水下无人系统学报

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钱东, 赵江, 杨芸

2017, 25(新刊2): 107-150. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2017.02.001

[摘要](1708) [PDF 755KB](4816) [施引文献] (36)

摘要:
美国国防部(DoD)于2007~2013年间, 连续发布了4版《无人系统(一体化)路线图》, 提出了空中、海上、地面无人系统未来25年一体化发展战略规划, 着重强调了各类无人系统跨域协同作战能力和通用技术。此后, DoD相关组织和各军种也分别发布了一系列具有军种特色的无人系统研究报告, 其中, 美海军在2016年最新发布的《2025年自主水下航行器需求》报告中提出了海床战、反AUV战等新兴作战概念; 美国防科学委员会(DSB)的《自主性》报告详细阐述了加速采用自主性技术的实施建议; DSB在《下一代水下无人系统》报告中建议重点发展可大量部署的低成本水下无人系统, 以保持和增强美国的水下优势。文...

水声通信网络协议、仿真与试验综述

乔钢, 刘凇佐, 刘奇佩

2017, 25(新刊2): 151-160. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2017.02.002

[摘要](1459) [PDF 554KB](1579) [施引文献] (60)

摘要:
水声通信网络在水下环境感知、资源勘探及定位导航等领域有重要应用。文中综述了水声通信网络的关键技术、评价指标、仿真工具与大型实际水声通信网络试验。在介绍水声通信网络协议的层次结构和评价指标基础上, 详细分析了当前水声通信网络仿真中主流仿真工具和方法, 结合实际应用综述了当前国内外水声通信网络海上试验规模和结果, 最后给出了未来水声通信网络需解决的关键技术和发展方向。

一种基于模拟退火-改进二进制粒子群算法的测试优化选择方法

张钊旭, 王志杰, 李建辰, 王贵奇, 许军, 杨进候

2017, 25(新刊2): 161-166. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2017.02.003

[摘要](863) [PDF 552KB](396) [施引文献] (5)

摘要:
武器系统装备性能的不断提高, 复杂度的不断增加对测试性设计提出更高要求。为了解决测试性设计中测试优化选择这一非确定性多项式难题(NP-hard), 文中提出一种模拟退火-改进二进制粒子群算法(SA-IBPSO)用于求解最优完备测试集。该算法以二进制粒子群算法(BPSO)为基础框架, 采用异步变化的学习因子, 产生时变的压缩因子, 以增强BPSO算法的全局搜索能力, 确保其收敛性, 并取消了对速度的边界限制; 然后, 与具有概率突跳能力的模拟退火算法(SA)相结合, 以避免BPSO算法在求解过程中陷入局部最优。最后, 通过案例验证, 并与其他算法的运行结果进行比较, 证明该算法可以更有效地解决测...

PDE出口爆轰波与射流诱发水中流场变化规律的数值仿真

周帏, 翁春生

2017, 25(新刊2): 167-174. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2017.02.004

[摘要](833) [PDF 2145KB](442) [施引文献] (6)

摘要:
为研究脉冲爆轰发动机(PDE)在水下爆轰后的复杂流场特性, 基于Mixture多相流模型原理, 建立了PDE管外轴对称流场的多相流爆轰理论模型, 采用Simple算法对燃气喷射进入流场的过程进行了数值仿真, 研究了气泡的形成和发展过程, 以及射流初期流场特性, 分析了射流喷射过程中出现的颈缩与回流现象, 讨论了射流喷射过程中流场的压力、速度等参数分布以及变化规律。仿真结果表明, 爆轰波在水下会引起水流场产生强烈的掺混效应并伴随一些复杂的激波结构, 射流在水中会产生胀鼓、颈缩现象。文中的研究可为水下PDE性能研究提供理论参考。

一种在线调节的联邦卡尔曼组合导航方法

高沛林

2017, 25(新刊2): 174-179. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2017.02.005

[摘要](1165) [PDF 636KB](332) [施引文献] (3)

摘要:
针对水下航行器导航定位研究中, 系统量测噪声统计特性未知时联邦卡尔曼滤波器不稳定, 甚至发散的特点, 文中提出了一种在线调节的自适应联邦滤波方法。该方法利用子系统理论残差和实际残差的比值, 构造了自适应调整量测噪声方差因子, 对子系统量测噪声进行在线调节, 实现了联邦卡尔曼滤波的自适应估计。将该算法应用到惯性导航/多普勒/地磁(SINS/DVL/GNS)组合导航系统中, 并与标准联邦Kalman滤波进行对比。仿真结果表明, 该算法在噪声统计特性未知的情况下, 收敛性比标准联邦卡尔曼滤波好, 具有较高的滤波精度。

基于Petri网的UUV协同潜艇作战建模

李勐, 李伟, 刘海光

2017, 25(新刊2): 180-183. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2017.02.006

[摘要](1225) [PDF 369KB](363) [施引文献] (2)

