水下无人系统学报

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雷江涛, 杨智栋, 康乐, 李昊屹

2017, 25(1): 007-10. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2017.01.002

[摘要](965) [PDF 389KB](389)

摘要:
针对一定航向区域的鱼雷攻击, 采用柔性拦截网往往能够达到良好的拦截效果。文中基于集中质量法对拦截网网衣进行了离散, 将网衣分为由无质量虚拟弹簧连接的端节点和中间节点, 在此基础上根据牛顿第二定律建立了离散节点的控制方程, 继而推导建立了端节点、中间节点及浮体结构的动力学微分方程, 给出了简化求解网衣形变的网目群化算法及浮式结构网动力学方程数值求解方法, 并通过动力学仿真对模型进行了合理性验证, 文中研究可为采用柔性拦截网拦截鱼雷提供理论参考。

基于EDA软件的滤波器设计

周国明, 王建平

2017, 25(1): 011-17. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2017.01.003

[摘要](736) [PDF 1660KB](387)

摘要:
在鱼雷通信及各控制系统中, 均需利用滤波器对模拟信号进行处理。滤波器的传统设计一般通过理论计算和试验验证来实现, 存在工作量大、开发周期长、前期验证困难等缺点。针对此, 文中以设计通带截止频率为10 kHz的4阶高通滤波电路为例, 详细介绍了一种基于电子设计自动化(EDA)技术, 通过滤波器专用设计软件Filterlab2.0来选择电路参数和结构, 利用Multisim13.0软件对滤波器工作参数进行仿真的设计方法。样机搭载试验结果与仿真结果相符, 验证了该方法可快速、准确、直观地完成所需滤波器的设计。

负梯度声速剖面对鱼雷主动声自导反舰效果的影响

谢勇, 刘清慧, 朱文振, 汪新

2017, 25(1): 018-21. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2017.01.004

[摘要](1049) [PDF 764KB](430)

摘要:
鱼雷主动声自导反舰效果不仅和其自导系统性能有关, 还和声速剖面特性有着密切的关系。针对我国浅海海域普遍存在的负梯度声速剖面, 分析其对声线传播特性的作用机理, 得出负梯度声速剖面可能导致鱼雷主动声自导反舰失效、自导作用距离缩短与跟踪目标不连续, 从而影响鱼雷主动声自导反舰效果。最后结合具体算例进行分析说明。文中的研究可为进一步提高主动声自导反舰鱼雷使用效能提供依据。

复杂环境下UUV完全遍历路径规划方法

温志文, 杨春武, 蔡卫军, 毛金明

2017, 25(1): 022-26. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2017.01.005

[摘要](1191) [PDF 682KB](943)

摘要:
针对复杂环境下无人水下航行器(UUV)完全遍历路径规划方法的不足, 文中基于蚁群算法和生物激励神经网络, 提出了一种高覆盖率、低重复率的完全遍历路径规划方法。该方法基于栅格法和生物激励神经网络进行环境建模, 将神经元活性值引入蚂蚁转移概率公式中, 既克服了蚁群算法需要对环境提前扫描学习, 运算复杂的不足, 又避免了生物激励神经网络随机性强, 重复率高的缺陷。仿真试验表明, 文中方法不仅有效实现了复杂环境下UUV完全遍历路径规划, 而且能够以最短路线跳出死角, 具有覆盖率大、重复率小, 实用性强的优点。该研究可为进一步开展动态环境中的UUV完全遍历路径规划提供参考。

基于遗传算法的鱼雷控制系统拓扑优化

林洋, 孙炯, 刘凯, 张百勇

2017, 25(1): 027-31. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2017.01.006

[摘要](1179) [PDF 367KB](389)

摘要:
鱼雷控制系统对全雷正常运转起着至关重要的作用。针对其通信网络架构问题, 建立以某型鱼雷为实例的模型, 选取总线长度及可靠性优化为目标问题开展研究, 改进了遗传算法的求解效率及搜索全局最优解能力, 并利用MATLAB编程实现了对目标问题的求解。结果表明, 优化方案的拓扑结构在长度及可靠性上较该型雷的原设计结构更优。

闭式循环水下动力系统壳体冷凝器设计

韩勇军, 杨赪石, 彭博, 郭兆元, 路骏, 马为峰, 王晋中

2017, 25(1): 032-36. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2017.01.007

[摘要](1046) [PDF 454KB](431)

摘要:
针对闭式循环水下动力系统壳体冷凝器, 建立了壳体冷凝器设计计算数学模型, 运用MATLAB编制了壳体冷凝器的设计计算软件。通过与实际产品试验数据对比, 验证了该软件具有较高的可信度, 可为壳体冷凝器的设计开发, 优化壳体冷凝器的结构和性能, 提高设计开发效率提供数据参考。

水下航行器对转涡轮动力系统建模与仿真

赵民全, 王新平

2017, 25(1): 037-44. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2017.01.008

[摘要](1313) [PDF 441KB](468)

摘要:
为研究水下航行器对转涡轮动力系统, 提出了对转涡轮动力分系统控制方案。一级涡轮结构采用燃料流量的控制方式, 二级涡轮结构采用调节海水泵比例溢流阀压力改变海水泵吸收功率的控制方式, 分别建立了各级涡轮转速闭环控制系统数学模型, 并进行了水下航行器在恒定深度下的变速特性和变深过程中的稳速特性仿真。仿真结果表明, 参数的变化特性符合期望值, 动力系统变化过程快速、稳定。

预防性维修中鱼雷可靠度评估模型

王昊, 陈冬科, 刘清慧

2017, 25(1): 045-48. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2017.01.009

