大深度无人潜航器研究现状及发展趋势

大深度无人潜航器是深渊科研、工程及军事应用领域的重要技术装备。介绍了大深度无人潜航器的国内外研究现状及其应用领域,分析了有待重点突破的总体设计与集成、深海结构与材料、高效能源动力、 高速水下通信、组合定位导航、自主感知与控制等关键技术,并展望了大深度无人潜航器的未来发展趋势。     

美国无人潜航器反制措施研究现状

简要分析了无人潜航器反制措施的必要性，从探测分类、软杀伤对抗和硬杀伤对抗 3 个方面总结分析了美国无人潜航器反制措施研究现状。美国无人潜航器探测目前主要依靠反蛙人探测系统，但是反蛙人探测系统存在告警距离短、响应时间不足的问题。因此，美国海军寻求利用海洋哺乳动物和海洋生物探测和分类潜航器的方法。软杀伤对抗主要包括 UUV 捕获、欺骗、干扰及网络对抗；硬杀伤对抗主要介绍了通过超空泡子弹破坏、摧毁 UUV。     

基于失效机理的UUV结构贮存寿命评价

针对贮存环境下无人潜航器(UUV)结构的贮存寿命评估问题,以某型无人潜航器主要耐压结构件材料 5A06 为例,分析无人潜航器耐压壳体结构实际使用环境因素和贮存寿命期间腐蚀失效机理,提出了一种评价无人潜航器壳体贮存寿命的加速寿命试验和评价方法。结果表明：该方法考虑了该类型无人潜航器环境应力对贮存寿命的影响,采用腐蚀加速寿命试验的评价方法可行,具有准确度和可信度高的特点。     

无人潜航器交战行为分层建模方法

无人潜航器是水下智能化作战技术的重要突破口,然而目前其自主能力不足,无法支持水下无人自主作战。针对该问题,提出了一种基于有限状态机和行为树的无人潜航器交战行为分层建模方法,面向无人潜航器打击目标任务,设计行为模型框架与交战行为模型。该模型结合了有限状态机和行为树的优点,具有高解耦性、结构精简、易于修改与复用的特点,能够支撑无人航行器交战行为的定制化开发,并进一步根据任务剖面形成任务清单,支持无人航行器智能化作战。     

无人潜航器作战保障适用性评估方法

良好的作战保障适用性是确保无人潜航器顺利完成预定任务的关键。无人潜航器兼具平台和弹药类装备的双重属性，具有长期贮存、多次使用且可修的使用保障特点。从无人潜航器使用保障全寿命周期出发，结合其基本使用保障工作流程，提出了基于任务分解和基准保障能力的作战保障任务完成度，用于综合评估装备作战保障适用性，并结合装备实际案例给出了算例分析。提出的评估方法具有较好的实践性和可操性，能够全面客观地评估装备作战保障流程和关键要素，研究成果可为无人潜航器及其他类似无人平台作战保障适用性评估提供借鉴。     

国外无人潜航器能源技术发展现状与趋势研究

无人潜航器(UUV)因其较强的灵活性、隐蔽性、高适应性等特点,在军事、科技、经济等方面有广阔的应用前景。UUV 执行的任务越来越复杂,需要更大的自主作业能力,其续航能力是决定其性能的关键技术之一,而 UUV 的动力能源是决定 UUV 续航力的关键因素。介绍了国外 UUV 能源技术发展现状、 UUV 能源技术的优缺点以及最新技术进展,探讨了 UUV 能源技术的发展趋势。     

大深度潜航器水下空间运动建模与仿真

分析大深度潜航器水下空间运动特点，建立描述其空间运动的数学模型，并以数学模型为基础利用 MATLAB\Simulink 软件完成潜航器空间运动仿真模型的开发。在搭建的仿真模型基础上，通过数学仿真手段分析了潜航器在螺旋下潜、抛载过渡、定角爬升、稳定至水面航行状态下的水下运动全过程，给出了具有弧形翼板的潜航器外形设计方案的运动能力仿真评估，为后续潜航器运动能力优化设计提供仿真依据。     

数据驱动的水下潜航器在线建模及运动控制技术

面向未来高机动水下潜航器对精确运动控制的需求,考虑到现有控制方法所面临的动态跟踪能力差、耦合系统控制精度低等不足,研究基于模型的控制方法。水下潜航器水动力非线性强、建模困难,研究了数据驱动的水下潜航器运动建模方法,可实现对潜航器未来运动的长时精确预报。面向微小型水下潜航器难以安装声学测速及推进器转速测量装置,研究了无声学传感信息下线速度多步预报技术,仅需惯导数据及推进器、舵角控制信号,实现对不同航次线速度长时精确预报。基于该建模方法,研究了水下潜航器 MPC 及基于模型的强化学习运动控制技术,基于仿真平台及无人机实物平台验证了控制方法的有效性。     

大型AUV及其水面侦察技术浅析

传统的自主水下无人航行器（AUV）主要执行包括军事活动在内的水下情报收集、环境监测和水下目标探测与处置等。近年来随着信息化技术和人工智能的发展,AUV 行业受到各界尤其是各国军方越来越多的关注,得到了快速发展和广泛应用。作为一种无人侦察平台,AUV 逐渐突破了常规尺度,向大型化和超大型化方向发展,可搭载的载荷类型和尺度有了明显的变化和提升。通过分析大型 AUV 作为侦察型装备的国内外发展现状,对利用大型 AUV 开展水面侦察的能力建设进行了分析,重点提出了大型 AUV 搭载水面侦察载荷需要解决的关键技术,为进一步提升和拓展 AUV 作战能力和作战领域提供支持。     

无人水下航行器故障预测与健康管理框架研究

针对无人水下航行器维修保障难度大、成本高的问题，论述了 PHM 技术在无人水下航行器的系统级、分系统级、设备级的应用问题，提出了一套适用于无人水下航行器机载、岸基故障预测与健康管理(PHM) 系统框架结构。分析了其中的关键技术，在此基础上进行了无人水下航行器 PHM 数据流结构设计。最后，以 PHM 技术工程应用为线索，提出了无人水下航行器 PHM 总体集成技术方案。