摘要:
受水下战场环境的制约, 潜艇协同作战是潜艇作战的难点和瓶颈, 无人水下航行器(UUV)的出现和使用为信息化条件下的潜艇协同作战提供了有效途径。文中针对UUV协同潜艇作战(USCO)特点, 通过分析USCO的需求及Petri网的内涵和适用性, 研究了单平台(单艇)和协同条件下的作战过程描述及Petri模型要素, 构建了面向对象Petri网的USCO模型, 为USCO研究提供了新的方法和分析工具。

舰艇机动规避条件下尾流自导鱼雷攻击航向分析

赵向涛, 寇祝, 宛煜棋

2017, 25(新刊2): 184-187. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2017.02.007

[摘要](1335) [PDF 332KB](480) [施引文献] (2)

摘要:
为提高舰艇使用悬浮式深弹对抗尾流自导鱼雷拦截成功率, 围绕舰艇规避条件下尾流自导鱼雷攻击及对抗问题, 分析了尾流自导鱼雷进入机动规避条件下水面舰艇尾流的3种情况, 提出尾流自导鱼雷可能进入规避机动条件下舰艇尾流的射击提前角判断和解算方法, 运用该方法可以推算出尾流自导鱼雷攻击规避舰艇可能航向范围, 为舰艇进一步对抗尾流自导鱼雷提供决策依据。

基于应力-强度干涉理论的O形密封结构可靠性分析

杨立健, 甘祖旺, 付云飞

2017, 25(新刊2): 188-192. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2017.02.008

[摘要](1235) [PDF 353KB](413) [施引文献] (9)

摘要:
O形密封结构广泛应用于航空、船舶等武器装备系统, 其密封性能的优劣直接关系到装备的任务成功性。针对现有O形密封设计分析方法未能充分考虑密封元件制造公差、工作介质压力波动等因素对密封性能可靠性的影响和对可靠性指标不能给出量化分析结果, 文中以应力-强度干涉理论为依据, 构建考虑这些因素的O形密封结构的极限状态函数及其可靠度计算方法, 利用FREET机械可靠性分析软件对水下航行器O形密封结构的可靠性进行分析, 所得结论可为O形密封结构的设计提供参考。

鱼雷延寿试验及寿命评估方法

仲维彬, 陈欢, 梁志君

2017, 25(新刊2): 193-197. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2017.02.009

[摘要](791) [PDF 562KB](466) [施引文献] (4)

摘要:
针对目前现役鱼雷大量存在即将到寿或需要延寿的情况, 文中就鱼雷延寿问题, 对延寿修理后的鱼雷各级产品提出不同延寿试验方法, 将组件级产品的加速贮存寿命试验、工作寿命试验与全雷功能检测、全雷搁置试验相结合, 在延寿试验基础上进行鱼雷寿命综合评估, 得出鱼雷武器能否满足寿命延长年限的结论, 为装备后续使用、维修和保障提供参考。

发射装置特种减速器受载及传递特性研究

李传喜, 段浩, 王云

2017, 25(新刊2): 198-204. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2017.02.010

[摘要](685) [PDF 614KB](303) [施引文献] (1)

摘要:
为了充分了解发射装置特种减速器的工作性能, 考虑减速器的制造误差、安装误差、齿轮浮动和系统弹性, 建立了基于啮合误差理论的发射装置特种减速器齿轮传动系统动力学数学模型, 并进行了数值求解, 分析了发射装置特种减速器在瞬态工作时受载及扭矩传递特性, 得出了误差与均载系数、误差与扭矩振动之间的线性函数关系, 为进一步研究鱼雷发射装置特种减速器提供参考。

基于AD5933的声呐换能器动态特性检测系统设计

李耀波, 王拓, 郭代国, 周浩然

2017, 25(新刊2): 205-210. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2017.02.011

[摘要](774) [PDF 456KB](384) [施引文献] (4)

摘要:
针对目前舰艇声呐维修检测中无法进行换能器动态参数测量的问题, 设计了一种声呐换能器动态参数检测设备。设备以STM32F103作为主控, 通过测试换能器不同小信号频率点上的频率响应, 利用AD5933阻抗分析芯片解算换能器的电导、电纳特性曲线。根据得到的导纳特性曲线, 设计了动态参数解算算法程序, 实现了在不拟合导纳圆的情况下解算动态参数。实际使用结果表明, 该设备携带方便、测试简单, 能够自动完成换能器动态参数的测量, 测量精度可以满足随舰测量指标要求。

工作母船漂移对鱼雷被动声自导攻击固定靶试验的影响与修正

谢勇, 朱文振, 汪新, 刘清慧

2017, 25(新刊2): 211-214. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2017.02.012

[摘要](758) [PDF 494KB](337)

摘要:
鱼雷被动声自导攻击固定靶试验是考核被动声自导作用距离是否满足研制总要求的重要依据, 但被动声自导捕获声靶距离不仅与自导系统性能有关, 还与试验态势有着密切的关系。在分析被动声自导鱼雷接收波束配置、攻击固定靶试验航路与工作母船漂移的基础上, 建立起工作母船漂移对被动声自导捕获声靶距离的影响模型, 进而给出了漂移修正方法。最后结合算例进行分析, 验证了该方法的有效性。

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