特点，未来开发的新一代鱼雷制导系统的任务模块也可集成到现有的系统中。

水下航行体燃气涡轮机工作特性数值研究

伊进宝, 赵卫兵, 师海潮

2010, 18(5): 376-380. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2010.05.012

[摘要](1643) [PDF 275KB](745)

摘要:
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。

鱼雷电驱动系统VSS-DTC控制应用及仿真

郭志荣, 程文鑫, 王鼎

2010, 18(5): 381-384. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2010.05.013

[摘要](1554) [PDF 188KB](758)

摘要:
针对鱼雷直流驱动系统结构复杂、电机转速和容量受限的问题，提出了采用直接转矩控制的永磁同步电机鱼雷电驱动系统。为了解决转矩控制中，电机存在磁链和转矩脉动较大，逆变器开关频率不恒定的问题，本文将滑模变结构控制策略引入永磁同步电机直接转矩控制中，仿真结果显示VSS-DTC控制能有效的改善系统的动、静态运行性能。

热动力系统外轴转速波动问题初探

赵晋宏, 王琴娟, 黄凤军, 邹光灿

2010, 18(5): 385-388. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2010.05.014

[摘要](1624) [PDF 167KB](721)

摘要:
为分析热动力系统航行试验时出现的发动机外轴系统转速异常波动的现象。该文从系统角度出发，探讨了与发动机外轴系统联系紧密的发动机、发电机、航行器壳体、舵电机等部件的工作特性，建立了足以支撑工程问题分析的数学模型，并进行了分析与估算。指出，发动机外轴系统转速波动的主要原因是水下航行器用电器的电功率负荷变化，该电功率负荷变化的同时还对水下航行器横滚控制回路造成明显干扰。对于该扰动的不当响应将造成差动舵电机动作过于频繁，最终使得发动机外轴转速不能得到恢复。

基于Fluent/Simulink的水下发射系统发射阀流场数值仿真

张孝芳, 王树宗

2010, 18(5): 389-392. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2010.05.015

[摘要](1487) [PDF 234KB](1281)

摘要:
发射阀是水下鱼雷发射系统的重要部件，其流量特性决定了鱼雷发射内弹道及相关的发射系统瞬态特性。为研究发射阀内部流场规律, 提出了基于可压缩流体力学控制方程描述发射阀处流体流动和1D常微分方程描述气瓶与气缸热力学特性, 采用商用计算流体力学软件FLUENT和1D仿真软件Simulink联合仿真的方法对发射阀的内部流场进行了数值模拟。由数值计算得到的发射阀质量流率与解析结果具有很好的一致性, 从1个侧面验证了计算流体动力学（CFD）模型的正确性。所获得的数值模拟结果可为进一步研究水下鱼雷发射气动系统的流致振动与气动噪声等特性提供参考。

线导鱼雷的混合速制导引法

张弛

2010, 18(5): 393-396. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2010.05.016

[摘要](1862) [PDF 211KB](714)

摘要:
依据线导鱼雷导引控制的技术条件和战术需求, 在分析线导鱼雷“低速制导引”所存在问题的基础上, 提出了线导鱼雷“混合速制导引”法的概念, 并利用仿真计算的方法分析论证了该方法对于扩大发射平台的有效攻击范围和可攻击目标最大速度的有效性, 最后给出了实现混合速制导引的工程实现方法。这对于优化鱼雷武器系统的导引控制方案设计, 提高多速制线导鱼雷的攻击使用效能具有重要意义。

舰载声自导鱼雷双雷平行齐射射击参数优化仿真研究

刘鑫, 唐献平, 初磊, 邱琦绩

2010, 18(5): 397-400. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2010.05.017

[摘要](1709) [PDF 194KB](766)

摘要:
为研究舰载声自导鱼雷齐射射击参数解算的问题，建立了基于平行航向齐射的射击参数解算模型，并进行了仿真计算，重点研究了不同射程下的齐射展开散角和展开系数优化问题。仿真结果表明, 鱼雷齐射射击参数的确定对鱼雷齐射的命中概率有较大影响。本文的研究成果对管装鱼雷齐射使用有一定的参考价值。

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