水下无人系统学报

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郭杰, 耿兴国, 高鹏, 欧修龙

2008, 16(1): 001-6. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.01.001

[摘要](2574) [PDF 799KB](899)

摘要:
船舶及水下航行器减阻技术一直备受关注，通过控制其壁面边界层的流态是实现减阻的有效途径之一。该文对当前世界范围内边界层控制法减阻技术进行了整理和归纳，着重介绍了肋条减阻、柔顺壁减阻和疏水减阻3种减阻技术的含义和研究现状，并分别对其减阻机理进行了系统分析，同时简要介绍了气幕减阻、壁面吸入法以及壁面加热和冷却法等其他减阻技术。最后，针对目前研究中存在的不足，提出应重视减阻机理研究、多种减阻方式相结合以及理论研究与工程应用相结合的几点建议。

AUV重力加小推冲载荷分离方法

宋保维, 赵娥, 邵成, 李家旺

2008, 16(1): 007-10. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.01.002

[摘要](2156) [PDF 451KB](1034)

摘要:
自主式水下航行器是由载荷和运载体组成的一个多体系统。本文在AUV分离运动数学模型的基础上，推导了载荷和运载体初始位置以及初始攻角的计算模型，提出了一种工程实用的重力加小推冲分离方法，其2个阶段的分离过程主要是依靠分离载荷的自身重力进行分离，必要时辅助以一定的推冲力，并对这种分离方法进行了仿真和安全性研究。仿真结果表明，当运载体速度一定时，在一定程度上增大推冲力，可缩短分离时间，减轻载荷与运载体之间相互作用的影响，可提高分离安全性。该分离方法的安全性与预定分离角和分离初始速度有关，分离初始速度减小，有利于提高分离安全性；分离初始速度增大，可减小预定分离角（不大于90°）以确保分离安全。

变母体产品可靠性评估方法

霍俊龙

2008, 16(1): 011-13. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.01.003

[摘要](1881) [PDF 296KB](598)

摘要:
产品在不同阶段的技术状态是有差异的，因此在可靠性评估时不能视为同一母体，其试验数据也不能做简单的累加处理。由于试验次数较少，在进行可靠性评估时，评估值往往低于应达到的实际值。本文将各阶段的可靠性作为一个整体来研究，建立了可靠性增长评估的数学模型，导出了成败型可靠性评估方程，给出了评估方法，该方法充分利用各研制的试验信息，反映了研制产品的可靠性增长过程，为多研制阶段、变母体、试验数据较少的产品可靠性验证，提供了有效的评估途径，同时以产品数据为例计算了应达到的实际可靠性水平,计算结果表明,评估结果与产品应达到的可靠性水平基本相同。

平头尖拱体斜入水冲击理论建模与仿真

王永虎, 石秀华, 王鹏, 王生武, 赵军荣

2008, 16(1): 014-17. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.01.004

[摘要](1578) [PDF 427KB](797)

摘要:
以冲击体入水动力学和入水弹道学理论为基础，针对平头尖拱体入水冲击这个复杂物理现象，引入体现液面隆起现象的沾湿因子，用等效液面代替自由水平液面，建立了斜入水高速冲击的运动学和动力学冲击模型，其中动力学模型是根据平头尖拱体沾湿面的具体几何形状而建立。然后通过时间步进技术编制斜姿态入水冲击耦合程序进行仿真计算，不仅得到斜入水冲击的最大冲击载荷，而且得到入水初始状态条件和入水冲击载荷之间的关系，以及模型中考虑液面隆起对斜入水冲击载荷计算结果的影响。最后重点分析入水过程中轴向、纵向冲击载荷和冲击转动力矩的变化规律，为忽扑、击水弹跳现象或后继的弹道提供预报。

基于无源性的鱼雷非线性姿态系统滑模控制

陈晔, 王德石

2008, 16(1): 018-20. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.01.005

[摘要](1609) [PDF 309KB](612)

