深海着陆器无动力下潜技术发展现状

深海着陆器是将海洋观测设备运送至海底的首选设备,随着搭载设备及作业任务需求的不同,深海着陆器结构多种多样,而下潜、着陆定位、驻底防陷是深海着陆器布放过程中几项关键技术。本文分析介绍几种形式的减速下潜技术、着陆定位技术、驻底防陷技术、适用场景及应用情况。

水下无人潜航器无动力下潜弹道分析

论文主要分析了无人潜航器螺旋下潜的过程,然后从理论分析的方法解释了无人潜航器在水下无动力下潜过程中的弹道参数,同时对于弧板产生侧推力进行了理论分析。并举出实际例子,进行理论计算,并得出无动力下潜到预计水深过程中的运动参数,及最终下潜到预定水深的具体时间。

基于弧形翼板深海潜航器无动力螺旋下潜方式研究

深海潜航器是进行深海作业的主要设备。针对深海潜航器下潜需要消耗大量能源的问题,研究了深海潜航器无动力螺旋下潜的方式,设计了无动力下潜的弧形翼板,最终通过实际实验验证了设计的可行性。

深海AUV无动力下潜运动特性研究

为探究深海AUV无动力下潜过程中的运动特性,提高下潜运动预报精度,本文考虑海流和浮力变化影响,基于AUV空间运动方程,建立了其稳态无动力下潜运动的仿真方法.通过改变控制输入参数,揭示了AUV各状态量与净负浮力、重心位置、舵角及海洋环境之间的变化规律.结果表明:海流和浮力变化会使AUV的运动状态作出相应调整,以适应流动情况变化,但运动姿态始终是稳定的;无动力螺旋下潜可大大改善AUV在水平面内的漂移距离;相同环境干扰下,AUV下潜速度越快,耗时越短,其漂移距离越小.

深海潜航器无动力螺旋下潜多参数影响分析

深海潜航器是进行深海水下作业的主要设备之一。由于潜航器携带的能源有限,为了节省能源,潜航器在下潜过程中采用无动力螺旋下潜的方式。为了得到较好的螺旋下潜轨迹,利用Fluent从下沉质量力、初速度、阻尼、质心位置及姿态角五个方面对其进行研究,通过对实验数据进行分析,得出一个较优的参数组合。

大型深海AUV无动力螺旋下潜运动特性分析

为了合理地设计大型深海自主水下航行器(autonomous underwater vehicle, AUV),针对其无动力螺旋下潜时的静力配置问题展开研究,重点分析其无动力螺旋下潜运动特性。首先,基于拉格朗日方程推导了大型深海AUV的动力学模型,并利用CFD(computational fluid dynamics,计算流体动力学)软件对其直航试验、斜航试验、悬臂水池试验和平面运动机构试验进行数值模拟,通过最小二乘线性回归法拟合得到了相应的水动力系数;同时通过对比给定推力条件下AUV的直航速度验证了动力学模型的有效性。然后,基于所构建的动力学模型,利用MATLAB/Simulink和S函数建立了大型深海AUV的六自由度运动仿真模型,分析了其净负浮力、重心纵向位移和稳心高度与无动力螺旋下潜稳态参数之间的关系。最后,设计了1∶10的大型深海AUV缩比样机,通过水池试验验证了动力学仿真结果的正确性。结果表明:净负浮力作为大型深海AUV下潜时的主要动力来源,决定了AUV的下潜速度和偏航角速度;净负浮力和重心纵向位移与稳心高度的比值越大,AUV的垂向下潜速度越快,下潜至6 000 m深度的用时越短;由于该AUV的体量较大,其纵倾角主要由重心纵向位移与稳心高度的比值决定,压载质量对重心位置和转动惯量的影响几乎可以忽略。研究结果可为大型深海AUV无动力螺旋下潜时的静力配置提供参考。

6000m AUV“潜龙一号”浮力调节系统开发及试验研究

＂潜龙一号＂是我国2011年启动研发的6 000 m级自主水下航行器（AUV）,用于深海海底锰结核探测,是＂十二五＂规划重点项目之一。由于潜深大,AUV在未知大深度水域航行时,一般需要2-3次下潜才可完成预定深度航行配平要求。研发了＂潜龙一号＂使用的单向浮力调节系统,在陌生水域进行初次下潜时,将浮力调节装置搭载于＂潜龙一号＂外部,在航行深度进行自动浮力调节,通过浮力调节,单次便可实现预定下潜深度的最优化配平,并可同步开展该深度下的探测任务。实现了在未知海域、大潜深探测过程无需进行配平的目的,极大提高了＂潜龙一号＂AUV使用的经济性和方便性。该系统具有功能独立、体积小、使用维护方便等优点,该工作对大潜深航行器具有很高的工程应用价值和一定的开发理论指导价值。