2020, 3(4):281-287. DOI: 10.19838/j.issn.2096-5753.2020.04.001
摘要:深海装备在服役过程中需要抵抗海水及应力腐蚀,承受载荷对结构的考验及深海环境的高压强, 这对材料的综合性能提出了巨大挑战。以氧化铝为代表的高强度陶瓷材料具有耐腐蚀、质量轻、高强度等特点,在深海装备应用中具有巨大潜力。对多种高强度陶瓷材料进行了分析比较,并针对深海应用的要求讨论了材料选型和缺陷要求,为下一代深海装备材料的发展提供了参考。
2020, 3(4):288-294. DOI: 10.19838/j.issn.2096-5753.2020.04.002
摘要:针对矢量推进模式下的 AUV 水动力性能和操纵性能,开展了 AUV 矢量推进水动力 CFD 计算, 对矢量推进水平回转操纵性进行了评估,加工了矢量推进样机,并进行湖上操纵性验证。理论计算和试验数据表明:矢量推进具备极高的低速操纵性,该研究为矢量推进在 AUV 上的应用提供了理论和技术基础。
2020, 3(4):295-302. DOI: 10.19838/j.issn.2096-5753.2020.04.003
摘要:针对单个三分量磁传感器的定位理论问题进行了研究,建立了单个三分量磁传感器的定位理论模型,并对系统可观测性进行了详细的理论分析。基于磁性目标的点源磁偶极子等效性,将定位过程中的目标视为匀速运动,推导得到了单个三分量磁传感器的定位理论模型。基于该定位模型,利用批量的观测数据对目标运动状态参数进行估计。对于系统可观测性问题,通过考察 Fisher 信息矩阵的奇异性,严格证明了单矢量磁传感器的定位系统的不可观测性。根据现实应用情景,推导了在部分先验条件已知下的可观测性,得到以下结论:1)单个三分量传感器定位模型是不可观测的;2)在部分先验已知的条件下,系统是可观测的。 最后,通过仿真试验验证了本文结论的正确性,为接下来采用单个三分量传感器对汽车、水面舰艇等一些低动态运动目标的跟踪提供了重要的理论依据。
2020, 3(4):303-308. DOI: 10.19838/j.issn.2096-5753.2020.04.004
摘要:针对水雷目标探测识别困难这一现实问题,分析了水雷及其声呐图像的主要特点,介绍了基于统计特征、形态学、最大熵、分形和聚类等传统水雷识别方法和基于深度学习技术的水雷目标检测算法,以期为后续算法研发提供技术参考。
2020, 3(4):309-313. DOI: 10.19838/j.issn.2096-5753.2020.04.005
摘要:随着无人艇技术的发展成熟,各型无人艇已逐步应用到民用和军用领域。无线通信系统作为无人艇的重要组成部分,承担着无人艇与母艇之间信息交互的功能。从无线通信技术的发展现状出发,分析出适用于无人艇应用场景的无线通信技术及工程设计方法,并设计了一种自适应无线通信系统。该系统能根据无人艇工作状态提供连续稳定的数据链,经试验测试,运行效果良好。
2020, 3(4):314-322. DOI: 10.19838/j.issn.2096-5753.2020.04.006
摘要:为了掌握高海况下舰船的纵摇运动规律并对其进行准确预报,分析了舰船的纵摇运动规律。运用谱分析原理和频率响应法,分别在 4 级、5 级和 6 级海况下,根据海浪谱密度函数和舰船的纵摇频率响应函数,求得其纵摇运动谱密度函数;再运用公式推导,得到其纵摇运动的时域函数;使用 MATLAB 仿真软件对舰船进行纵摇运动仿真,得到 3 种高海况条件下的舰船纵摇运动时域函数图像,并验证仿真结果的准确性。 仿真结论:在高海况下,海况等级对舰船纵摇影响显著,海况等级越高,舰船纵摇的角度值范围就越大。以某型舰船为例的预报结果:在 4 级海况下,舰船纵摇的幅度在±6°之间;在 5 级海况下,舰船纵摇的幅度在± 15°之间;在 6 级海况下,舰船纵摇幅度可以达到±30°之间。
2020, 3(4):323-327. DOI: 10.19838/j.issn.2096-5753.2020.04.007
