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跨介质航行器高速入水冲击载荷特性
被引量:
16
1
作者
袁绪龙
栗敏
+2 位作者
丁旭拓
任伟
周方旭
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第7期1440-1449,共10页
跨介质航行器组合了导弹与超空泡武器的优势,比导弹的末段突防能力强,同时弥补了超空泡武器航程不足的缺点,是未来反舰武器的重要发展方向。跨介质航行器高速入水冲击载荷特性及其降载方法是跨介质航行器研发中的关键技术之一。建立跨...
跨介质航行器组合了导弹与超空泡武器的优势,比导弹的末段突防能力强,同时弥补了超空泡武器航程不足的缺点,是未来反舰武器的重要发展方向。跨介质航行器高速入水冲击载荷特性及其降载方法是跨介质航行器研发中的关键技术之一。建立跨介质航行器高速入水多相流场与弹道耦合仿真模型,进行模型验证与校核。对典型工况下的跨介质航行器高速入水过程冲击载荷特性进行仿真,并对不同速度下的高速入水过程弹道参数进行对比。结果表明:预置舵角引起的尾拍运动产生周期性的法向过载,达到轴向过载的2.7倍左右;法向力主要由振荡攻角引起的位置力构成,惯性力很小,可以忽略;入水速度的增大引起尾拍频率加快,攻角振荡幅度降低,入水速度对法向冲击力系数影响很小。
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关键词
跨
介质
航行
器
高速入
水
冲击载荷
尾拍运动
仿真建模
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职称材料
仿翠鸟水空跨介质航行器设计与入水分析
被引量:
12
2
作者
云忠
温猛
+1 位作者
罗自荣
陈龙
《浙江大学学报(工学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期407-415,共9页
为了满足水空跨介质航行器的推进需求,精简其动力系统,仿翠鸟设计由单一动力源驱动的水空跨介质航行器.通过计算流体力学(CFD)软件仿真分析入水高度、入水角度和航行器密度等关键影响因素对航行器入水速度、深度和冲击加速度等动力学性...
为了满足水空跨介质航行器的推进需求,精简其动力系统,仿翠鸟设计由单一动力源驱动的水空跨介质航行器.通过计算流体力学(CFD)软件仿真分析入水高度、入水角度和航行器密度等关键影响因素对航行器入水速度、深度和冲击加速度等动力学性能的影响,并与自然界翠鸟的入水性能进行对比.结果表明:在入水角度一定时,增加入水高度将导致航行器所受的冲击加速度增量与入水深度增量的比值增大,从而提高相同条件下对结构强度的要求;在一定范围内航行器密度的增加有利于降低对结构强度的要求;当入水角度约为45°~60°时,所需结构强度最低.在入水深度满足要求的情况下,应适当增大航行器的密度、减小入水高度,且航行器的最佳入水角度为45°~60°.
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关键词
仿生翠鸟
水
空
跨
介质
航行
器
动力系统
入
水
性能
数值仿真
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职称材料
水空跨介质航行器斜出水过程数值仿真
被引量:
7
3
作者
谭骏怡
胡俊华
+2 位作者
陈国明
杨健
葛阳
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2019年第6期104-121,共18页
[目的]水空跨介质航行器(TMAUV)的斜出水过程是一个强非线性、非定常、流场变化剧烈的过程。基于一种可变体的TMAUV的水下构型,利用CFD流体仿真软件,对该构型在典型工况下的出水过程进行数值仿真。[方法]分析航行器在此过程中不同阶段...
[目的]水空跨介质航行器(TMAUV)的斜出水过程是一个强非线性、非定常、流场变化剧烈的过程。基于一种可变体的TMAUV的水下构型,利用CFD流体仿真软件,对该构型在典型工况下的出水过程进行数值仿真。[方法]分析航行器在此过程中不同阶段的流场变化特性及其载荷的分布,比较航行器以不同的俯仰角和攻角出水时,在2个典型位置的流体速度场分布和航行器所受流体作用力的特性。[结果]结果表明,航行器倾斜跨越水空界面时两侧的流场和载荷会出现不对称的剧烈变化,俯仰角越大,在水下部分流场受动范围越小,跨越出水部分受影响越大;与零攻角出水相比,航行器带攻角倾斜出水会导致表面所受流体作用力出现高频率、大幅度的反向震荡,影响出水的稳定性。[结论]研究结果可为研究潜射导弹出水、船舶航行、潜艇跨介质等问题提供研究思路和理论参考。
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关键词
水
空
跨
介质
航行
器
斜出
水
过程
流体仿真
流场分布
载荷特性
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职称材料
扩张尾裙对跨介质航行器高速入水转平弹道特性影响
被引量:
5
4
作者
刘喜燕
罗凯
+1 位作者
袁绪龙
任伟
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期343-354,共12页
扩张尾裙是影响跨介质航行器高速入水转平弹道及其稳定性的关键因素.采用流体体积多相流模型和动网格技术,建立了跨介质超空泡航行器高速入水多相流场弹道耦合计算方法,并通过试验验证了计算方法的准确性和适用性.通过对跨介质航行器高...
扩张尾裙是影响跨介质航行器高速入水转平弹道及其稳定性的关键因素.采用流体体积多相流模型和动网格技术,建立了跨介质超空泡航行器高速入水多相流场弹道耦合计算方法,并通过试验验证了计算方法的准确性和适用性.通过对跨介质航行器高速入水转平过程进行数值模拟研究,获得尾裙外形对航行器入水转平过程中空泡发展形态、流体动力特性与弹道特性的影响,并分析尾裙扩张角度对高速入水转平弹道的影响规律.结果表明:不同预置舵角下的无尾裙外形航行器在入水转平过程中,攻角持续增大,最终导致弹道发散,带尾裙外形航行器在入水后尾裙沾湿形成了恢复力矩,获得了稳定的入水转平弹道;设计的1.5°,6°,8°尾裙角度的航行器形成了稳定滑水、单侧尾拍以及双侧尾拍3种弹道特征,且均能实现稳定高速入水转平弹道;稳定滑水弹道原理为预置舵角与尾裙滑水耦合作用下达到的动态平衡,该弹道综合阻力系数最小,转弯效率最高,动载荷最小,是跨介质航行器高速入水的理想弹道转平形式.
