浅水域无人侦察攻击艇初步设计与性能分析

发布时间：2020-04-20 16:31

【摘要】：20世纪以来,海军力量的发展越来越被各个国家重视,伴随着科技的飞速发展,海上无人武器装备开始在战场上展露锋芒。水下无人艇作为水下作战平台的重要载体,近年来已经成为研究热点。本文根据无人艇的船型设计特点,设计了一种可搭载武器的水下无人艇,重点对水下无人艇的外形主尺度,内部装置及布置以及耐压壳结构展开设计,同时利用了CFD软件Fine/Marine及有限元分析软件Patran对无人艇相关性能展开研究。以下为本文完成的具体工作:完成水下无人艇总体设计。包括无人艇主尺度及艇型设计方案,内部各系统设计方案。利用三维建模软件Solidworks对无人艇内部构件进行建模,完成总布置设计,并利用Maxsurf对无人艇浮态进行校核。基于CFD软件Fine/Marine对所设计无人艇的阻力性能展开研究。首先利用Fine/Marine对Suboff模型直航阻力进行数值模拟,将仿真结果与公开试验数据对比,验证了Fine/Marine在计算船舶阻力方面的可行性。然后在保证雷诺数相等的情况下,利用Fine/Marine模拟了无人艇缩尺模型在水下航行状态时1-10kn速度下的直航阻力,并对各个速度下的阻力及流场情况进行分析。然后引入虚拟流体运动粘度概念,通过雷诺数,傅汝德数全相似的条件计算了缩尺模型在水面航行状态下不同航速下的直航阻力,并通过软件处理的到水面不同航速下的兴波情况。阻力仿真结果显示最大航速达到了设计要求。完成无人艇耐压壳结构设计。根据结构规范设计了三种平行舯体结构方案,通过结构分析选择最优方案。然后对无人艇艏部开孔方案进行优化,最后完成艏艉双层耐压壳结构设计。利用有限元计算软件Patran对无人艇耐压结构进行分析,重点根据规范对无人艇的结构强度以及结构稳定性进行校核,计算结果表明无人艇耐压结构符合规范要求。通过模拟分析,本文设计了一艘能够搭载武器装备的大型水下无人艇,该无人艇拥有较好的快速性和续航能力,且拥有较好的结构性能。本次设计是水下无人艇的研究开发工作的一次积极有意义的尝试,能够为今后的研究工作提供一定的参考价值。
【图文】：

第 1 章绪论美国海军空间和海战（SPAWAR）系统中心开发的一款深海搜索型的 UUV，艘先进的无人搜索水下潜器（Advanced Unmanned Search System,AUSS）。该潜整体呈鱼雷型，全长 5.2 米，直径为 800 毫米，最大速度可以达到 6 节，能够持行 6 个小时。该型潜水器携带有水声通信设备，可以通过超声波和水中声波与母行通讯，最深可以在水下 6000 米的区域给母船传递数据[6-7]。（a）近程水雷侦察系统（NMRS）（b）远程水雷侦察系统(LMRS)

缆为潜水器传输电力供其驱动。该型潜水器除了在瑞典海军装备以外，还装备在各国海军和澳大利亚海军的猎扫雷艇上[10]。由挪威 Kongsberg Simrad 公司建造的 HUGIN 3000 AUV 在世界范围内应用广泛，包括挪威在内的 8 个国家的海军利用 HUGIN 3000 做了大量的试验，完海底成像、深海调查、水下目标侦察和水雷探测等多项任务，，并取得了比较好的。该型潜水器整体呈鱼雷状，全长为 5.35 米，最大直径为 1 米，工作深度最大可下 3000 米；该潜水器的续航速度为 4 节，可以在水下以该速度工作 50 小时[11]。（a）英国研制的潜水器（b）法国 DCN 公司的 FDS3 遥控猎雷系统
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U674.77

【参考文献】

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本文编号：2634724