摘要:
将鱼雷纵向姿态系统的非线性模型转换为具有能量函数的广义哈密顿正则型(GHCF)，建立了控制律的设计方案。基于系统无源性分析方法设计了变结构滑模控制律，将切换函数作为输出，给出了新的滑模面设计条件，只需考虑在滑模面上的稳定性。该方法完全利用系统的非线性特性，通过无源性理论分析了滑模控制的可达性，而滑模控制能够提高鱼雷姿态系统的控制性能。仿真结果表明，实现了对鱼雷非线性姿态系统的滑模控制，且控制性能良好。

鱼雷上限控制规律的数学仿真与分析

王改娣, 孙华

2008, 16(1): 021-24. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.01.006

[摘要](1495) [PDF 464KB](768)

摘要:
由于声线弯曲和鱼雷跟踪声线，使鱼雷跟踪目标到较浅深度，因此鱼雷弹道设计通常有上限控制弹道。鱼雷航行中当到达上限深度时，上限控制优先，强行将鱼雷拉到上限以下。本文分析了上限控制的原理和弹道特点，给出了上限控制基本规律，对鱼雷以跟踪目标进入上限、跟踪保持结束进入上限以及在上限上方跟踪保持结束等3种不同控制方式进入上限的深度弹道进行了数学仿真计算。仿真结果表明，在复杂的上限控制逻辑下，上限深度弹道不是一种形式，可能存在不规则的2次或多次再进入上限的弹道形式，或者存在上限附近深度规则振荡的弹道形式，这些规律为实航中出现的一些特殊现象分析提供了理论依据。

超高速水下航行器定深控制

罗凯, 党建军, 王育才, 张宇文

2008, 16(1): 025-28. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.01.007

[摘要](2204) [PDF 401KB](704)

摘要:
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。

鱼雷主动电磁引信防误动技术

陈春玉, 肖素娟

2008, 16(1): 029-32. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.01.008

[摘要](2041) [PDF 519KB](793)

摘要:
针对鱼雷主动电磁引信容易产生误动的突出问题，对引起误动的干扰场进行理论分析，总结出雷内电磁不兼容和鱼雷航行振动是造成引信误动的两类主要原因，从抗干扰设计和保险设计两方面提出了完善防误动设计的具体要求。试验表明，改进设计措施实施后可有效降低误动概率，并可提高鱼雷引信工作的可靠度。同时文中还提出了引信误动概率的计算方法，可用于检验引信抗干扰设计是否符合要求。

轻型鱼雷被动自导问题分析及解决措施

雷江涛, 曲大伟, 周华, 王雨, 张国锋

2008, 16(1): 033-35. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.01.009

[摘要](2210) [PDF 377KB](790)

摘要:
针对轻型鱼雷实航试验中被动自导难以跟踪到目标，其功能未得到充分考核的问题,通过对实航中故障现象和性能参数进行分析比较，找出了问题产生的原因，即试验中的电干扰导致被动自导难以跟踪目标，幅度门非正常开启造成被动跟踪过程中丢失目标。经采取调整接收机相关参数、在发射机正负电源通路上增加电感以抑制雷内电干扰以及增加接收机被动幅度鉴别宽度等措施，解决了上述问题。试验结果表明，该措施可以满足被动自导功能及作用距离要求，同时改善了主动检测功能。

相干分布式目标的方位估计

周敏

2008, 16(1): 036-39. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.01.010

[摘要](1732) [PDF 477KB](621)

摘要:
目标源之间的强相干性，引起接收数据的协方差矩阵的秩亏损，从而可能导致目标漏报。为了解决相干源的方位估计问题以及提高算法在低信噪比下的估计性能，本文提出一种改进的Toeplitz化方位估计方法，即子空间重构法。其原理是根据处理点目标相干源时的方法，对采样矩阵进行Toeplitz化解相干处理，并在此基础上对接收数据的协方差矩阵特征分解后得到的子空间进行重构，从而有效解决相干分布源的方位估计问题。仿真结果表明，该方法能够在低信噪比下提高算法的估计性能，并能有效地对相干源进行估计。