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关键词
跨
介质
航行
器
高速入
水
扩张尾裙
转平弹道
空
化
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职称材料
水空跨介质航行器前沿技术进展
被引量:
5
5
作者
侯涛刚
靳典哲
+3 位作者
龚毓琰
王新阳
裴轩
杨兴帮
《科技导报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期5-22,共18页
随着仿生技术的不断发展,人类对飞鱼、崖海鸦、鲣鸟、飞乌贼等两栖生物的数据观测、仿真建模有了突破性的进展,水空跨介质航行器领域也随之得到飞速发展,但仍然存在一些关键技术难点。按照被仿生对象的种类,对水空跨介质航行器样机的研...
随着仿生技术的不断发展,人类对飞鱼、崖海鸦、鲣鸟、飞乌贼等两栖生物的数据观测、仿真建模有了突破性的进展,水空跨介质航行器领域也随之得到飞速发展,但仍然存在一些关键技术难点。按照被仿生对象的种类,对水空跨介质航行器样机的研究进程,以及近年来在机翼结构、水空两栖推进方式等方面取得的进展进行归纳,并从计算机仿真与实验测试的角度,剖析了在对运动学和动力学的研究中所用到的研究方法。结合该领域发展现状,总结了一些关键的技术挑战,并提出跨介质航行器未来的展望。
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关键词
水
空
跨
介质
航行
器
变机翼设计
推进系统
计算机流体仿真
原文传递
大尺度跨介质航行器高速倾斜入水冲击载荷特性研究
被引量:
1
6
作者
张彤运
王聪
+3 位作者
许海雨
夏维学
马潇健
赵静
《水下无人系统学报》
2024年第3期426-433,共8页
为了研究大尺度跨介质航行器高速倾斜入水冲击载荷特性,基于流体体积多相流模型耦合S-DOF刚体运动模型构建了跨介质航行器高速倾斜入水三维非定常数值计算模型,采用细长体高速入水自由运动试验数据对数值计算模型的计算精度进行了校核...
为了研究大尺度跨介质航行器高速倾斜入水冲击载荷特性,基于流体体积多相流模型耦合S-DOF刚体运动模型构建了跨介质航行器高速倾斜入水三维非定常数值计算模型,采用细长体高速入水自由运动试验数据对数值计算模型的计算精度进行了校核及验证,对比研究了平头、锥头头型高速倾斜入水的冲击载荷特性。结果表明:锥头头型入水的最大轴向、纵向冲击载荷发生的时间几乎同步,而平头头型最大轴向冲击载荷相比纵向载荷发生的时间显著延迟;对于最大冲击载荷,平头头型的轴向冲击载荷大于其纵向冲击载荷,而锥头头型的轴向、纵向冲击载荷几乎相同;相较于平头头型,锥头头型的轴向冲击载荷显著降低,45°入水时,其最大峰值约为平头头型的1/3。
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关键词
跨
介质
航行
器
倾斜入
水
冲击载荷
多相流动
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职称材料
水空航行器跨介质策略研究
7
作者
刘坤
刘永强
+4 位作者
林好
肖军浩
彭辉
鲁兴举
卢惠民
《水下无人系统学报》
2024年第3期396-410,共15页
水空跨介质航行器(UAUV)在军民领域均有广阔的应用前景,近年来成为机器人领域的热点研究对象。文章详细介绍了现有的仿生式、旋翼式、固定翼式和混合式UAUV样机研制现状,并对其出入水策略进行了综述。总结出UAUV研究中面临的重要问题,...
水空跨介质航行器(UAUV)在军民领域均有广阔的应用前景,近年来成为机器人领域的热点研究对象。文章详细介绍了现有的仿生式、旋翼式、固定翼式和混合式UAUV样机研制现状,并对其出入水策略进行了综述。总结出UAUV研究中面临的重要问题,包括仿生构型的优化设计、跨介质过程稳定控制以及动力选择等,为后续跨介质航行器的研究发展提供借鉴。
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关键词
水
空
跨
介质
航行
器
出入
水
策略
动力选择
稳定控制
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职称材料
用于跨介质航行器的后掠机构分析
8
作者
徐一村
朱尚锴
+1 位作者
张博
李豪
《重庆理工大学学报(自然科学)》
CAS
北大核心
2024年第10期161-168,共8页
主要阐述跨介质航行器后掠结构的设计和分析。对航行器介质转换的平滑过渡,包括机翼的收放机制、结构设计、静力学和动力学分析等多个方面进行重点研究。利用有限元分析和模态分析,展示了机翼结构在受到载荷时的响应,分析了机翼在折叠...
主要阐述跨介质航行器后掠结构的设计和分析。对航行器介质转换的平滑过渡,包括机翼的收放机制、结构设计、静力学和动力学分析等多个方面进行重点研究。利用有限元分析和模态分析,展示了机翼结构在受到载荷时的响应,分析了机翼在折叠展开过程中对机构整体的气动影响。此外,通过力矩仿真进一步验证后掠机构设计的合理性和实用性,有效减弱50%入水冲击,水下航行速度提升2.5倍,过渡时间缩短1.8 s。研究成果揭示了后掠机构在改善航行器介质转换性能方面的有效性,为跨介质航行器的设计和性能优化提供了新方法。
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关键词
跨
介质
航行
器
后掠机翼
模态分析
气动性能
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职称材料
跨介质航行器动力学前沿技术研究进展
9
作者
王聪
许海雨
+1 位作者
马贵辉
孙龙泉
《水下无人系统学报》
2024年第3期384-395,共12页
近年来跨介质装备受到船舶与海洋、航空航天以及兵器等领域的高度重视,与跨介质航行器相关的总体方案、关键技术、研究方法以及使用效能等成为研究热点。文章阐述了跨介质航行器动力学相关研究背景,综述了航行器入水砰击、出入水流固耦...
近年来跨介质装备受到船舶与海洋、航空航天以及兵器等领域的高度重视,与跨介质航行器相关的总体方案、关键技术、研究方法以及使用效能等成为研究热点。文章阐述了跨介质航行器动力学相关研究背景,综述了航行器入水砰击、出入水流固耦合、跨介质仿生、跨介质动力与推进、新质跨介质装备、跨介质动力学试验与仿真技术等方面的最新研究成果和研究进展,并展望了跨介质航行器发展需要解决的若干前沿关键技术,以期为促进海空界面动力学与无人系统研究提供借鉴。
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关键词
跨
介质
航行
器
动力学
海
空
界面
无人系统
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职称材料
跨介质航行器高速入水降载方法研究综述
10
作者
郑伟
李强
+1 位作者
范旭东
吕续舰
《水下无人系统学报》
2024年第3期411-425,共15页
跨介质航行器高速入水过程涉及多相流场与物体间复杂的流固耦合作用,航行器面临瞬态冲击载荷极易发生结构损坏。文中综述了目前国内外跨介质航行器高速入水载荷特性和降载方法的研究进展,总结了常见降载方法并分析其优劣,提出了未来跨...
