基于ALE方法的航行器跨介质冲击载荷研究

为了探究航行器在跨介质过程中的动力学响应,基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法建立航行器跨介质数值计算模型,仿真分析了不同初始参数对航行器跨介质冲击载荷的影响规律,给出了最大冲击载荷与跨介质速度与跨介质角度之前的函数关系.研究结果可为航行器跨介质弹道及结构设计提供参考.     

基于磁感应的跨介质通信技术研究

随着海洋军事与战略的发展,传统声学难以完成空水跨介质通信需求。磁感应通信技术由于在空水介质中磁导率一致,且具有信道稳定、速度快、体积灵活、成本低的优势,可以作为空水跨介质的技术补充。以磁偶极子为基础,对空水跨介质感应磁场传播模型进行了研究,证明磁场在空水界面的传播连续性,之后基于USRP设计通信收发电路并实现一套磁感应通信系统。该系统在收发线圈半径10 cm,发射功率1 mW情况下,实现空水（湖水）跨介质20m,通信速率10kbps的无误码文本传输,证实了磁感应通信在空水跨介质场景下的可行性,对后续的相关研究具有一定的指导意义。     

半潜式航行体水平定深回转运动研究

半潜式航行体是遥控猎雷系统的重要组成部分,其回转机动性直接影响系统的探测精度及作业安全。 参照国外典型半潜式航行体设计仿真模型,建立其运动方程组,分别在不同航速和不同垂直舵角下对半潜式航行体的水平定深回转运动进行仿真分析。 仿真结果表明:半潜式航行体具有较好的回转机动性, 回转半径随着垂直舵角的增大而减小,横滚角随着航速及垂直舵角的增大而增大,应综合考虑回转半径及横滚角进行实际控制。     

航行体近水面滑跳运动试验研究

航行体近水面滑跳运动是近年来跨介质航行体研究的热点问题之一,针对航行体水面滑跳运动现象开展研究。 首先设计了适宜滑跳的航行体构型,通过数值仿真方法确定航行体的主要技术参数,发现航行体滑跳过程对于重心位置非常敏感;然后,针对设计的构型,开展水面自由滑跳试验,试验表明本文设计的模型可以在近水面稳定滑跳,验证了滑跳运动方式的可行性。 工作可为后续跨介质航行体设计提供技术参考。     

高性能船在反水雷行业的发展及应用

反水雷行业的进步与高性能船的发展紧密相关,详细介绍了国外多种类型高性能船在反水雷行业中的应用,通过分析各类高性能船的外形结构特点,对其在反水雷行业广泛应用的原因进行了说明。同时对比了空中平台、水面平台以及水下平台等主要反水雷作业平台的属性特点,结合高性能船目前复合化发展的趋势,认为未来高性能船的跨介质应用将会是反水雷行业的一个重要方向。     

"海鳐"波浪滑翔器研究进展及发展思路

波浪滑翔器是一种能够完全借助自然能源长周期运行的小型水面无人航行器,具有超强的续航能力和一定的控位能力,能够执行长时间、大范围、持续的海洋环境观测,水面水下目标探测,跨域通信及信息传递等任务。在国家“863 计划”和国家重点研发计划等领域项目的支持下,中国船舶重工集团有限公司第七一〇研究所研制的“海鳐”波浪滑翔器在平台技术及应用研究上均取得了重要的进展,整体技术水平处于国内领先、世界先进,为在我国军事、海洋环境监测、海洋资源开发利用等领域的应用推广奠定了坚实的平台基础。同时,波浪滑翔器仍是一种有限能力的小型无人航行器,在实际应用中还有许多需要完善和提高的地方。介绍了“海鳐”波浪滑翔器的最新研制进展,总结了研制过程中的部分关键技术,并根据波浪滑翔器在实际应用中存在的一些问题对其技术的发展方向进行了初步探讨。     

UUV定深控制模型参数优化设计方法

合适的控制模型参数能够保证被控对象在较快的响应时间和较小的超调量下达到控制目标,无人水下航行器定深控制模型参数的优化设计对提升水下航行器使用性能具有重要意义。首先,建立了水下航行器空间运动学方程,基于 Modelica 建模语言构建了航行器虚拟样机及其定深控制模型。然后,以响应时间和超调量最小为优化目标,采用非支配排序差分进化算法建立了水下航行器定深控制模型参数多目标优化流程,基于 OPTIMUS 平台构建了水下航行器定深控制模型参数优化设计工作流。以某水下航行器为对象的实验结果表明：所提方法可快速获得较优的 PID 控制模型参数,优化后的水下航行器定深运动控制特性显著改善。     

极浅海域波浪滑翔器跨介质通信实验

面向海洋立体信息感知中长期环境监测、目标探测、区域预警、跨介质信息中继等领域对极浅海域空海信息链路的需求,考虑极浅海域信道恶劣、潮流复杂、环境噪声严重等困难,采用直接序列扩频结合差分二进制相移键控（DS-DBPSK）的水声调制解调技术,以波浪滑翔器为平台进行水声通信、无线系统设计与整合,构建面向极浅海域水下信息支持的波浪滑翔机跨介质通信链路,并在平均深度12 m的厦门港海域开展极浅海域跨介质通信实验,验证了所设计技术方案及系统的有效性。     

基于水舱结构的UUV平衡液位算法研究

为了解决装配水舱的水下无人航行器在出航前,需人为通过调节水舱液位,使航行器处于零浮力状态的不便捷性问题,提出一种可以自动调整航行器平衡液位的方法。结合航行器自身水舱结构,通过 PID 算法将航行器的姿态信息和水舱液位信息进行整合,调节水舱水量实现航行器密度近似于当前水域密度,寻找满足航行器零浮力平衡姿态下的水舱液位。通过 MATLAB 仿真分析,该算法可以实现自主调节平衡液位的目的。     

无人机正射影像辅助无人船测深的作业方法探讨

无人船测深系统被越来越广泛地应用于采集水深数据。在复杂水域环境中进行作业时,无人船受到工作底图及导航方式的限制,难以采用自动航行模式进行测绘,因此提出了一种无人机正射影像辅助无人船测深的作业方法。通过无人机快速获取测区正射影像成果,利用正射影像辅助进行测区划定和测线布设,避开可能造成作业风险的水上障碍物和岸滩。并在此基础上进行自动航行线路的规划设计,在水位不低于正射影像获取水位时开展无人船测深作业。经验证,采用该方法能够最大限度的完成测绘任务,同时降低作业强度与风险,具有较好的应用价值。