無人艇穩(wěn)性及浮態(tài)恢復(fù)性能研究.pdf

1、海上高速無人艇具有情報收集、監(jiān)視、偵察、武裝保護、掃雷、反潛和精確打擊等功能,表現(xiàn)出廣闊的軍事應(yīng)用價值。然而復(fù)雜的運動控制、惡劣的海況以及執(zhí)行任務(wù)過程中的突發(fā)險況都是對采用自主控制的無人艇安全性能的一個巨大挑戰(zhàn)。具備優(yōu)異的穩(wěn)性性能,避免海上高速無人艇傾覆,是其他功能得以實施的重要保證。而當無人艇意外傾覆后,使其在有限的外界干擾或主動措施作用下恢復(fù)到正浮狀態(tài),直接關(guān)系到無人艇的生命力和戰(zhàn)斗力。本文以某海上高速無人艇為研究對象,重點研究了其

2、穩(wěn)性以及浮態(tài)恢復(fù)性能。
　　 1)基于等排水量法和瞬時濕表面法,借助VB程序計算分析了無人艇的靜水大傾角穩(wěn)性以及波浪穩(wěn)性,討論了船波相對位置、航向角、波長、波高對無人艇波浪穩(wěn)性的影響,并預(yù)報危險航行工況。
　　 2)借助CFD技術(shù),分別采用二維和三維計算方法,分析了無人艇高速航行橫傾時水動壓力對橫傾復(fù)原力臂的影響。采用二維簡化計算方法時,基于2D+t理論將無人艇三維水動力分析簡化為二維楔形體入水砰擊問題,并利用商用流體力

3、學(xué)軟件Fluent進行模擬計算,根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果積分得出無人艇高速航行橫傾時的復(fù)原力臂;采用三維計算方法時,借助CFX軟件直接對無人艇高速航行橫傾時的三維繞流問題進行了數(shù)值模擬計算,主要預(yù)報了垂向力、橫傾復(fù)原力矩,分析了無人艇高速航行橫傾時船底壓力分布和自由液面波形分布,并比較分析兩種方法的計算結(jié)果。
　　 3)建立了無人艇浮態(tài)恢復(fù)數(shù)學(xué)模型;分析了無人艇舷側(cè)氣囊、上層建筑對浮態(tài)恢復(fù)性能及恢復(fù)效果的影響;初步設(shè)計無人艇浮態(tài)恢復(fù)輔助