摘要:

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摘要:随着深海、深空与极地等特殊应用领域的战略重要性不断提升，长期稳定的能源供应成为关键挑战。水下微纳型核能系统因其高能量密度、长寿命和不受环境影响等特点，在这些领域展现出巨大的应用潜力。对美国、前苏联/俄罗斯和中国在水下微纳型核能系统方面的研究现状进行了调研，并分析了其面临的关键技术挑战，包括核燃料研发、新型材料研发、先进加工技术和先进仪控系统。此外，还介绍了基于反应堆蒙卡软件 RMC 与开源 CFD 软件 OpenFOAM 发展的微纳型热管反应堆核能系统先进耦合分析技术，并基于典型热管反应堆 KRUSTY 开展了验证工作，证明了耦合方法的有效性和可靠性。未来水下微纳型核能系统的研究和发展将为深海探测、资源开发和国防安全等领域提供重要的技术支撑。

摘要:为解决深远海环境中能源系统续航能力不足的问题，研究设计并验证了一种基于铝水反应的制氢系统，并将其与燃料电池系统集成，以适应水下复杂工况需求。反应器采用井字形加强骨架和轻量化高强度材料，提高了结构刚度并优化了动态进水调控与散热设计。在模拟深远海密闭环境的实验平台上，进行了冷启动、 热启动、压力稳定性及水下联合运行测试。结果表明：该系统能够稳定供应氢气，压力波动较小，并在不同启动条件下具备良好的运行特性。水下长时间运行过程中，燃料电池功率输出保持稳定，未出现明显衰减，舱内温度变化幅度较小，体现出较好的热平衡能力和环境适应性。研究成果验证了铝水制氢技术的工程可行性和实用价值，该系统可为深远海复杂环境中的能源供给提供支持，并为深海装备的能源优化设计提供参考。

摘要:随着海洋资源开发需求增加，水下无人航行器在长时间作业时面临电池过重和充电不便等问题， 限制了其续航能力。水下无线电能传输技术为传统的湿插拔充电方式提供了新方案，更重要的是，其安全性及便捷性使得水下无人航行器能够在任务执行期间随时、快速地补充能量，解决了续航瓶颈。为更好地了解技术研究动向，对水下无线电能传输技术在效率优化方面的相关研究进展进行了综述。首先对水下无线电能传输系统的基本工作原理进行了简要介绍，分析了海水环境对系统性能的影响；其次，重点围绕系统建模和系统效率优化 2 个方面总结了国内外研究进展；最后对水下无线电能传输技术的发展趋势进行了展望。

摘要:多逆变器并联是提升逆变器容量、增强舰船大功率负荷承载能力的重要途径。然而，多个并联逆变器输出电压的不一致性会导致逆变器之间形成环流，影响输出电压电能质量并降低负荷供电可靠性。对此，提出了一种基于 FC-AE 的逆变器并联同步控制方法，该方法采用光纤通信传递各逆变器间的同步信号， 考虑了通信线路长度差异带来的延时误差并设计了补偿方案。最后，仿真和试验结果表明提出的方法可以实现多逆变器输出电压相位的高精度同步，显著抑制了并联逆变器之间的环流。

摘要:多相永磁电机因其具有高效，高功率密度，体积小等优点，以及可实现低压大功率驱动的特点而广泛应用于舰船电力推进等高性能和高可靠性的推进系统中。对双三相永磁电机的电磁特性及控制方案开展研究，分析了双三相永磁同步电机的磁场、电流、电磁力以及电磁转矩仿真结果及 PWM 谐波电流作用下的电磁力、振动性能，并在一台 100 kW 双三相电机上进行实验，研究结果表明，双三相永磁电机的性能均优于三相永磁同步电机。基于电机有限元降阶模型，探究了参数对电机控制性能影响。为双三相永磁推进电机的静音设计和性能优化提供了重要参考。

摘要:近年来，跨介质航行器在民用和军用领域应用需求快速增长，其关键技术包含跨介质动力、水密、总体构型设计、跨介质控制等。针对其中总体方案的关键变体技术，从理论角度对固定翼式跨介质航行器可能出现的变体技术进行了分类，对国内外现有航行器设计方案和探索实践中使用的变体技术进行了研究与总结。在此基础上提出了对跨介质航行器变体技术展望，为后续跨介质航行器总体方案提供一定设计依据。

摘要:为研究射弹头型优化问题，通过选取倒梯台型、圆球型及圆柱型的空化器构型，针对不同空化器构型的空化绕流进行数值模拟。结果表明：同一空化数下，倒梯台型空化器产生的空穴尺度最大，更易于空化的生成，圆柱型空化器次之，半球形空化器不易于产生空化。湍动能与空泡的生成息息相关，倒梯台型空化器附近的湍动能最大，其空泡尺度也最大。倒梯台型空化器比例对绕射弹高速空化流动影响显著，随着空化器直径比例加大，空泡厚度加大，但亦导致航行阻力系数明显增大。综合来看，倒梯台型空化器更易于空化的生成，可以为超空泡射弹优选设计方案提供支撑。

