水下无人系统学报

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帅智浩, 曹小娟, 王志杰

2014, 22(4): 241-245. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.04.001

[摘要](787) [PDF 169KB](571)

摘要:
由于现代战争的空中化进程加剧, 制空权的争夺日趋激烈, 因此高空投送鱼雷(HADT)的出现符合现代化武器的发展趋势。分析了高空投送载体在制导滑翔炸弹(GGB)及高空反潜武器概念上的应用和研制现状, 在此基础上, 比较了HADT与GGB之间的异同点, 并从刚强度、环境适应性、导航控制、“可展开”、“可分离”等5个方面探讨了鱼雷高空投送载体的结构设计特性, 提出了相应的设计策略, 为HADT的设计研发提供思路。

基于ANSYS Workbench的水下航行体壳体结构优化

蒋伟, 李世芸

2014, 22(4): 245-248. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.04.002

[摘要](1332) [PDF 174KB](751)

摘要:
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。

基于SolidWorks Simulation的新型鱼雷支架优化设计

吴应东

2014, 22(4): 249-253. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.04.003

[摘要](1213) [PDF 213KB](593)

摘要:
针对传统鱼雷支架制作成本较高、占地面积大、不利于搬运等缺点, 基于SolidWorks设计了一种可插拔式堆叠的新型鱼雷支架, 该雷架采用注塑成型, 在保证支架强度的同时, 可极大简化支架的加工程序并降低成本, 使其占地面积降至原有的1/10以下。同时基于SolidWorks Simulation插件完成该支架有限元分析以及结构优化, 优化结果进一步证明了该设计方案的可行性。

3种波束锐化与多目标方位分辨方法

樊书宏

2014, 22(4): 254-261. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.04.004

[摘要](999) [PDF 386KB](912)

摘要:
针对鱼雷自导对大尺度多亮点目标精细特征提取与识别、目标精确定向、多目标方位分辨等需要的高空间方位分辨力问题, 分别研究了Hyperbeam波束锐化、多普勒波束锐化和基于线性预测的虚拟阵元扩展波束锐化等方法以及多目标方位分辨性能, 深入分析了各方法理论模型, 仿真研究了波束锐化与多目标方位分辨效果, 并进行了试验验证。研究结果表明, 对于单目标精确定向, Hyperbeam方法有很好的波束锐化效果; 对于多相干目标方位分辨, 后2种方法具有较好的工程应用价值。

水声对抗环境下自导鱼雷自适应导引方法

陈克喆, 程咏梅, 禹亮, 刘建新

2014, 22(4): 262-266. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.04.005

[摘要](1324) [PDF 357KB](584)

摘要:
随着现代水声对抗与反对抗环境的日益复杂, 自导鱼雷导引律的设计需要考虑目标识别及末自导垂直命中的要求, 使得传统的导引律面临新的挑战, 为此提出了一种新的自导鱼雷自适应导引方法, 该方法根据鱼雷与目标之间的距离调整鱼雷航向角, 调整过程考虑了进行方位走向目标识别以及末自导垂直命中对导引弹道的要求, 使目标舷角有利于进行目标识别及末自导垂直命中。仿真结果表明, 采用该方法获得的目标舷角变化不仅满足目标识别要求, 而且有利于垂直命中。

鱼雷专用检测设备接口模块化设计与实现

李彦

2014, 22(4): 267-271. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.04.006

[摘要](776) [PDF 310KB](577)

摘要:
为了提高鱼雷专用检测设备接口设计的工作效率, 提出了一种基于模块化思想的接口硬件设计方法。将鱼雷专用检测设备接口按照功能分解为信号衰减模块、模拟信号隔离模块和数字量/开关量信号隔离模块3种标准模块, 并通过对上述模块的组合, 完成信号调理。仿真试验及实测结果均表明, 上述电路模块组合能够很好地实现信号调理功能, 实现了鱼雷专用检测设备接口硬件模块化和标准化设计。

