水下无人航行体航迹规划算法研究

论述了水下无人航行体的航迹规划技术。对水下无人航行体航迹规划问题进行了论述。探讨了航迹规划系统组成,对水下无人航行体的航迹规划算法进行了分类概述。最后,对水下无人航行体的航迹规划研究的关键问题进行了展望。

无人水下航行器壳体流体动力的计算

采用计算流体力学方法对无人水下航行器壳体流体动力特性进行数值模拟与计算。计算结果与风洞试验结果对比表明,该方法对无人水下航行器壳体流体动力特性的预测精度较高。该研究成果对无人水下航行器的外形设计具有缩短周期,节约费用和降低风险的效果。

水下航行体两种降噪艉附体形式的应用研究

为降低水下航行体的螺旋桨噪声,研究两种降噪艉附体形式的降噪效果。首先分析水下航行体马蹄涡的形成原因,认为马蹄涡对桨盘面处伴流产生了不利影响。研究增加艉翼过渡和安装消涡整流片两种控制马蹄涡的方法,分析其削弱马蹄涡强度的原理。将这两种方法应用于某无人水下航行体(UUV),开展实际航行状态下的噪声测量试验。结果显示:设置艉翼过渡使UUV航行噪声总声源级降低了2.4～4.4 dB,设置消涡整流片使噪声降低了0.1～1.4 dB。

水下武器探测和信息处理的综合化与平台多样化

近年来,鱼雷技术内涵的延伸和功能的扩展给水下武器探测和信息处理带来了新的应用和发展空间,水下探测与信息处理模式呈现出了多样化和综合化的新局面,主要体现在新的探测平台带来的优势。未来作战模式的改变,使得实现平台—武器探测一体化以及武器探测与信息处理技术的融合成为其技术发展的主流趋势。利用平台的成套传感器,把接敌信息下载到武器上,以改进其捕获目标能力和提高其自导性能;利用平台处理器来增强武器的处理能力;利用平台显示器可以实时显示武器的战术态势;利用平台能实现武器对威胁的快速响应等等。当前常规鱼雷、低速UUV和反鱼雷鱼雷的技术发展分别代表了水下武器探测技术的3个主要应用方向。本文试图跟踪近年来这3种武器平台的发展状况以及与其相关的探测技术的发展趋势,归纳了这3种武器平台探测与信息处理技术的发展动向,并阐述了其目前的研究状况和面临的主要问题。

开放系统——鱼雷和UUV设计的方向

描述了英国开发的开放系统方法在鱼雷上的应用项目“先进数字信号处理自导头”,介绍了与之相关的分别由英国和美国开发的开放式声纳系统项目“声纳COTS技术快速插入”和“声学快速COTS插入”的情况,对鱼雷和无人水下航行体(UUV)开放系统设计中的平台独立性、功能模块化、通用功能软件工具、数据独立性、构件技术应用、模块化与一体化关系等问题进行了讨论。提出:独立于平台的软件是必需的,数据应作为独立构件;应在行业内采用通用软件工具;应对功能模块化水平进行合理设计,在开放性和管理效率之间取得平衡;一体化的核心是信息综合和运用层次上的一体化,一体化设计不应影响关键子系统和功能构件在物理层面的相对独立性。

基于指标函数集合排序法的UUV航路规划

潜艇艇载战术无人水下航行体(UUV)的军事应用要求其全局航路规划求解算法必须兼顾计算快速性与任务适应性要求。使用动态规划算法求解该问题较其他算法具有求解速度快的优势,而传统动态规划使用单一指标函数存在任务适应性不高的问题,为此提出使用指标函数排序集合的改进方法,说明了该方法的使用时机与程序实现要点。该方法用一个可变的指标函数集合代替了单一的指标函数,其程序流程与传统方法基本相同,只是初始化模块、算法模块以及一些预备工作有所不同。仿真结果证明了改进方法的有效性,且在任务适应性上有明显提高,可降低整个航路规划的时间消耗。