鱼雷定深航行稳定性的分叉分析

鱼雷定深运动方程含有诸多的非线性项,用传统的分析方法对其稳定性进行研究有较大难度。运用非线性科学中的分叉理论,选定鱼雷定深运动方程中的某一流体动力系数扰动值为分叉参数,系统地分析在经典比例微分深度控制系统作用下,鱼雷在退化平衡点处的航行稳定性。利用中心流形定理,推导出系统状态变量解析表达式,对系统Hopf分叉进行分析,并进行仿真验证。结果表明,流体动力系数变化使定深航行产生Hopf分叉,并给出了确保鱼雷稳定航行的流体动力参数取值范围。     

鱼雷定深航行稳定性的分叉分析

鱼雷定深运动方程含有诸多的非线性项，用传统的分析方法对其稳定性进行研究有较大难度。运用非线性科学中的分叉理论，选定鱼雷定深运动方程中的某一流体动力系数扰动值为分叉参数，系统地分析在经典比例微分深度控制系统作用下，鱼雷在退化平衡点处的航行稳定性。利用中心流形定理，推导出系统状态变量解析表达式，对系统 Hopf分叉进行分析，并进行仿真验证。结果表明，流体动力系数变化使定深航行产生 Hopf分叉，并给出了确保鱼雷稳定航行的流体动力参数取值范围。     

基于深度学习的来袭鱼雷态势判断方法

鱼雷防御是舰艇安全执行任务的重要前提。准确判断来袭鱼雷的态势是成功防御的关键。错误的态势判断和对抗方法会降低鱼雷防御效果,甚至增加被命中的可能性。因此非常有必要研究来袭鱼雷的态势判断方法,从而为准确制定防御方法提供依据。由于不同类型的鱼雷有不同的运动模型和弹道形态,为此,研究和建模来袭鱼雷的运动模型是一种准确判断鱼雷类型的有效途径。本文在综合调研的基础上,分别对常见的几种舰艇鱼雷运动模型进行分析、建模和仿真,并基于长短期记忆人工神经网络对仿真结果进行了分析和验证。该研究可为舰艇鱼雷防御决策提供重要参考。     

鱼雷纵向操纵性研究

鱼雷是一个复杂的非线性系统，其空间运动方程包含6个动力学方程和9个运动学方程，有15个未知参数，求解此方程组的解析解很困难，只能进行数值求解，而操纵性的研究一般是对其运动和侧向运动分别研究，为此本文在研究鱼雷航行条件的基础上，在一定的假设条件给出简化方程。基于此，对鱼雷的操纵性进行了研究，文中以纵向运动为例进行了实际计算。     

鱼雷水下发射的6-DOF运动仿真

为了直观、量化地描述鱼雷在发射出管的运动状态,研究质浮心间距对于鱼雷航行质心轨迹及姿态角的影响,本文通过建立鱼雷发射的网格模型,运用重叠网格方法和6-DOF方法对鱼雷出管的运动状态进行数值仿真分析。对仿真数据进行分析,得到了鱼雷运动时质心轨迹随时间的变化规律、姿态角随时间的变化规律、质心轨迹和姿态角随发射速度的变化规律和质浮心间距对于鱼雷运动姿态角的影响,以及鱼雷运动时的瞬态速度场分布。为鱼雷发射后运动姿态的调整和控制提供理论依据。     

鱼雷形水下机器人水动力试验研究

水下机器人的水动力参数是建立其空间运动数学模型的重要基础,文章对某鱼雷外形的水下机器人,在循环水槽进行了模型水动力试验,得到水下机器人阻力曲线、绘制出了水平斜航和垂直斜航受力随攻角和漂角变化的曲线并将其回归成与漂角或攻角相关的表达式,得到了与操纵性能相关的主要水动力系数,在此基础上对水下机器人的运动稳定性进行了分析,研究结果表明水下机器人能够满足运动稳定性的要求,同时试验得到的水动力参数为水下机器人的操纵性分析及运动控制提供依据.     