摘要:从扫雷转向基本要求出发,分析单舰扫雷转向的各种情况,给出转向规则及绘算方法,导出转向要素计算公式,为正确进行扫雷转向和航海绘算提供了参考依据。对于提高扫雷转向机动的准确性和扫雷作战效果具有较大意义。
2020, 3(4):328-332. DOI: 10.19838/j.issn.2096-5753.2020.04.008
摘要:水雷由于隐蔽性好、威力巨大、效费比高等优点,被许多国家作为重要的一种水种兵器。随着我国海军战略由近海防御向近海防御与中远海护卫转变,反水雷作战范围将延伸到第一岛链以外的海域,针对中远海的反水雷需求,我国应加紧研制建制式反水雷装备,提升编队的反水雷能力。
2020, 3(4):333-338. DOI: 10.19838/j.issn.2096-5753.2020.04.009
摘要:主要研究了在应急条件下 AUV 远距离非常规布放方法。首先,从传统的布放方法入手,分析了传统布放方法存在的缺点。然后,重点介绍了火箭助飞布放、飞机空投布放、水下运载平台布放、母船雷轨布放、无人水面艇布放等几种方法,以及这些方法的主要特点和技术难点。最后,对这几种方法需要注意的几个问题进行了分析,得出这几种非常规布放方式可操作性强、应用前景广阔的结论。
2020, 3(4):339-344. DOI: 10.19838/j.2096-5753.2020.04.0010
摘要:波浪滑翔器是一种新型海洋无人自主航行器,拥有无污染、能耗低、续航时间长、航程远、生存能力强等诸多特点,已逐步成为国内外研究的热点。控制系统作为波浪滑翔器的重要组成部分之一,它的稳定与准确性直接影响着波浪滑翔器的航行性能尤其是走航和定点的控位精度。介绍了一种基于 RT-Thread 实时操作系统的波浪滑翔器控制系统设计,通过多次海上长时间连续试验表明,基于 RT-Thread 的波浪滑翔器控制系统具有良好的准确性和可靠性。
2020, 3(4):345-349. DOI: 10.19838/j.issn.2096-5753.2020.04.011
摘要:研究了 UUV 锌银蓄电池的结构原理和技术要求,剖析了电池过充过放的机理及危害,结合锌银蓄电池的电势坪阶概念,解释了充放电规律,阐述了防止电池过充过放的使用方案、相关技术和成功经验。 针对锌银蓄电池的实际使用问题,提出“小电流”充放电和低温贮存的改良方案,试验证明其对提升电池性能和质量寿命具有一定效果。
2020, 3(4):350-354. DOI: 10.19838/j.issn.2096-5753.2020.04.012
摘要:针对无人水下航行器维修保障难度大、成本高的问题,论述了 PHM 技术在无人水下航行器的系统级、分系统级、设备级的应用问题,提出了一套适用于无人水下航行器机载、岸基故障预测与健康管理(PHM) 系统框架结构。分析了其中的关键技术,在此基础上进行了无人水下航行器 PHM 数据流结构设计。最后,以 PHM 技术工程应用为线索,提出了无人水下航行器 PHM 总体集成技术方案。
2020, 3(4):355-362. DOI: 10.19838/j.issn.2096-5753.2020.04.013
摘要:提供一种水下航行体控制系统数学仿真软件的设计方案,在该仿真软件平台上可以完成水下航行体控制系统数学仿真研究、水下航行体水动力参数辨识实验和实航内测数据及仿真实验结果三维可视化显示。详细设计了该软件包含的 4 大模块:水下航行体数学模型及仿真模型模块、控制算法模块、流体动力参数辨识模块和图形界面人机交互模块,并对仿真模型的配置做了简单介绍。
2020, 3(4):363-366. DOI: 10.19838/j.issn.2096-5753.2020.04.014
摘要:矢量水听器浮标在海上试验时一般需用到真方位、声学方位、罗经值 3 个参数,但罗经安装过程中很难正对大地坐标系正北方向,海上试验前一般都需要校准。针对这个问题,采用了直方图的方法挑选矢量水听器浮标补偿角,挑选出的补偿角用于海上试验时声学测向角度补偿,保证声学方位测量的准确性。