跨介质航行器高速入水过程涉及多相流场与物体间复杂的流固耦合作用,航行器面临瞬态冲击载荷极易发生结构损坏。文中综述了目前国内外跨介质航行器高速入水载荷特性和降载方法的研究进展,总结了常见降载方法并分析其优劣,提出了未来跨介质航行器高速入水降载研究的重点发展方向。
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关键词
跨
介质
航行
器
入
水
载荷
降载
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职称材料
跨介质出水航行器水下信息获取技术发展与展望
11
作者
张旭
李万鹏
《水下无人系统学报》
2024年第4期659-667,共9页
跨介质航行器出水过程中存在多相流、空泡非定常演化、强瞬态效应及载荷环境突变等特征,对航行器的稳定航行、出水姿态和结构强度有着显著影响。为充分认识和验证航行器在海洋环境下的出水性能,需发展与其工况相适应的水下信息获取技术...
跨介质航行器出水过程中存在多相流、空泡非定常演化、强瞬态效应及载荷环境突变等特征,对航行器的稳定航行、出水姿态和结构强度有着显著影响。为充分认识和验证航行器在海洋环境下的出水性能,需发展与其工况相适应的水下信息获取技术。文中总结了跨介质出水航行器试验中的目标定位、景象观测、环境测量及跨介质信息传输等水下信息获取技术研究现状,分析了高动态以及大深度等新质跨介质航行器发展对水下信息获取技术提出的新需求,展望了其体系化、多模化和数字化发展趋势,为探索解决水下高价值信息获取难题,以及更深入掌握水下复杂环境和解译水下关键过程提供思路和技术上的参考。
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关键词
跨
介质
航行
器
出
水
水
下信息获取
海洋环境
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职称材料
跨介质航行器多体分离特性分析
12
作者
汪帅
董萌
王升
《水下无人系统学报》
2024年第1期152-157,共6页
结合计算流体力学数值仿真和动力学模型仿真对跨介质航行器水下分离舱张开特性进行了研究,重点分析了分离舱在分离前后不同状态下所受的流体动力。分析结果表明:1)在合适外形下,分离舱可仅在水动力作用下完成与航行器的分离;2)分离舱受...
结合计算流体力学数值仿真和动力学模型仿真对跨介质航行器水下分离舱张开特性进行了研究,重点分析了分离舱在分离前后不同状态下所受的流体动力。分析结果表明:1)在合适外形下,分离舱可仅在水动力作用下完成与航行器的分离;2)分离舱受力主要受张开角大小及张开角速度影响,不同张开角下的分离力矩产生主要机制不同,小张开角时分离舱张开主要依靠外表面分离区低压所产生的内外压差,流体力矩主要依靠分离舱前段产生,大张开角时则主要依靠水流冲击引起的法向力,力矩主要依靠分离舱中后段产生;3)分离舱张开角较小时分离舱所受流体阻尼力矩极大,导致分离初始阶段分离舱难以迅速张开,随着张开角变大,流体阻尼力矩系数逐渐减小,分离舱张开角速度迅速变大。因此,在设计分离舱水下分离时,应设计合适外形和分离方式来降低分离舱初始流体阻尼力矩。
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关键词
跨
介质
航行
器
水
下分离
多体分离
分离舱
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职称材料
跨介质航行器流体动力外形仿生设计
被引量:
4
13
作者
吴正阳
张成春
+2 位作者
贺永圣
鲍杨春
郑益华
《宇航总体技术》
2020年第2期62-68,共7页
跨介质航行器是一种可在空中与水中两栖巡航并能自由穿越水气界面的新概念海空两栖无人运动平台,需要具备良好的入水和出水性能及较小的水下流体阻力。采用两种生物组合仿生的设计思想,利用全自动三维影像扫描仪获取具有优良入水性能的...
跨介质航行器是一种可在空中与水中两栖巡航并能自由穿越水气界面的新概念海空两栖无人运动平台,需要具备良好的入水和出水性能及较小的水下流体阻力。采用两种生物组合仿生的设计思想,利用全自动三维影像扫描仪获取具有优良入水性能的翠鸟头部和龙虱身体的形体特征点云数据,应用傅立叶级数拟合方法拟合特征曲线,设计了一种跨介质航行器流体动力外形,为减小航行器入水冲击载荷、降低水下航行阻力提供了设计方案。
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关键词
组合仿生
跨
介质
航行
器
流体动力外形
翠鸟
龙虱
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职称材料
变体跨介质航行器俯冲弹道设计与优化
被引量:
1
14
作者
陆云龙
胡俊华
+2 位作者
刘安
冯金富
陈国明
《飞行力学》
CSCD
北大核心
2021年第6期56-61,共6页
针对变体跨介质航行器入水跨越时机问题,提出了基于航行器俯冲过程的弹道优化设计方案。首先,以俯冲时间最短为优化目标,建立了考虑后掠角变化的三自由度弹道优化模型;然后,考虑动力学、边界条件、路径和控制量等约束,利用hp自适应伪谱...
针对变体跨介质航行器入水跨越时机问题,提出了基于航行器俯冲过程的弹道优化设计方案。首先,以俯冲时间最短为优化目标,建立了考虑后掠角变化的三自由度弹道优化模型;然后,考虑动力学、边界条件、路径和控制量等约束,利用hp自适应伪谱法将最优控制问题转化为非线性规划问题,求解得到了弹翼后掠角可变和固定情况下的俯冲弹道最优设计方案。仿真结果表明,在满足复杂约束条件下,与后掠角固定构型相比,变掠翼构型能够以更短的时间完成俯冲过程。
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关键词
跨
介质
航行
器
变掠翼
弹道优化
hp自适应伪谱法
原文传递
跨介质航行器入水过程数值仿真
15
作者
刘平安
高宏涛
+3 位作者
杨彦熙
黄曦
高崧
嵇振涛
《水下无人系统学报》
2024年第3期463-473,共11页
航行器跨介质入水过程往往伴随着多相流、空化、相变及湍流不稳定性,不仅会加剧流场的复杂性,还使其所受的作用力呈现出较强的非定常性和非线性。文中建立了航行器入水过程的数值计算模型,采用流体体积模型捕捉气液交界面,使用Schnerr-S...
