基于行为树的水下运载器减压行为决策研究

为减小乘员手动控制水下运载器上浮减压的安全风险,以水下运载器自动上浮停留减压问题为研究对象,分析水下运载器在水中的一系列减压过程,提出水下运载器自动上浮停留减压需求,基于行为树技术对水下运载器在减压过程中的行为决策进行设计与建模。针对该行为决策模型进行仿真实验,通过仿真实验验证所设计行为树符合预期,为提升水下运载器智能化奠定基础。     

无动力运载器倾斜爬升式上浮特性分析

[目的]为保证无动力运载器的上浮参数以及出水姿态满足要求,对无动力运载器倾斜爬升式上浮特性进行分析。[方法]基于STAR-CCM+的重叠网格技术、动态流体相互作用(DFBI)以及流体体积(VOF)波模型,采用CFD数值计算方法,对无动力运载器上浮过程进行动态仿真,研究无动力运载器自身比重、质心与浮心位置、舵角以及释放初速对其倾斜爬升式上浮参数以及出水姿态的影响。[结果]结果表明:当净浮力为运载器排水重量的0.15倍时,运载器纵倾角稳定在45°附近;当净浮力为运载器排水重量的0.10倍时,运载器在倾斜的过程中会经历一个回摆过程;并非净浮力越大,运载器上浮的垂直速度就越快,当净浮力为运载器排水重量的0.20倍时,上浮的垂直速度反而最小。[结论]研究结果可为无动力运载器的总体布局和控制设计以及其他领域应用无动力运载器的可行性分析提供一定参考。     

波浪对运载器出水姿态角的影响

运载器是导弹水下发射系统的重要组成部分,运载器在水中运行弹道和出水姿态直接关系到导弹发射的成败,因此水弹道设计和仿真是导弹水下发射的关键技术之一。本文对某运载器在水中运动弹道进行了数学仿真计算,并利用波浪理论对运载器近水面航行时的弹道进行修正,讨论了波浪力(矩)对运载器出水姿态角的影响。     

一种用于蛙人或有效载荷的水下新型运载器

阐述一种新型多功能单兵作战的水下小型蛙人运载器,该装备是由潜艇鱼雷发射管或水面舰艇释放的一种新型单兵装备。武装蛙人以匍匐的形式封闭在运载器内,通过运载器内操控台上的信息及按钮选择执行作战任务,完成任务后运载器可回收。它是一种远程运载蛙人或有效载荷的特种运载器、探测器,具有较远运送特种作战蛙人、较远距离实施攻击、较广泛作战用途及较高智能程度、较低费效比的特点,能对敌方目标形成较大的威胁。同时也是蛙人撤离和逃生的一种手段,是海军不对称作战的有力武器。通过对此型单兵运载器的研究,对我国新型蛙人运载器的设计理念起到一定的启发作用。     

“海长矛“导弹运载器面面观

海长矛武器系统是一种密封的超音速远程反潜导弹，由攻击潜艇的鱼雷发射管发射。漂浮式运载器上升到水面之后，前罩分离，火箭发动机点火，把导弹和有效载荷从运载器发射到目标坐标。本文重点介绍了海长矛运载器（一种重量轻、强度高的复合材料压力壳体）的系统设计和舰载应用状况。鉴定了性能、环境和接口要求，并对此进行了分析和比较。对照不同的发射方法、材料和结构几何形状所做的原理性研究，得出了选择复合材料制作运载器的结果。本文比较了每种原理的密封性、浮力、水下推进原理的优缺点，确定了施加在用于保护导弹的运载器上的预定冲击负载，并导出对运载器的要求。另外，本文还阐述了根据运输、操作、潜艇武器的装运以及鱼雷发射等对运载器提出的要求。运载器圆筒材料是一种层状的复合材料，压力容器夹层的表层由长纤维缠绕的石墨—环氧树脂组成，蜂窝状酚醛位于中间，由长纤维缠绕的凯夫拉尔保护层涂复在扁状蜂窝结构上。本文介绍了复合材料运载器用于舰上的可能性。最后还谈到了复合材料运载器在海军工程应用中的优点。海长矛项目已在９３年取消，但其运载器的设计思想和技术方案仍有借鉴意义。     