基于变结构控制的反鱼雷鱼雷导引律鲁棒性研究

李宗吉, 张西勇, 练永庆

2014, 22(4): 272-276. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.04.007

[摘要](897) [PDF 222KB](485)

摘要:
为了解决水下目标信息参数测量数据率低带来的制导困难问题, 设计了基于变结构控制的反鱼雷鱼雷(ATT)导引律, 导引律中取变结构控制器使得ATT与来袭鱼雷间视线角保持恒定, 且控制器对模型参数摄动具有强鲁棒性。理论分析表明, 模型参数摄动不影响导引律的稳定性, ATT和目标间视线角能够保持恒定。仿真结果验证了该导引律对模型参数摄动具有强鲁棒性, ATT能够精确命中目标。

一种资源约束下的AUV编队系统动态任务规划方法

郝莉莉, 顾浩, 康凤举, 杨惠珍

2014, 22(4): 277-281. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.04.008

[摘要](938) [PDF 384KB](615)

摘要:
动态任务规划是协调复杂环境、自主水下航行器(AUV)有限资源以及动态任务之间耦合, 提高编队协同能力的关键技术。针对资源约束下的AUV编队系统动态任务规划问题, 提出了一种基于不公平度的资源均衡方法, 兼顾资源均衡和效能最大2个目标, 建立了基于合同网的多约束多目标任务规划数学模型, 基于着色Petri网实现了系统的形式化建模/仿真/验证一体化。仿真结果表明, 该方法能够有效地解决以效能最大为目标的资源选择原则导致的优者负载过重和以平均执行任务数为核心的负载平衡算法带来的任务等待时间延长问题, 提高了系统的效能。

基于iSIGHT的鱼雷摆盘发动机活塞多学科设计优化

李斌茂, 钱志博, 程洪杰

2014, 22(4): 282-287. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.04.009

[摘要](1398) [PDF 470KB](675)

摘要:
为进一步对鱼雷摆盘发动机活塞进行优化设计, 综合考虑其温度、结构及强度, 基于多学科可行性法(MDF)建立了摆盘发动机活塞的多学科设计优化(MDO)模型, 并使用UG和ANSYS进行温度场和强度学科设计与分析。给出了活塞多学科设计优化分析仿真流程, 并基于iSIGHT集成UG和ANSYS建立其多学科设计优化平台, 通过二次开发实现了参数输入、输出、更新及软件间数据交流。经优化的活塞质量较原来降低了21.81%, 最高温度降低了55℃, 第1环槽温度降低了29℃, 最大应力降低了10 MPa。仿真结果表明, 活塞轻量化的MDO可有效处理热-结构耦合因素, 在降低活塞质量的同时改善了温度及应力特性, 提高了设计优化效率。

等流量凸轮式轴向柱塞泵设计与特性分析

姚远, 张萌, 张振山, 兰海

2014, 22(4): 288-292. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.04.010

[摘要](904) [PDF 203KB](617)

摘要:
针对鱼雷斜盘式轴向柱塞泵的振动噪声问题, 设计了凸轮式轴向柱塞泵这一新型结构的鱼雷燃料泵。通过分析其瞬态流量建立了等流量变分方程, 求解方程得到凸轮型线。分析其动力学, 得出柱塞与凸轮之间无硬冲击或软冲击, 且柱塞组可以达到惯性力平衡和惯性力矩平衡。凸轮式轴向柱塞泵的以上特性从原理上保证了其具有低振动噪声水平, 可用作未来的鱼雷燃料泵。

飞航式助飞鱼雷无指令修正时反潜射击方法研究

梁良, 贾跃, 任磊

2014, 22(4): 293-297. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.04.011

[摘要](1172) [PDF 192KB](542)

摘要:
基于飞航式助飞鱼雷攻潜过程和反潜作战使用特点, 提出了无指令修正情况下飞航式助飞鱼雷的反潜射击方法, 针对每一种射击方法分别建立了攻潜射击诸元解算模型, 并对射击诸元的解算方法和原理进行了分析, 为部队实际使用武器提供决策支持和理论依据。