航行器跨介质入水过程往往伴随着多相流、空化、相变及湍流不稳定性,不仅会加剧流场的复杂性,还使其所受的作用力呈现出较强的非定常性和非线性。文中建立了航行器入水过程的数值计算模型,采用流体体积模型捕捉气液交界面,使用Schnerr-Sauer模型对跨介质过程中产生的空化过程进行描述。对不同通气量和空化器倾角下的跨介质航行器入水过程进行仿真计算,研究了跨介质过程中的流场和空泡演化规律,分析并得到了航行器跨介质过程中的流体动力学特性以及运动特性。仿真结果表明,航行器在入水过程中会随着通气量的变化而呈现出2种不同的姿态变化模式:增角速度拉平模式和周期俯仰式拉平模式,不同模式下航行器的入水拉平过程会呈现不同运动特点;此外,空化器倾角的增加和通气量的降低可以提高航行器在跨介质入水过程中的姿态变化速率。
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关键词
跨
介质
航行
器
入
水
通气量
空
化
器
倾角
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职称材料
水空介质跨越航行器的发展与应用及其关键技术
被引量:
8
16
作者
杨健
冯金富
+2 位作者
齐铎
马宗成
张强
《飞航导弹》
北大核心
2017年第12期1-8,61,共9页
水空介质跨越航行器是能够自主适应不同介质环境(通常为空气和水),可多次跨越介质界面并可持续航行的复用型航行器,具有优越的性能。回顾了与其功能类似的其它运载器的发展情况,重点介绍了水空介质跨越航行器外形、动力、通信、控制等...
水空介质跨越航行器是能够自主适应不同介质环境(通常为空气和水),可多次跨越介质界面并可持续航行的复用型航行器,具有优越的性能。回顾了与其功能类似的其它运载器的发展情况,重点介绍了水空介质跨越航行器外形、动力、通信、控制等关键技术,并对此类航行器的应用前景进行了展望。
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关键词
水
空
介质
跨
越
航行
器
外形动力
控制
通信
原文传递
双层四旋翼跨介质航行器水空跨越建模与控制
被引量:
4
17
作者
颜奇民
胡俊华
+2 位作者
陈国明
谭俊怡
葛阳
《飞行力学》
CSCD
北大核心
2020年第5期50-56,共7页
针对跨介质航行器水空跨越问题,设计了一种双层四旋翼布局的跨介质航行器,并对其水空跨越机理进行了分析。考虑跨越过程中航行器参数的变化和外部扰动,建立了水空跨越过程的动力学模型;针对水空跨越过程中受力复杂以及传统PID方法控制...
针对跨介质航行器水空跨越问题,设计了一种双层四旋翼布局的跨介质航行器,并对其水空跨越机理进行了分析。考虑跨越过程中航行器参数的变化和外部扰动,建立了水空跨越过程的动力学模型;针对水空跨越过程中受力复杂以及传统PID方法控制航行器极易跨越失败的问题,设计了基于RBF神经网络实时整定参数的PID控制器,并对航行器快速出水和缓慢反复出入水过程进行了仿真验证。仿真结果表明,所设计的控制器能够实现航行器反复水空跨越,在姿态角控制上较传统PID控制器有更好的鲁棒性。
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关键词
跨
介质
航行
器
四旋翼
水
空
跨
越
RBF神经网络
原文传递
新型仿生水-空跨介质航行器结构设计
被引量:
3
18
作者
李宏源
吕凯
+3 位作者
陈迎亮
朱敏
吕鹏宇
段慧玲
《水下无人系统学报》
2022年第6期726-732,共7页
近年来,水-空跨介质航行器因具有立体跨域优势而成为研究热点,但水-空跨介质航行器平台总体的现有设计水平阻碍了其在实际复杂环境中的推广和应用。文中基于仿生变体技术,提出一种新型仿生水-空跨介质航行器结构。针对航行器外形特点,...
近年来,水-空跨介质航行器因具有立体跨域优势而成为研究热点,但水-空跨介质航行器平台总体的现有设计水平阻碍了其在实际复杂环境中的推广和应用。文中基于仿生变体技术,提出一种新型仿生水-空跨介质航行器结构。针对航行器外形特点,设计了2对变体水翼和折叠空翼,并开发出变体执行机构,以实现水翼、空翼的展开和收缩。为保证该航行器在多模态下的优良性能,对其在水下、水面和空中模态的水动力性能和气动性能进行了计算流体动力学数值仿真研究。结果表明,该航行器不仅可实现水下定深潜行、水面高速航行以及空中定高飞行的跨域作业,而且兼具水下隐蔽性和空中机动性等优势。
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关键词
水
-
空
跨
介质
航行
器
变体
水
翼
折叠
空
翼
多模态
下载PDF
职称材料
仿生水-空跨介质航行器控制系统研究
被引量:
1
19
作者
李宏源
邹勇
+2 位作者
邹宇城
吕鹏宇
段慧玲
《舰船科学技术》
北大核心
2023年第20期79-82,共4页
随着海洋技术与装备的快速发展,对海上无人装备的作战能力提出更高要求。为了有效提高无人系统的跨域作战能力,亟需突破多模态跨域控制技术,实现多系统间的协同配合。基于上述背景,本文首先对国内外跨介质航行器的跨域控制技术进行梳理...
随着海洋技术与装备的快速发展,对海上无人装备的作战能力提出更高要求。为了有效提高无人系统的跨域作战能力,亟需突破多模态跨域控制技术,实现多系统间的协同配合。基于上述背景,本文首先对国内外跨介质航行器的跨域控制技术进行梳理,并提出适用于仿生水-空跨介质航行器的两栖多模态切换控制技术和复杂海洋环境下的自抗扰控制技术。研究表明,该技术能够有效提升航行器跨域控制的鲁棒性与自抗扰能力。其次,初步设计与跨域控制技术相匹配的仿生水-空跨介质航行器软硬件系统,并论证航行器跨域控制系统的可行性。最后,对本文提出的控制技术进行总结分析,为新型水-空跨介质航行器的跨域控制技术研究提供新的思路。
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关键词
仿生
水
-
空
跨
介质
航行
器
两栖多模态
跨
域运动控制
自抗扰控制
软硬件系统
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职称材料
基于MPSO算法的空舰导弹航路规划
被引量:
2
20
作者
刘凡
黄峰
+1 位作者
程相东
张筱
《电光与控制》
北大核心
2015年第12期54-58,共5页
为保证空舰导弹的最佳攻击效果,借鉴水空介质航行器的相关研究思路,提出一种将导弹末端突防航路扩展至水下的攻击模式,并对其全局航路规划进行了研究。首先对目标舰艇对空及对海的综合防御能力进行了分析与建模,为保证规划算法效率,利...