弹性垫形式的水下弹性体发射动力学分析

弹性垫会对水下运载器发射动力学产生影响,文章针对弹性垫形式,利用Lagrange方程推导了新型适配关系下的发射动力学方程,同时考虑了运载器的刚体运动、弹性变形、弹性垫变形与接触对发射过程的影响。利用文中的方法,建立了水下运载器发射动力学模型,对发射过程的载荷进行了求解,研究了弹性垫数量、刚度、位置等参数对运载器弹性振动的影响。结果表明文中方法是有效的,可用于水下运载器发射动力学分析。     

水下运载器调节索抗流功能的数值计算与分析

调节索是从水下运载器悬下的重型链条,能够在运载器悬停于水中时起到辅助抗流的作用。文中给出了调节索实现抗流功能的控制方程,并对方程中用到的运载器纵向阻力系数、垂向运动时的水动力系数及附加质量进行了数值计算,最后给出了调节索长度及重量对运载器抗流调节范围的分析结果。     

大深度浮力驱动式水下运载器的浮潜运动研究

基于模型试验,对大深度浮力驱动式水下运载器的上浮运动进行研究与分析,基于数值仿真,提出大深度浮力驱动式水下运载器浮潜运动的快速预报方法,并将预报结果与模型试验结果进行对比,证明快速预报方法的准确性。使用快速预报方法,针对水下运载器比重变化、流体密度变化、水下运载器初速度以及水流扰动4种因素对浮潜运动的影响进行研究.此外,对水下运载器作六自由度运动时所受的水动力进行计算,为后续的六自由度运动预报和研究提供基础。     

“海长矛“反潜武器运载器

本文介绍美国“海长矛”反潜战远程武器运载器的设计和研制。“海长矛”是封装式的武器系统，可发射导弹和鱼雷，也可以发射深水炸弹。当“海长矛”导弹从水下攻占型潜艇发射时，装有导弹的运载器无控地浮至水面，出水，头盖打开，导弹与运载器分离，进入水中，寻找目标。运载器是带有夹层结构的用石墨纤维湿缠绕的圆筒，分三个组成部分：圆筒，前盖和后盖。运载器可以保护导弹免受自然环境和外界感应因素的影响，它能承受在潜艇上贮存和发射时的冲击载菏。运载器前盖上装行出水传感器。后盖与圆筒的连接设计独特，生产过程简单，成本低。     

潜射导弹无动力运载器的滚控暨分离技术研究

导弹水下发射无动力运载器需要滚动控制技术，但该技术在当前研制的静力分离运载器中难于实施。鉴于此，本文提出一种新的弹器分离方案－动力分离方案（即弹射分离方案），文中对动力分离运载器的结构和弹道性能作了较详细的介绍，并与静力分离方案作了较全面的比较。     

潜射导弹无动力运载器的滚控暨分离技术研究（续）

导弹水下发射无动力运载器需要滚动控制技术，但该技术在当前研制的静力分离运载器中难于实施。鉴于此，本文提出一种新的弹器分离方案-动力分离方案（即弹射分离方案）。文中对动力分离运载器的结构和弹道性能作了较详细的介绍，并与静力分离方案作了较全面的比较。     

基于支持向量机的水下机器人操纵运动参数辨识

根据平面运动机构试验所得到的水动力系数确定水下运载器的运动方程,应用最小二乘支持向量机对水下运载器的试验数据进行分析,辨识得到了水动力系数,并将辨识得到的参数同平面运动机构试验所确定的参数相比,验证了最小二乘支持向量机进行水下运载器操纵运动参数辨识的有效性。根据所辨识的水动力系数进行了模型验证,证明所辨识得到的水动力参数是可靠的。该方法对水下运载器的操纵和控制的研究有重要意义。     