使用航空自导深弹多次攻潜方法

李居伟, 王汉昌, 李瑞红, 孙明太

2014, 22(4): 298-301. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.04.012

[摘要](1700) [PDF 251KB](590)

摘要:
针对反潜巡逻机使用航空自导深弹的攻潜作战问题, 给出了多次深弹攻击的定义, 分析了多次深弹攻击的使用时机和攻击参数。在建立连投航空自导深弹攻潜效能评估模型的基础上, 通过仿真计算, 研究了潜艇目标采取纯机动对抗和使用声诱饵对抗时, 多次连投深弹攻击的合理攻击参数和命中概率, 总结了反潜巡逻机多次连投深弹攻潜作战的方法。

基于蒙特卡洛法的潜射鱼雷发现概率计算

崔滋刚, 李志伟

2014, 22(4): 302-305. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.04.013

[摘要](1222) [PDF 211KB](569)

摘要:
鱼雷发现概率是潜艇鱼雷武器系统作战效能的重要指标之一, 通过实航试验考核该指标将需要较大的样本量, 这不仅需要较长时间, 而且也将付出巨大的经济代价。为此, 在阐述潜艇鱼雷武器射击导引的原理和模型的基础上, 充分利用了海上试验数据和仿真计算相结合的方法, 使其能在较少样本量的情况下, 达到考核潜射鱼雷发现概率的目的。

基于布里渊散射的海洋温度和盐度的反演

刘杰

2014, 22(4): 306-310. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.04.014

[摘要](727) [PDF 249KB](470)

摘要:
结合激光雷达与海水水体产生的非弹性散射效应, 建立了海水中的布里渊散射模型, 提出了反演海水温度、盐度的方法, 并通过布里渊散射推导出计算海水温度和盐度的公式。采用波长为532 nm的激光雷达, 通过仿真计算, 深入探讨海水温度、盐度与布里渊散射的相互关系, 得到了不同深度的布里渊频移量与温度、盐度图表,从而得出海水相应深度处的温度与盐度值。仿真数据与实际结果基本一致。

舰船远尾流场气泡特性研究

马青山, 陈亚林, 郝保安, 刘昆仑, 何辰, 严冰

2014, 22(4): 311-315. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.04.015

[摘要](1091) [PDF 375KB](828)

摘要:
为了深入了解舰船远尾流场的目标特性, 以拓展尾流自导鱼雷设计思路, 简述了舰船尾流的几何特性,利用Runge-Kutta方法解算描述任意气泡运动状态的微分方程组, 得到了不同半径的气泡在30 min内的浮升运动曲线, 给出了气泡初始条件与存活时间的函数关系。通过气泡总量的离散表达式拟合出了舰船尾流气泡数密度衰减的过程, 计算了气泡尺寸概率密度函数, 模拟了尾流场中的气泡尺寸分布。最后得出在当前尾流探测技术下限制尾流自导鱼雷探测距离的主要原因是尾流场中较大尺寸气泡的迅速破裂导致气泡数密度的减小, 而不是微小气泡的消亡。

尾流中多气泡模型及有限元分析

张群, 王英民

2014, 22(4): 316-320. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.04.016

[摘要](1323) [PDF 808KB](684)

摘要:
舰船尾流的声学特性主要由分布其中的气泡声学特性决定。分析尾流中气泡的分布, 根据气泡的数密度及半径分布, 建立了尾流中双气泡的结构模型, 并在此基础上, 利用有限元方法和分析软件建立了尾流中多气泡的有限元模型, 分析模型在周期变化载荷作用下的压力分布和结点位移变化, 模拟气泡在尾流中的环境, 引入点声源主动入射下的声场分析, 模拟尾流在实验室条件下的主动声特性, 从而综合得到舰船尾流的主动声特性。

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2014年第22卷第4期

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