为保证空舰导弹的最佳攻击效果,借鉴水空介质航行器的相关研究思路,提出一种将导弹末端突防航路扩展至水下的攻击模式,并对其全局航路规划进行了研究。首先对目标舰艇对空及对海的综合防御能力进行了分析与建模,为保证规划算法效率,利用多种群粒子群优化(MPSO)算法进行寻优搜索,设计了相应的适应度函数和进化策略,最后给出仿真算例。仿真结果表明,该方法可以实现不同介质空间武器全局航路规划。
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关键词
空
舰导弹
航路规划
MPSO算法
水
空
介质
航行
器
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职称材料
题名
跨介质航行器高速入水冲击载荷特性
被引量:
16
1
作者
袁绪龙
栗敏
丁旭拓
任伟
周方旭
机构
西北工业大学航海学院
出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第7期1440-1449,共10页
基金
国家数值风洞工程项目(2021)
瞬态物理国家重点实验室基金项目(6142604190401)。
文摘
跨介质航行器组合了导弹与超空泡武器的优势,比导弹的末段突防能力强,同时弥补了超空泡武器航程不足的缺点,是未来反舰武器的重要发展方向。跨介质航行器高速入水冲击载荷特性及其降载方法是跨介质航行器研发中的关键技术之一。建立跨介质航行器高速入水多相流场与弹道耦合仿真模型,进行模型验证与校核。对典型工况下的跨介质航行器高速入水过程冲击载荷特性进行仿真,并对不同速度下的高速入水过程弹道参数进行对比。结果表明:预置舵角引起的尾拍运动产生周期性的法向过载,达到轴向过载的2.7倍左右;法向力主要由振荡攻角引起的位置力构成,惯性力很小,可以忽略;入水速度的增大引起尾拍频率加快,攻角振荡幅度降低,入水速度对法向冲击力系数影响很小。
关键词
跨
介质
航行
器
高速入
水
冲击载荷
尾拍运动
仿真建模
Keywords
trans-media vehicle
high-speed water-entry
impact load
tail-slapping motion
numerical modeling
分类号
TJ630.2 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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职称材料
题名
仿翠鸟水空跨介质航行器设计与入水分析
被引量:
12
2
作者
云忠
温猛
罗自荣
陈龙
机构
中南大学机电工程学院
国防科技大学智能科学学院
出处
《浙江大学学报(工学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期407-415,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51475465)
湖南省自然科学基金资助项目(2018JJ2471).
文摘
为了满足水空跨介质航行器的推进需求,精简其动力系统,仿翠鸟设计由单一动力源驱动的水空跨介质航行器.通过计算流体力学(CFD)软件仿真分析入水高度、入水角度和航行器密度等关键影响因素对航行器入水速度、深度和冲击加速度等动力学性能的影响,并与自然界翠鸟的入水性能进行对比.结果表明:在入水角度一定时,增加入水高度将导致航行器所受的冲击加速度增量与入水深度增量的比值增大,从而提高相同条件下对结构强度的要求;在一定范围内航行器密度的增加有利于降低对结构强度的要求;当入水角度约为45°~60°时,所需结构强度最低.在入水深度满足要求的情况下,应适当增大航行器的密度、减小入水高度,且航行器的最佳入水角度为45°~60°.
关键词
仿生翠鸟
水
空
跨
介质
航行
器
动力系统
入
水
性能
数值仿真
Keywords
bionic kingfisher
underwater-aerial transmedia vehicle
power system
water-inlet performance
numerical simulation
分类号
U661 [交通运输工程—船舶及航道工程]
V279 [交通运输工程—船舶与海洋工程]
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职称材料
题名
水空跨介质航行器斜出水过程数值仿真
被引量:
7
3
作者
谭骏怡
胡俊华
陈国明
杨健
葛阳
机构
空军工程大学航空工程学院
出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2019年第6期104-121,共18页
基金
国家自然科学基金资助项目面上项目(51779263)
文摘
[目的]水空跨介质航行器(TMAUV)的斜出水过程是一个强非线性、非定常、流场变化剧烈的过程。基于一种可变体的TMAUV的水下构型,利用CFD流体仿真软件,对该构型在典型工况下的出水过程进行数值仿真。[方法]分析航行器在此过程中不同阶段的流场变化特性及其载荷的分布,比较航行器以不同的俯仰角和攻角出水时,在2个典型位置的流体速度场分布和航行器所受流体作用力的特性。[结果]结果表明,航行器倾斜跨越水空界面时两侧的流场和载荷会出现不对称的剧烈变化,俯仰角越大,在水下部分流场受动范围越小,跨越出水部分受影响越大;与零攻角出水相比,航行器带攻角倾斜出水会导致表面所受流体作用力出现高频率、大幅度的反向震荡,影响出水的稳定性。[结论]研究结果可为研究潜射导弹出水、船舶航行、潜艇跨介质等问题提供研究思路和理论参考。
关键词
水
空
跨
介质
航行
器
斜出
水
过程
流体仿真
流场分布
载荷特性
Keywords
Trans-Media Aerial Underwater Vehicle(TMAUV)
oblique water-exit process
fluid simu lation
flow field distribution
load characteristics
分类号
U661.1 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
扩张尾裙对跨介质航行器高速入水转平弹道特性影响
被引量:
5
4
作者
刘喜燕
罗凯
袁绪龙
任伟
机构
西北工业大学航海学院
中国兵器航空弹药研究院
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期343-354,共12页
基金
国家重点实验室基金资助项目(6142604190401).