摘要:针对适装于无人反水雷平台的扫雷声源要求结构紧凑、输出位移大、甚低频辐射能力强的特点， 提出一种可模块化组装的新型电磁驱动结构。该驱动结构具有结构简单、输入–输出线性化、驱动力电流比高等优点。在分析该新型电磁驱动结构运行原理的基础上，建立了其等效磁路模型，进一步根据单自由度带阻尼受迫振动模型建立了新型电磁驱动结构的动力学模型。为验证等效磁路模型及动力学模型的正确性，建立了该驱动结构的有限元仿真模型，将仿真所得的电磁力及输出位移与基于等效磁路的仿真模型结果进行对比， 有限元分析结果和磁路分析结果较好吻合，证明了所建模型的准确性。进一步根据声辐射模型计算得到声源在 30~200 Hz 激励下的输出声源级，计算结果表明：所提出的新型电磁驱动结构驱动的甚低频声源在 70 Hz 谐振频率下，输出声源级可达 185 dB，在 30~200 Hz 频带内输出声源及均大于 145 dB，能够满足甚低频大功率输出的要求，且通过模块化组装能够实现高声源级输出，可为新型扫雷声源的设计提供理论支撑。

摘要:无人水下航行器（Unmanned Underwater Vehicles，UUV）的鳍舵布局形式是 UUV 总体设计过程中的重要组成部分，直接决定着 UUV 的航行性能。研究了一种十字型鳍 X 型舵布局下 UUV 的流体动力特性， 建立了 UUV 流体动力计算流程，包括几何建模、网格划分和流体动力仿真的基本方法，分析了十字型鳍 X 型舵布局 UUV 本体的流体动力特性。研究结果表明：十字型鳍 X 字型舵布局 UUV 的平衡攻角和平衡舵角均满足设计要求，是一种有效的操纵面布局形式。

摘要:为满足工程应用中四摆臂式扰流片气动力分析和飞行力学建模的需求，针对四摆臂式扰流片分别开展了主推力和侧向力调节气动力数值仿真，获得了扰流片矢量力控制能力。首先，提出了四摆臂式扰流片主推力和侧向力调节策略。其次，搭建了四摆臂式扰流片数值仿真模型。最后，通过数值仿真手段分别研究了单扰流片气动力、扰流片推力调节和侧向力调节能力。数值仿真结果表明：四摆臂式扰流片主推力调节能力超过 30%；当主推角小于 32°，主推力跟主推角线性关系较好，扰流片间的气动干扰小。四摆臂式扰流片侧向力调节能力强，能产生最大 53.5 N 的侧向力，且侧向力跟侧向力差动角线性关系强，极利于弹体姿态控制。

摘要:离子迁移谱（Ion mobility spectrometry，IMS）常用于一些气体或是易挥发性物质的痕量检测， 在海洋环保、工业过程控制和国防安全方面有广泛的应用。其区分物质的关键在于不同物质离子迁移谱谱图保留时间的差异。然而由于实际样品中组分复杂，导致不同物质的谱峰交叠在一起难以区分。因此提出了一种基于高斯函数拟合的反卷积算法，利用高斯函数逐步分解光谱，通过降低每一级高斯函数的标准差使谱峰更加尖锐、展宽变窄，以此实现谱峰的分离，提高光谱分辨率。

摘要:水下航行器（Unmanned Underwater Vehicle，UUV）在海洋战略中的作用越来越显著，但是现有 UUV 普遍存在工作时间短、续航里程小的问题，续航能力是 UUV 的主要短板之一。为研究 UUV 在水下停机后无动力悬浮待命以提高续航力的可行性，通过建立 UUV 空间运动模型、海水密度模型、UUV 密封舱压缩模型、浮力材料压缩吸水模型，对 UUV 在水下将关键执行机构停机后的自由运动状态进行数值仿真。结果显示：UUV 在海水密度呈正梯度变化的情况下可实现无控条件水下悬浮。

摘要:水下无人自航器是水面舰船自身安全的主要威胁之一。为解决悬浮式拦截装备对水下无人自航器拦截率较低的问题，在原有装备作用距离、射界和威力不变的基础上，提出了利用其最大和最小射程以及最小入水准备时间，进行远场/近场 2 批次拦截的拒止策略。建立了多层次拦截水下无人自航器的数学模型， 采用蒙特卡洛法进行计算机仿真，仿真表明：利用这种拦截策略并配合舰船的规避机动，在 2 次发射间隔内， 可进行装填实现多次拦截，对后舷而来的自航器拦截概率提高到 70%~81%。

摘要:水下无人平台在对舰船目标的自主探测过程中时常会受到水下脉冲干扰，其中较为常见的是单频信号、线性调频信号等脉冲信号，为了抵消此类脉冲干扰，需要对脉冲信号的信号脉宽、调制斜率、中心频率等特征信息进行检测。采用了基于 FRFT 和 STFT 相结合的 ST-FRFT 算法对水下脉冲信号信息特征进行检测，通过模拟仿真和海上实测数据检测对算法的实时和有效性进行了验证，该算法可应用到水下小平台对舰船目标的抗干扰检测。