[摘要](803) [PDF 475KB](327)

摘要:
针对鱼雷性能测试检测技术中存在的问题, 基于鱼雷预防性维修实际, 在马尔科夫链模型基础上建立了鱼雷可靠度评估模型, 从而掌握某一预防性维修工作策略下鱼雷可靠度变化趋势, 进一步论证了检验预防性维修工作策略的合理性。研究过程及模型设计能够反映鱼雷在预防性维修周期内的实际工作状况, 其结果利用定量指标能够全面且系统地体现了鱼雷在预防周期内的可靠度变化, 为鱼雷维修工作策略的制定提供参考。

水下航行器自主导航精度评定方法

叶浩亮, 王松林, 贺成刚

2017, 25(1): 049-53. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2017.01.010

[摘要](1253) [PDF 296KB](747)

摘要:
为了解决自主式水下航行器(AUV)自主导航精度指标的考核与评定难题, 从借鉴其他行业相关方法入手,理清了自主导航精度指标的概念与定义。结合工程实际采用的试验方法, 提出了AUV自主导航精度试验样本要求, 对试验样本的筛选制定了约束条件, 规范了样本选取。给出了计数法与计量法等2种指标评估方法, 并以实际数据为例进行了演算, 验证了本文自主导航精度评定方法是合理可行的。

指数型寿命分布产品无故障试验数据分析评估方法

付朝晖

2017, 25(1): 054-58. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2017.01.011

[摘要](769) [PDF 243KB](410)

摘要:
武器装载可靠度试验经常产生无故障试验数据, 利用指数分布的无记忆性, 通常认为同类型的个产品的无故障试验时间等同于同一产品无故障工作了个产品试验时间的总和。在工程应用中, 这种方法存在局限性。文中利用浴盆曲线解释了不能完全采用这种方法进行计算的原因, 即在装载总时间达到进入损耗失效条件的时候, 该方法存在错误。针对这一关键问题, 提出了装载可靠度计算的修正方法, 给出了置信下限分析, 结合算例验证了该方法的可行性。

核电磁脉冲辐射下电火工品的安全性分析

王殿湘, 张蕊, 纪向飞, 姚洪志, 赵团

2017, 25(1): 059-64. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2017.01.0012

[摘要](909) [PDF 879KB](483)

摘要:
针对美军标中提出2.3/23 ns核电磁脉冲辐射作用会对武器系统及电火工品造成严重威胁的问题, 利用电火工品核电磁脉冲辐射效应试验系统, 展开其在电磁脉冲辐射作用下安全性研究, 获得了火工品的桥丝电阻和脚线长度与电磁脉冲辐射作用下的感应电流和感应能量关系。研究结果表明, 桥丝电阻消耗能量的速率一定, 当桥丝电阻逐渐增大时, 电阻消耗的能量不断增多, 感应能量随桥丝电阻的增大线性增大; 桥丝上的感应电流峰值主要由等效天线的等效阻抗决定, 桥丝电阻改变基本不影响峰值感应电流; 峰值感应电流随脚线长度的增大线性增大, 感应能量随脚线长度增加呈指数增大关系。文中研究可为提高电火工品核电磁脉冲效应适应性提供设计依据。

水下爆炸柱型装药与球形装药远场等效关系

张弛宇, 郭锐, 刘荣忠, 陈亮, 杨永亮

2017, 25(1): 065-70. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2017.01.0013

[摘要](1333) [PDF 665KB](466)

摘要:
柱型战斗部和球形战斗部作为2种最常规战斗部形式, 其水下爆炸性能是其研究的重点, 目前已存的水下爆炸经验公式皆为球形装药。为研究柱型装药水下爆炸压力场是否也存在类似球形场的经验公式, 文中首先定性分析了作用方位和长径比对柱型装药水下爆炸压力场的影响。通过对比分析柱型装药和等药量球形装药压力场, 求得柱型装药与球形装药远场冲击波关系式方程, 并结合球形装药经验公式, 推导得到柱型装药压力场近似经验公式。仿真试验验证了上述公式的准确性。文中的研究可为优化水下战斗部爆炸性能提供依据。

限定区域下悬浮式深弹布放模型及算法优化

任磊, 贾跃, 李文哲

2017, 25(1): 071-76. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2017.01.014

[摘要](1066) [PDF 352KB](357)

摘要:
悬浮式深弹与其他软防雷武器综合使用时其布放区域往往受到限定, 为了解决在限定区域下的布放位置问题, 通过分析其作战过程和来袭鱼雷的弹道特点, 建立了悬浮式深弹拦截鱼雷“双侧基准点”布放数学模型,对该模型中的目标函数及约束条件进行了优化, 采用解析计算与逻辑判断相结合的算法求得最优解, 并通过算例验证了该布放模型及算法的准确性, 为限定区域下悬浮式深弹布放位置的确定提供了参考。

能量约束下鱼雷最优攻击速度和提前角

孙权

2017, 25(1): 077-80. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2017.01.015

[摘要](843) [PDF 374KB](594)

摘要:
鱼雷攻击过程中航速并非越高越好, 因为能量有限, 速度越快, 航程越短。文中研究了在给定雷目攻击态势下, 通过理论分析和数学推导求解最优攻击速度和提前角, 以使鱼雷能量消耗最小, 并在此基础上通过计算和绘图对最优攻击速度、最优提前角、能量与目标舷角的关系进行分析。研究结果有助于延长鱼雷航程, 可为鱼雷的使用和弹道设计及其全航程能量规划提供参考。

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