鱼雷用2种不同控制特性电磁铁比较与分析

郭如鹏, 娄建勇, 韩雪梅, 孙开锋, 赵宽明

2008, 16(1): 040-43. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.01.011

[摘要](1611) [PDF 553KB](678)

摘要:
开发新型的电磁铁结构和采用新型智能控制方式有助于提高和改善电磁开关的电气性能和经济性能，是电磁机构研究的热点，本文从恒压控制和变压控制2种不同控制特性的鱼雷用电磁铁入手，采用ANSYS软件分析比较了2种电磁铁在结构、控制特点、体积、电气参数等方面的区别和技术优势，分析结果表明，变压控制的新型电磁铁可大大降低鱼雷用电磁阀的体积和功耗，有利于促进鱼雷的小型化研究和应用。

鱼雷聚能战斗部EFP侵彻潜艇结构模拟靶数值模拟

王团盟, 向春

2008, 16(1): 044-47. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.01.012

[摘要](1644) [PDF 586KB](758)

摘要:
测试鱼雷聚能战斗部爆炸成型弹丸（EFP）对潜艇结构的毁伤效果，考核战斗部威力指标，有利于准确评估反潜鱼雷聚能战斗部毁伤威力。利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA，采用ALE流-固耦合算法，分析了EFP在侵彻过程中速度和加速度的变化规律，计算出装药量1.882 kg缩比鱼雷聚能战斗部EFP穿透厚度650 mm潜艇模拟水舱后，对潜艇耐压舱模拟靶板的侵彻破孔直径为49 mm, EFP穿透6层间隔后效靶之后，余速131.5 m/s。与实验结果对比，两者结果比较接近，表明模型建立合理，数值模拟算法选择正确，可为评估鱼雷战斗部毁伤威力提供参考。

基于ER算法的潜艇鱼雷武器系统损伤等级评估

左浩, 马亮

2008, 16(1): 048-51. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.01.013

[摘要](2007) [PDF 458KB](666)

摘要:
损伤等级评估研究对于潜艇维修计划的制定，抢修任务的分配具有十分重要的意义。本文根据武器系统指标体系和损伤评估影响因素的特点，提出了基于多属性决策ER算法的损伤等级评估模型。该模型不仅能够组合多个损伤因子的评估问题，而且能够处理由不确定信息产生的不确定性，并给出未知信息的信任度，是潜艇战场损伤等级评估的有效工具。评估结果表明，该模型能够综合考虑评估过程中的不确定性信息，对于制定科学合理的武器系统损伤处理决断具有重要意义。

自导鱼雷射击禁区研究

崔绍波, 贾跃, 赵学涛, 林贤杰

2008, 16(1): 052-55. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.01.014

[摘要](1688) [PDF 451KB](628)

摘要:
为充分发挥鱼雷武器的威力，保证编队内我方兵力的安全，研究了自导鱼雷的射击禁区，介绍了鱼雷射击禁区的定义及影响射击禁区的主要因素，分析了射击禁区的划分原理。以MK 46鱼雷为例，对鱼雷管装发射、直升机空投发射和火箭助飞发射等3种不同发射方式的射击禁区进行了详细分析和计算，给出了不同发射方式的射击禁区图，为进一步计算我方兵力是否落入鱼雷射击禁区内及寻找退出鱼雷射击禁区的方法提供借鉴，为自导鱼雷作战使用提供参考。

软件工程化方法在武器3D实体建模中的应用研究

赵文婷, 康凤举, 魏佳宁, 宋强

2008, 16(1): 056-59. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.01.015

[摘要](1438) [PDF 524KB](749)

摘要:
针对复杂武器3D实体建模的需求，分析并比较了软件工程化中的瀑布模型、变换模型和增量模型等3种模型开发方法，首次将增量模型方法引入到武器3D实体建模中。基本思路是,首先根据需求分析得到的信息将武器3D实体模型划分为不同的增量构件，然后对增量构件进行详细设计并完成基于MultiGen Creator的构件开发与测试，最后进行增量构件组装和模型测试。结果表明，应用该方法有利于提高模型的可重用性和开发效率，同时使开发的模型满足视景仿真系统的逼真性和实时性的要求。

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