鱼投鱼雷雷伞系统五自由度运动的研究

本文对推导出的空投鱼雷雷伞系统三维空间弹道方程进行了无量纲化，并讨论了具有特定物理意义的参数，对雷伞系统纵向和横向小扰动稳定性的影响进行了分析，从而获得了空中运动稳定性准则，为雷伞系统稳定性的设计提供了理论基础。并对初始投影条件对雷伞系统五自由度弹道的影响进行了全面的研究，其结果可为空投鱼雷气动减速器的研制提供参考。     

鱼雷斜入水过程非定常运动仿真研究

针对鱼雷反潜时复杂的入水过程,采用FEM/SPH耦合方法,对鱼雷入水过程进行了仿真,研究了鱼雷入水过程中的冲击加速度和入水初始段鱼雷姿态的变化。仿真过程中发现了"忽扑"现象对鱼雷入水后非定常运动的重要影响。通过分析试验数据,完善仿真模型,模拟了"低压力"引起的鱼雷入水后的"忽扑"现象,仿真分析了鱼雷真实的入水非定常运动过程。结果可为鱼雷入水弹道设计和结构承载能力设计提供一定的依据。     

基于方位信息的鱼雷攻击意图判别方法研究

舰艇编队水声对抗的相关研究是急需解决的问题,如果能够通过仅有鱼雷报警方位信息快速做出鱼雷对舰艇编队攻击意图的判断,即鱼雷攻击哪一艘舰艇,指挥员则可以有针对性的制定作战方案实施编队协同水声对抗,从而大大增强水面舰艇的生存能力。该文在建立声自导鱼雷攻击模型和舰艇编队运动模型的基础上,划分鱼雷从不同区域来袭时的态势,提出攻击意图的判断准则,并且通过仿真验证,分析了影响判断准确度的因素,为编队协同水声对抗指挥决策提供必要参考。     

UUV自航发射鱼雷过程的建模与仿真

UUV发射鱼雷过程中,由于自身体积小,质量轻,在受到鱼雷扰动的情况下,其速度和姿态角将发生改变。本文通过研究UUV和鱼雷在发射过程中相互作用的关系,建立UUV在发射过程中的运动模型以及鱼雷在自航发射过程中的内弹道模型,并得出鱼雷出管时UUV的运动参数,为验证UUV自航发射鱼雷的可行性提供依据。对UUV自航发射鱼雷过程的变参数进行分析,为UUV自航发射鱼雷试验以及发射装置结构优化提供依据。     

振动舵对鱼雷运动影响分析

鱼雷操纵运动研究中广泛引用布莱恩(Bryan)的"缓慢运动"的假定,但鱼雷操舵过程中存在局部急剧运动的现象,此时"记忆效应"的影响必须考虑.本文通过理论、试验以及实雷运动辩识相结合的方法,确定了鱼雷振动舵的水动力特性,并开展鱼雷操纵运动特性的预报,结果表明振动特性对舵水动力影响明显,鱼雷在剧烈操舵过程中"记忆效应"应引起足够重视.     

基于OpenGL的鱼雷弹道显示研究与实现

文章阐述了鱼雷弹道显示系统设计与实现,并创建了鱼雷的3D模型和仿真环境,构造了逼真的3D视景显示和3D立体声响,使弹道以形象、直观的形式表现在研究者面前,以方便科研人员对鱼雷弹道进行分析与研究。鱼雷弹道显示系统采用VisualC＋＋6．0＋3DSMaxq-OpenGL模拟鱼雷在海上的主要场景,给出了鱼雷运动状态的弹道轨迹,并在计算机上成功地完成了鱼雷运动的视景仿真。     

潜艇水声对抗系统中的鱼雷报警问题

本文分析了鱼雷运动辐射噪声和鱼雷运动所具有的特征，采用新的谱估计方法和时－频谱的多普勒分析技术，对鱼雷目标被动识别问题进行了探讨，提出了以模糊模式识别理论为基础的目标识别方法。在由接收信号的特征信息所构造的论域上，建立相应的隶属函数，依据最大隶属度原则，来识别判决鱼雷目标。文中还就鱼雷报警系统中的作用距离进行了理论分析和估计。     

基于BTT的反鱼雷鱼雷横向-横滚操纵性研究

针对传统的侧滑转弯(Skid-to-Turn,STT)控制技术的缺点,提出了采用倾斜转弯(Bank-to-Turn,BTT)技术应用于反鱼雷鱼雷(Anti-torpedo torpedo,ATT)的控制方法.分析了ATT横向-横滚操纵性的数学模型,并对其进行了必要的简化.建立了ATT横向-横滚扰动方程,给出了横向-横滚运动最重要的操纵性指数,并以此进行K-T分析,从而得出ATT横向-横滚操纵性的评价方法,最后通过实例分析了ATT的稳定性和机动性.研究结果表明:ATT的稳定性和机动性相互制约,难以同时达到最优,在实际设计中要根据需要相互协调这2项指标.     

