水下无人系统学报

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张珅榕, 蔡卫军, 杨春武, 崔鑫山

2015, 23(3): 161-165. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.03.001

[摘要](1573) [PDF 415KB](678)

摘要:
为提高翼型气动优化设计的计算效率, 可通过限制几何设计变量个数的方法来实现。为保证设计可行性,提出了一种对B样条拟合形状函数进行复合映射以获得实用翼型的参数化方法。以几类低速翼型为例, 研究了该参数化方法的收敛性, 可以看出, 拟合翼型与原始翼型的型线逼近度高, 气动特性吻合度高。初步分析了形状函数控制点分布对翼型几何特征的影响, 实现了型线的局部控制。研究结果表明, 该方法能实现已知翼型的参数化表达以及局部修型, 可应用于翼型优化。

环形气囊水下充气展开过程仿真与分析

叶慧娟, 王昕晔, 张宁

2015, 23(3): 166-171. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.03.002

[摘要](1347) [PDF 448KB](456)

摘要:
为了对水下航行器环形气囊的水下充气过程进行研究, 依据控制体积方法基本思想, 运用热力学和弹性体弹性本构模型等理论, 建立了气囊水下充气过程数学模型, 并在此基础上编制计算程序, 对该气囊水下充气过程进行了仿真, 同时对影响气囊水下快速充气的因素进行分析。仿真结果表明, 所建立的模型能基本反映环形气囊水下充气过程相关参数的变化规律, 可为后续水下航行器上浮过程的仿真研究提供参考。

基于弹道仿真的鱼雷性能优化方法

李斌, 范若楠, 倪文玺

2015, 23(3): 172-176. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.03.003

[摘要](1277) [PDF 1162KB](494)

摘要:
基于仿真的总体性能优化设计是当前复杂机电产品总体设计的新方法。鱼雷总体性能设计中涉及的学科和参数众多, 为提高其打击效果, 应将这些参数合理匹配。该文提出了基于弹道仿真的鱼雷总体性能优化设计方法, 建立了其全弹道模型, 编制了完整的弹道仿真lib库, 并以弹道设计中的部分参数为例采用遗传算法进行了匹配优化测试。结果表明, 该性能优化方法切实有效, 可推广应用于鱼雷总体性能更多参数的优化设计中。

用于运动声源定位的解多普勒算法

姜成坤, 白建斌, 陈志菲

2015, 23(3): 177-182. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.03.004

[摘要](1350) [PDF 585KB](574)

摘要:
针对获取运动目标各部位噪声源的位置信息意义重大, 但其辐射噪声存在多普勒效应的问题。介绍了面向阵列接收信号的基于非线性插值运算的解多普勒算法, 包括单通道单聚焦点型, 单通道多聚焦点型和多通道多聚焦点型, 以补偿辐射噪声的多普勒频移和幅度衰减, 从而提高运动目标噪声源识别定位的准确度。外场试验中解多普勒前后的试验结果表明, 该算法能有效消除多普勒效应带来的影响, 提高了噪声源定位的精度。

一种提高换能器产品合格率的改进结构和工艺

边翔, 吴燕妮

2015, 23(3): 183-186. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.03.005

[摘要](1353) [PDF 291KB](462)

摘要:
针对声呐换能器在研制生产中合格率较低的问题, 采用换能器等效电路理论分析出现这一问题的原因,提出了采用非极化陶瓷片和金属材料热过渡的换能器改进结构及工艺, 试制了改进后的换能器样品并对其进行测试。测试结果表明, 该改进措施可有效提高换能器批量生产中的产品合格率, 为换能器设计和生产提供参考。

基于直接序列扩频的鱼雷低截获概率信号及检测技术

崔和, 郑珂

2015, 23(3): 187-195. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.03.006

[摘要](1406) [PDF 1806KB](457)

摘要:
基于直接序列扩频信号的低截获特性, 进行了直接序列扩频(DSSS)信号波形设计, 包括DSSS的原理及特性、扩频序列的生成方法和性质。研究了DSSS信号的最佳检测方法, 即匹配滤波器检测。通过仿真, 分析了DSSS信号在理想情况下的低截获特性。理论分析和数值仿真结果表明, DSSS信号具有大的时间带宽积、低的功率谱密度、良好的分辨性能, 波形具有随机性, 类似白噪声, 具有很好的低截获特性。

基于交互式多模型的水下机动目标跟踪

高文娟, 李亚安, 陈晓, 陈志光

2015, 23(3): 196-201. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.03.007

[摘要](1276) [PDF 415KB](458)

摘要:
为了解决水下机动目标跟踪的实时性和可靠性问题, 在交互式多模型(IMM)的框架下对水下机动目标跟踪进行了分析, 建立了目标运动方程和观测方程。交互式多模型滤波算法的选择直接影响到跟踪的精度, 在跟踪滤波方面, 针对交互式多模型滤波过程中观测方程非线性对滤波性能的影响, 分别将扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF) 2种滤波算法与交互式多模型算法相结合。仿真结果表明, 交互式多模型算法与UKF算法结合的滤波精度更高, 能够更有效、可靠地达到跟踪机动目标的目的。

基于活塞流的脉冲式喷水推进技术分析

杜一骄, 王育才, 蒋彬, 王致强

2015, 23(3): 202-207. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.03.008

[摘要](1383) [PDF 789KB](620)