文摘
扩张尾裙是影响跨介质航行器高速入水转平弹道及其稳定性的关键因素.采用流体体积多相流模型和动网格技术,建立了跨介质超空泡航行器高速入水多相流场弹道耦合计算方法,并通过试验验证了计算方法的准确性和适用性.通过对跨介质航行器高速入水转平过程进行数值模拟研究,获得尾裙外形对航行器入水转平过程中空泡发展形态、流体动力特性与弹道特性的影响,并分析尾裙扩张角度对高速入水转平弹道的影响规律.结果表明:不同预置舵角下的无尾裙外形航行器在入水转平过程中,攻角持续增大,最终导致弹道发散,带尾裙外形航行器在入水后尾裙沾湿形成了恢复力矩,获得了稳定的入水转平弹道;设计的1.5°,6°,8°尾裙角度的航行器形成了稳定滑水、单侧尾拍以及双侧尾拍3种弹道特征,且均能实现稳定高速入水转平弹道;稳定滑水弹道原理为预置舵角与尾裙滑水耦合作用下达到的动态平衡,该弹道综合阻力系数最小,转弯效率最高,动载荷最小,是跨介质航行器高速入水的理想弹道转平形式.
关键词
跨
介质
航行
器
高速入
水
扩张尾裙
转平弹道
空
化
Keywords
trans-media vehicle
high speed water entry
expansion stern
flatting trajectory
cavitation
分类号
O352 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
水空跨介质航行器前沿技术进展
被引量:
5
5
作者
侯涛刚
靳典哲
龚毓琰
王新阳
裴轩
杨兴帮
机构
北京交通大学电子信息工程学院
北京航空航天大学生物与医学工程学院
出处
《科技导报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期5-22,共18页
基金
国家自然科学基金青年基金项目(62103035)
北京市自然科学基金面上项目(3222016)
+2 种基金
中国博士后科学基金项目(2021M690337)
中央高校基本科研业务费专项(2020JBM265)
北京市城市轨道交通实验室项目(353203535)。
文摘
随着仿生技术的不断发展,人类对飞鱼、崖海鸦、鲣鸟、飞乌贼等两栖生物的数据观测、仿真建模有了突破性的进展,水空跨介质航行器领域也随之得到飞速发展,但仍然存在一些关键技术难点。按照被仿生对象的种类,对水空跨介质航行器样机的研究进程,以及近年来在机翼结构、水空两栖推进方式等方面取得的进展进行归纳,并从计算机仿真与实验测试的角度,剖析了在对运动学和动力学的研究中所用到的研究方法。结合该领域发展现状,总结了一些关键的技术挑战,并提出跨介质航行器未来的展望。
关键词
水
空
跨
介质
航行
器
变机翼设计
推进系统
计算机流体仿真
Keywords
aquatic unmanned aerial vehicle
variable wing design
propulsion system
computer fluid simulation(CFD)
分类号
U662 [交通运输工程—船舶及航道工程]
V27 [交通运输工程—船舶与海洋工程]
原文传递
题名
大尺度跨介质航行器高速倾斜入水冲击载荷特性研究
被引量:
1
6
作者
张彤运
王聪
许海雨
夏维学
马潇健
赵静
机构
哈尔滨工业大学航天学院
海军工程大学基础部
中国运载火箭技术研究院
出处
《水下无人系统学报》
2024年第3期426-433,共8页
基金
博士后科学基金项目(2023M730836)
国家自然科学基金项目(12102484)
国家自然科学基金青年基金项目(12102475).
文摘
为了研究大尺度跨介质航行器高速倾斜入水冲击载荷特性,基于流体体积多相流模型耦合S-DOF刚体运动模型构建了跨介质航行器高速倾斜入水三维非定常数值计算模型,采用细长体高速入水自由运动试验数据对数值计算模型的计算精度进行了校核及验证,对比研究了平头、锥头头型高速倾斜入水的冲击载荷特性。结果表明:锥头头型入水的最大轴向、纵向冲击载荷发生的时间几乎同步,而平头头型最大轴向冲击载荷相比纵向载荷发生的时间显著延迟;对于最大冲击载荷,平头头型的轴向冲击载荷大于其纵向冲击载荷,而锥头头型的轴向、纵向冲击载荷几乎相同;相较于平头头型,锥头头型的轴向冲击载荷显著降低,45°入水时,其最大峰值约为平头头型的1/3。
关键词
跨
介质
航行
器
倾斜入
水
冲击载荷
多相流动
Keywords
trans-media vehicle
oblique water entry
impact load
multiphase flow
分类号
TJ631 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
U674 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
水空航行器跨介质策略研究
7
作者
刘坤
刘永强
林好
肖军浩
彭辉
鲁兴举
卢惠民
机构
国防科技大学智能科学学院
中南大学电子信息学院
出处
《水下无人系统学报》
2024年第3期396-410,共15页
基金
国家重点研发计划项目资助(2022YFB4701600).
文摘
水空跨介质航行器(UAUV)在军民领域均有广阔的应用前景,近年来成为机器人领域的热点研究对象。文章详细介绍了现有的仿生式、旋翼式、固定翼式和混合式UAUV样机研制现状,并对其出入水策略进行了综述。总结出UAUV研究中面临的重要问题,包括仿生构型的优化设计、跨介质过程稳定控制以及动力选择等,为后续跨介质航行器的研究发展提供借鉴。
关键词
水
空
跨
介质
航行
器
出入
水
策略
动力选择
稳定控制
Keywords
unmanned aerial-undersea vehicle
water-entry/exit strategies
propulsion selection
stability control
分类号
TJ630 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
U674 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
用于跨介质航行器的后掠机构分析
8
作者
徐一村
朱尚锴
张博
李豪
机构
郑州大学机械与动力工程学院
出处
《重庆理工大学学报(自然科学)》
CAS
北大核心
2024年第10期161-168,共8页
基金
河南省交通运输厅工程应用技术研究项目(221111220600)。
文摘
主要阐述跨介质航行器后掠结构的设计和分析。对航行器介质转换的平滑过渡,包括机翼的收放机制、结构设计、静力学和动力学分析等多个方面进行重点研究。利用有限元分析和模态分析,展示了机翼结构在受到载荷时的响应,分析了机翼在折叠展开过程中对机构整体的气动影响。此外,通过力矩仿真进一步验证后掠机构设计的合理性和实用性,有效减弱50%入水冲击,水下航行速度提升2.5倍,过渡时间缩短1.8 s。研究成果揭示了后掠机构在改善航行器介质转换性能方面的有效性,为跨介质航行器的设计和性能优化提供了新方法。
关键词
跨
介质
航行
器
后掠机翼
模态分析
气动性能
Keywords
cross-media vehicle
swept wing
modal analysis
aerodynamic performance
分类号
V278.1 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
跨介质航行器动力学前沿技术研究进展
9
作者
王聪
许海雨
马贵辉
孙龙泉
机构
哈尔滨工业大学航天学院
哈尔滨工程大学船舶工程学院
复杂动力学与控制创新中心
出处
《水下无人系统学报》
2024年第3期384-395,共12页
基金
国防基础科研项目资助(JCKY2021604B028).