基于距离信息的鱼雷攻击意图判别方法研究

编队作战是未来海上作战的基本样式,进行舰艇编队水声对抗研究具有十分重要的意义.如果舰艇编队能够通过数据融合等方式获取鱼雷距离和方位的报警信息,并根据这些信息判断出鱼雷对舰艇编队的攻击意图,即鱼雷攻击的具体目标舰艇,则有助于指挥员采取有效、合理的对抗方法,从而提高舰艇编队的生存能力.论文在建立声自导鱼雷攻击模型和舰艇编队运动模型的基础上,对鱼雷从不同区域来袭时的态势划分,提出了攻击意图的判断准则,并且通过仿真验证,分析了影响判断准确度的因素,为编队协同水声对抗指挥决策提供了必要参考.     

基于距离信息的鱼雷攻击意图判别方法研究

编队作战是未来海上作战的基本样式,进行舰艇编队水声对抗研究具有十分重要的意义。如果舰艇编队能够通过数据融合等方式获取鱼雷距离和方位的报警信息,并根据这些信息判断出鱼雷对舰艇编队的攻击意图,即鱼雷攻击的具体目标舰艇,则有助于指挥员采取有效、合理的对抗方法,从而提高舰艇编队的生存能力。论文在建立声自导鱼雷攻击模型和舰艇编队运动模型的基础上,对鱼雷从不同区域来袭时的态势划分,提出了攻击意图的判断准则,并且通过仿真验证,分析了影响判断准确度的因素,为编队协同水声对抗指挥决策提供了必要参考。     

自导鱼雷齐射射击禁区研究

为确保齐射组织的安全性,根据自导鱼雷齐射相关原理以及射击禁区的定义,在分析影响鱼雷齐射禁区主要因素的基础上,研究了自导鱼雷平行航向齐射的禁区,建立了计算禁区相关参数的模型,并以MK-46鱼雷为例进行了计算,为自导鱼雷齐射的安全使用提供了参考.     

无人水下航行器自航出管可行性浅析

通过鱼雷发射管进行布放回收是潜艇使用无人水下航行器（uuv）的最佳方式之一,而UUV自航出管是否具有可行性是首要问题。首先,根据潜艇发射自航鱼雷的技术要求来建立UUV自航运动方程和边界条件,并通过计算分析求得UUV自航出管所需满足的条件。随后,在鱼雷内弹道仿真研究的基础上,建立UUV在鱼雷发射管内运动的数学模型,并对其受力和速度进行实时仿真。最后,将仿真结果与UUV自航出管条件进行对比分析。结果表明：UUV自航出管的可行性与其重力浮力差、最低出管速度及出管时的潜艇航速相关。因此,可通过设定恰当的性能参数来实现UUV自航出管的可行性。     

航空自导鱼雷命中概率的仿真研究

依据某型自导鱼雷和潜艇战术技术性能 ,建立了鱼雷、潜艇的运动模型 ,并在计算机上进行模拟对抗 ,采用蒙特卡洛法研究了鱼雷的命中概率 ,其结果与实际较为符合。     

无人水下航行器自航出管可行性浅析

通过鱼雷发射管进行布放回收是潜艇使用无人水下航行器（UUV）的最佳方式之一,而UUV自航出管是否具有可行性是首要问题。首先,根据潜艇发射自航鱼雷的技术要求来建立UUV自航运动方程和边界条件,并通过计算分析求得UUV自航出管所需满足的条件。随后,在鱼雷内弹道仿真研究的基础上,建立UUV在鱼雷发射管内运动的数学模型,并对其受力和速度进行实时仿真。最后,将仿真结果与UUV自航出管条件进行对比分析。结果表明：UUV自航出管的可行性与其重力浮力差、最低出管速度及出管时的潜艇航速相关。因此,可通过设定恰当的性能参数来实现UUV自航出管的可行性。