潜空导弹运载器水弹道及下沉物砸艇问题研究

在潜空导弹运载器水下6自由度运动模型建立方程的基础上,针对潜空导弹运载器与导弹水面分离后下沉物砸艇问题提出了2种弹道设计方法,并利用M atlab对这2种设计方法进行了仿真与比较。本课题的研究在运载器的弹道设计方面具有实际意义,得出了一些有用的结论。     

潜载飞航导弹发射技术的发展

本文介绍并分析了潜载飞航导弹发射技术的发展过程，重点介绍了俄罗斯（含前苏联）、美国和法国的发展概况。文章谈到了潜载飞航导弹由水面发射到水下发射的演变，重点分析了目前潜载飞航导弹实施水下发射的多种方式，即采用标准鱼雷管的无动力运载器发射、有动力运载器发射和裸弹发射；采用专用倾斜发射管和垂直发射管的运载器发射和裸弹发射等。在比较各自的优缺点后，本文认为，采用无动力运载器和专用垂直发射装置发射潜载飞航导     

减速翼对深海运载器近水面运动特性影响分析

为探究波浪和减速翼共同作用对深海运载器近水面出水和垂荡运动的影响规律,采用数值方法,分析不同减速翼张角和海况等级下运载器近水面运动受到的波浪载荷及其运动响应特性,并提出一种函数拟合的短期波浪力时域建模方法。研究结果表明：减速翼对运载器近水面垂荡运动有显著的抑制作用,减速翼张角越大,运载器实现水面稳定所需的垂荡次数越少,垂荡运动周期越短;低海况下运载器状态参数波动范围逐渐减小,高海况状态参数波动范围先减小后增大,在1 T波周期内垂向速度和纵倾角达到极小值,1 T～2 T波周期内纵倾角逐渐回复到90°;正弦和函数和非线性最小二乘法拟合适用于波浪载荷的短期时域建模。     

海流对水下运载器航行安全的影响评估

海流对水下运载器航行有着重要的影响,是其确定航线,保证水下航行安全时的重要考虑因素之一.在分析海流对水下运载器航行安全影响机理的基础上,针对已有的评价标准进行改进,建立了新的评价标准并以此构建隶属函数.运用模糊数学的相关方法进行实例应用的仿真.结果表明,该方法可行且有效,评估结果可为水下运载器航行提供直观有效的参考依据.     

运载器筒体下沉砸艇概率估算方法

本文探讨了弹器分离后运载器筒体下沉过程中砸艇概率的估算方法。     

水下运载器运动速度对导弹出水姿态的影响研究

水下导弹发射受很多因素影响,发射深度,运载器运动速度都是很重要的因素。应用ANSYS/LS-DYNA对某型导弹建立数学模型。对其水下弹道进行了仿真计算,并重点分析计算了水下运载器运动速度对该导弹出水姿态角的影响。     

用于DD21舰的无人运载器及其战术控制系统

美国海军水面战中心Dahlgren分部目前正在开发无人空中运载器的战术控制系统（TCS），该分部的海岸系统对用于海上和地面无人运载器的战术控制系统进行了演示验证。为了用于DD21舰和未来水面舰艇，海岸系统站考虑采用在战术控制系统控制下运行的一个系列小型、成建制、舷外无人运载器、实现在指挥、控制、通信、计算机和情报（C^4I)互联和互操作性上的良好费效比，应用于舰艇自身防御、对陆打击和其他近岸战使命。     

极区航海导航与定位保障技术发展综述

航海导航系统是各类军民海洋运载器实现极区顺利到达以及极区安全航行的先决条件。然而,南北极区特殊环境造成航海导航系统性能下降甚至无法应用。为从根源上认知航海导航系统极区的应用问题,在系统阐述海洋运载器导航系统极区应用发展史的基础上,从地球运动学、地球物理场、海洋环境和地理环境4个方面,全面分析极区特殊环境对海洋运载器主要导航系统的影响,并通过极区航海导航系统的研究现状及未来趋势的展望,为极区航海导航技术及未来发展提供有益参考。