摘要:
为了避免螺旋桨因速度过快而产生的空化问题, 高速水面舰艇倾向于使用喷水推进这一新型推进方式。对于喷水推进在无人水下航行器上的应用, 受到高温高压燃气推动活塞做功这一热功转换形式的启发, 在活塞流的基础上提出一种结构简单、成本低廉的新型脉冲式喷水推进系统, 初步建立了该喷水推进的数学模型, 在此基础上进行了气体膨胀过程的理论计算和数值仿真计算, 并通过计算得到的数据对该模型参数作了进一步的优化, 得到更加贴近实际过程的推力和总冲量等相关参数。通过分析计算, 验证了该模型的合理性, 为后续喷水推进技术研究提供参考。

药柱参数对燃烧室内弹道的影响规律研究

马为峰, 路骏, 郭兆元, 韩勇军

2015, 23(3): 208-213. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.03.009

[摘要](1182) [PDF 518KB](501)

摘要:
为了完善鱼雷动力系统燃烧室药柱选型和参数匹配设计体系, 以某型热动力鱼雷采用的燃烧室药柱为对象, 建立了药柱燃烧方程, 在仿真试验基础上结合性能验证试验, 获得了不同药柱参数对内弹道特性的影响规律: 在引燃药参数中, 燃速压力指数对燃烧室峰值时间和峰值压力的影响最大; 在主药柱参数中, 燃速压力指数对燃烧室峰值压力、燃烧室内压稳定值和药柱燃烧时间的影响最大, 主药柱初始外半径对燃烧室峰值时间的影响最大。试验结果表明, 建立的模型和研究结果满足工程研制需要, 可为燃烧室药柱的设计和优化提供理论依据, 为燃烧室内弹道特性预估提供技术支撑。

水下航行器电池组可靠性研究

郭广华, 胡欲立, 何发尧

2015, 23(3): 214-217. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.03.010

[摘要](1305) [PDF 287KB](598)

摘要:
为了提高水下航行器的动力可靠性, 从水下航行器用锂离子动力电池组的连接方式入手, 分析了串联和并联复合连接方式的可靠性, 计算出可靠性最高的电池连接方式。研究结果表明, 先并联后串联的连接方式在实际应用中具有更高的可靠性。最后探讨了并联电池组在共载模式下的可靠性, 这种模式的建立对实际应用中水下航行器动力可靠性的提高具有一定的参考价值。

双轴旋转激光捷联惯导系统在线标定技术

刘永红, 刘明雍, 谢波, 王海淼

2015, 23(3): 218-221. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.03.011

[摘要](1049) [PDF 258KB](521)

摘要:
激光捷联惯导系统中陀螺和加速度计误差是影响系统导航精度的关键因素, 结合双轴旋转激光捷联惯导系统自身的结构特点, 提出了一种以速度误差和位置误差作为量测信息的双轴旋转激光捷联惯导系统在线标定方法, 该方法可以在静态及行进等不同状态下完成在线标定。车载试验结果表明, 在外场没有试验室标定设备如标定平板、高精度转台的条件下, 按文中设计的标定路径及标定方法, 可以准确估计出激光陀螺和加速度计的各项误差参数。该标定方法对标定环境、标定设备要求较低, 且方法原理简单、易于实现。

面向通用开发平台的操雷系统等效模拟及实时监控装置

李伟, 邓鹏, 汪洪升

2015, 23(3): 222-226. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.03.012

[摘要](962) [PDF 270KB](442)

摘要:
针对通用化操雷系统的使用需求, 开发了操雷系统等效模拟及实时监控装置, 阐述了其系统组成及工作流程, 基于可扩展通用开发平台的设计思路, 从Visual Basic(VB)的技术特点及运用、嵌入式工控机技术、基于DTE3216和USB20D的多通道高速数据采集技术以及操作界面和软件流程设计等方面阐述了技术对策及实现方法。这一装置可替代实际操雷系统参与鱼雷检测调试, 实现状态在线监控, 减少装备损耗, 提高工作效率。

基于双模糊度层次分析法的反鱼雷鱼雷作战效能指标权重确定

孙作玮, 陈航, 黄青

2015, 23(3): 227-231. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.03.013

[摘要](1010) [PDF 356KB](383)

摘要:
基于反鱼雷鱼雷特点, 建立了一种反鱼雷鱼雷作战效能评估体系。在传统层次分析法确定权重的基础上,考虑到专家经验的模糊性, 提出了双模糊度层次分析法评估鱼雷作战效能指标权重, 同时给出了数学模型以及计算步骤。计算结果证实, 采用所提方法确定反鱼雷鱼雷作战效能评估指标权重是可行的。该方法同时适用于其他应用层次分析法确定权重的武器系统。

基于状态的维修在鱼雷技术保障中的应用

马亮, 翟坚帅, 叶心领

2015, 23(3): 232-236. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.03.014

[摘要](713) [PDF 233KB](459)

摘要:
为了更好地推动基于状态的维修(CBM)在鱼雷等武器装备技术保障中的应用, 文中阐述了CBM基本思想, 并以鱼雷推进系统为例, 针对鱼雷技术保障过程中存在的问题, 分析鱼雷推进系统的故障特征, 论证对其实施CBM的可行性, 并提出对鱼雷推进系统实施CBM分析流程, 制定了预防性维修决策, 为将CBM思想引入到鱼雷技术保障工作中提供参考。

鱼雷平均故障修复时间数据采集和评定方法

王昊, 高江

2015, 23(3): 237-240. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.03.015

[摘要](1158) [PDF 233KB](434)

摘要:
根据水中兵器靶场的实际情况与任务需求, 对鱼雷武器装备修复性维修试验的时间数据采集和相应评定方法进行研究。依据GJB2072并结合某型鱼雷修复性维修试验情况, 给出了鱼雷故障修复时间数据采集模型和鱼雷修复性试验评定方法。试验数据证明了该方法的有效性及可操作性, 这可为水中兵器尤其是鱼雷装备的维修性研究及修复性维修试验实施提供相应参考。

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