文摘
近年来跨介质装备受到船舶与海洋、航空航天以及兵器等领域的高度重视,与跨介质航行器相关的总体方案、关键技术、研究方法以及使用效能等成为研究热点。文章阐述了跨介质航行器动力学相关研究背景,综述了航行器入水砰击、出入水流固耦合、跨介质仿生、跨介质动力与推进、新质跨介质装备、跨介质动力学试验与仿真技术等方面的最新研究成果和研究进展,并展望了跨介质航行器发展需要解决的若干前沿关键技术,以期为促进海空界面动力学与无人系统研究提供借鉴。
关键词
跨
介质
航行
器
动力学
海
空
界面
无人系统
Keywords
trans-medium vehicle
dynamics
sea-air interface
unmanned systems
分类号
TJ630 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
U674.941 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
跨介质航行器高速入水降载方法研究综述
10
作者
郑伟
李强
范旭东
吕续舰
机构
北京宇航系统工程研究所
南京理工大学能源与动力工程学院
出处
《水下无人系统学报》
2024年第3期411-425,共15页
文摘
跨介质航行器高速入水过程涉及多相流场与物体间复杂的流固耦合作用,航行器面临瞬态冲击载荷极易发生结构损坏。文中综述了目前国内外跨介质航行器高速入水载荷特性和降载方法的研究进展,总结了常见降载方法并分析其优劣,提出了未来跨介质航行器高速入水降载研究的重点发展方向。
关键词
跨
介质
航行
器
入
水
载荷
降载
Keywords
trans-medium vehicle
water entry load
load reduction
分类号
TJ630.1 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
U674 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
跨介质出水航行器水下信息获取技术发展与展望
11
作者
张旭
李万鹏
机构
中国人民解放军
出处
《水下无人系统学报》
2024年第4期659-667,共9页
基金
国家自然科学基金项目资助(61971424).
文摘
跨介质航行器出水过程中存在多相流、空泡非定常演化、强瞬态效应及载荷环境突变等特征,对航行器的稳定航行、出水姿态和结构强度有着显著影响。为充分认识和验证航行器在海洋环境下的出水性能,需发展与其工况相适应的水下信息获取技术。文中总结了跨介质出水航行器试验中的目标定位、景象观测、环境测量及跨介质信息传输等水下信息获取技术研究现状,分析了高动态以及大深度等新质跨介质航行器发展对水下信息获取技术提出的新需求,展望了其体系化、多模化和数字化发展趋势,为探索解决水下高价值信息获取难题,以及更深入掌握水下复杂环境和解译水下关键过程提供思路和技术上的参考。
关键词
跨
介质
航行
器
出
水
水
下信息获取
海洋环境
Keywords
trans-medium vehicle
water exit
underwater information acquisition
marine environment
分类号
TJ6 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
U675.7 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
跨介质航行器多体分离特性分析
12
作者
汪帅
董萌
王升
机构
中国船舶集团有限公司第
海装驻西安地区第一军事代表室
出处
《水下无人系统学报》
2024年第1期152-157,共6页
文摘
结合计算流体力学数值仿真和动力学模型仿真对跨介质航行器水下分离舱张开特性进行了研究,重点分析了分离舱在分离前后不同状态下所受的流体动力。分析结果表明:1)在合适外形下,分离舱可仅在水动力作用下完成与航行器的分离;2)分离舱受力主要受张开角大小及张开角速度影响,不同张开角下的分离力矩产生主要机制不同,小张开角时分离舱张开主要依靠外表面分离区低压所产生的内外压差,流体力矩主要依靠分离舱前段产生,大张开角时则主要依靠水流冲击引起的法向力,力矩主要依靠分离舱中后段产生;3)分离舱张开角较小时分离舱所受流体阻尼力矩极大,导致分离初始阶段分离舱难以迅速张开,随着张开角变大,流体阻尼力矩系数逐渐减小,分离舱张开角速度迅速变大。因此,在设计分离舱水下分离时,应设计合适外形和分离方式来降低分离舱初始流体阻尼力矩。
关键词
跨
介质
航行
器
水
下分离
多体分离
分离舱
Keywords
trans-medium vehicle
underwater separation
multi-body separation
pod
分类号
TJ63 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
U674.941 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
跨介质航行器流体动力外形仿生设计
被引量:
4
13
作者
吴正阳
张成春
贺永圣
鲍杨春
郑益华
机构
吉林大学工程仿生教育部重点实验室
出处
《宇航总体技术》
2020年第2期62-68,共7页
基金
国家自然科学基金(51575227,51875243).
文摘
跨介质航行器是一种可在空中与水中两栖巡航并能自由穿越水气界面的新概念海空两栖无人运动平台,需要具备良好的入水和出水性能及较小的水下流体阻力。采用两种生物组合仿生的设计思想,利用全自动三维影像扫描仪获取具有优良入水性能的翠鸟头部和龙虱身体的形体特征点云数据,应用傅立叶级数拟合方法拟合特征曲线,设计了一种跨介质航行器流体动力外形,为减小航行器入水冲击载荷、降低水下航行阻力提供了设计方案。
关键词
组合仿生
跨
介质
航行
器
流体动力外形
翠鸟
龙虱
Keywords
Combinatorial biomimetic
Cross-media vehicle
Fluid dynamic shape
Kingfisher
Diving beetle
分类号
TJ6 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
TJ762
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职称材料
题名
变体跨介质航行器俯冲弹道设计与优化
被引量:
1
14
作者
陆云龙
胡俊华
刘安
冯金富
陈国明
机构
空军工程大学
出处
《飞行力学》
CSCD
北大核心
2021年第6期56-61,共6页
基金
国家自然科学基金资助(51779263)。
文摘
针对变体跨介质航行器入水跨越时机问题,提出了基于航行器俯冲过程的弹道优化设计方案。首先,以俯冲时间最短为优化目标,建立了考虑后掠角变化的三自由度弹道优化模型;然后,考虑动力学、边界条件、路径和控制量等约束,利用hp自适应伪谱法将最优控制问题转化为非线性规划问题,求解得到了弹翼后掠角可变和固定情况下的俯冲弹道最优设计方案。仿真结果表明,在满足复杂约束条件下,与后掠角固定构型相比,变掠翼构型能够以更短的时间完成俯冲过程。
关键词
跨
介质
航行
器
变掠翼
弹道优化
hp自适应伪谱法
Keywords
trans-media vehicle
variable-swept wings
trajectory optimization
hp adaptive pseudo-spectral method
分类号
TJ761.1 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
原文传递
题名
跨介质航行器入水过程数值仿真
15
作者
刘平安
高宏涛
杨彦熙
黄曦
高崧
嵇振涛
机构
哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院
中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心
中国航天科技集团公司第六研究院西安航天动力研究所
中国兵器工业集团公司北方华安工业集团有限公司
出处
《水下无人系统学报》
2024年第3期463-473,共11页
文摘
航行器跨介质入水过程往往伴随着多相流、空化、相变及湍流不稳定性,不仅会加剧流场的复杂性,还使其所受的作用力呈现出较强的非定常性和非线性。文中建立了航行器入水过程的数值计算模型,采用流体体积模型捕捉气液交界面,使用Schnerr-Sauer模型对跨介质过程中产生的空化过程进行描述。对不同通气量和空化器倾角下的跨介质航行器入水过程进行仿真计算,研究了跨介质过程中的流场和空泡演化规律,分析并得到了航行器跨介质过程中的流体动力学特性以及运动特性。仿真结果表明,航行器在入水过程中会随着通气量的变化而呈现出2种不同的姿态变化模式:增角速度拉平模式和周期俯仰式拉平模式,不同模式下航行器的入水拉平过程会呈现不同运动特点;此外,空化器倾角的增加和通气量的降低可以提高航行器在跨介质入水过程中的姿态变化速率。
关键词
跨
介质
航行
器
入
水
通气量
空
化
器
倾角
Keywords
trans-medium vehicle
water entry
ventilation flow
deflection angle of cavitator
分类号
TJ630.1 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
U661.1 [交通运输工程—船舶及航道工程]
下载PDF
职称材料
题名
水空介质跨越航行器的发展与应用及其关键技术
被引量:
8
16
作者
杨健
冯金富
齐铎
马宗成
张强
机构
空军工程大学
出处
《飞航导弹》
北大核心
2017年第12期1-8,61,共9页
基金
国家自然科学基金(51541905)
文摘
水空介质跨越航行器是能够自主适应不同介质环境(通常为空气和水),可多次跨越介质界面并可持续航行的复用型航行器,具有优越的性能。回顾了与其功能类似的其它运载器的发展情况,重点介绍了水空介质跨越航行器外形、动力、通信、控制等关键技术,并对此类航行器的应用前景进行了展望。
关键词
水
空
介质
跨
越
航行
器
外形动力
控制
通信
分类号
U674.94 [交通运输工程—船舶及航道工程]
V27 [交通运输工程—船舶与海洋工程]
原文传递
题名
双层四旋翼跨介质航行器水空跨越建模与控制
被引量:
4
17
作者
颜奇民
胡俊华
陈国明
谭俊怡
葛阳
机构
空军工程大学航空工程学院
出处
《飞行力学》
CSCD
北大核心
2020年第5期50-56,共7页
基金
国家自然科学基金资助(51779263)。
文摘
针对跨介质航行器水空跨越问题,设计了一种双层四旋翼布局的跨介质航行器,并对其水空跨越机理进行了分析。考虑跨越过程中航行器参数的变化和外部扰动,建立了水空跨越过程的动力学模型;针对水空跨越过程中受力复杂以及传统PID方法控制航行器极易跨越失败的问题,设计了基于RBF神经网络实时整定参数的PID控制器,并对航行器快速出水和缓慢反复出入水过程进行了仿真验证。仿真结果表明,所设计的控制器能够实现航行器反复水空跨越,在姿态角控制上较传统PID控制器有更好的鲁棒性。
关键词
跨
介质
航行
器
四旋翼
水
空
跨
越
RBF神经网络
Keywords
trans-media vehicle
quadrotor vehicle
air-water crossing
RBF neural network
分类号
V249.1 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
原文传递
题名
新型仿生水-空跨介质航行器结构设计
被引量:
3
18
作者
李宏源
吕凯
陈迎亮
朱敏
吕鹏宇
段慧玲
机构
北京大学工学院
中国船舶集团有限公司第
北京大学南昌创新研究院
出处
《水下无人系统学报》
2022年第6期726-732,共7页
基金
国家自然科学基金项目资助(11988102,U2141251,11872004,91848201)。
文摘
近年来,水-空跨介质航行器因具有立体跨域优势而成为研究热点,但水-空跨介质航行器平台总体的现有设计水平阻碍了其在实际复杂环境中的推广和应用。文中基于仿生变体技术,提出一种新型仿生水-空跨介质航行器结构。针对航行器外形特点,设计了2对变体水翼和折叠空翼,并开发出变体执行机构,以实现水翼、空翼的展开和收缩。为保证该航行器在多模态下的优良性能,对其在水下、水面和空中模态的水动力性能和气动性能进行了计算流体动力学数值仿真研究。结果表明,该航行器不仅可实现水下定深潜行、水面高速航行以及空中定高飞行的跨域作业,而且兼具水下隐蔽性和空中机动性等优势。
关键词
水
-
空
跨
介质
航行
器
变体
水
翼
折叠
空
翼
多模态
Keywords
water-air cross-domain vehicle
variant hydrofoil
folding air wing
multi-mode
分类号
U674.941 [交通运输工程—船舶及航道工程]
V279 [交通运输工程—船舶与海洋工程]
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职称材料
题名
仿生水-空跨介质航行器控制系统研究
被引量:
1
19
作者
李宏源
邹勇
邹宇城
吕鹏宇
段慧玲
机构
北京大学工学院
青岛海洋科学与技术试点国家实验室
北京大学南昌创新研究院
出处
《舰船科学技术》
北大核心
2023年第20期79-82,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(12202010,U2141251,11988102,11872004,91848201)
青岛海洋科学与技术试点国家实验室山东省专项经费‘问海计划’项目(No.2021WHZZB2000)。
文摘
随着海洋技术与装备的快速发展,对海上无人装备的作战能力提出更高要求。为了有效提高无人系统的跨域作战能力,亟需突破多模态跨域控制技术,实现多系统间的协同配合。基于上述背景,本文首先对国内外跨介质航行器的跨域控制技术进行梳理,并提出适用于仿生水-空跨介质航行器的两栖多模态切换控制技术和复杂海洋环境下的自抗扰控制技术。研究表明,该技术能够有效提升航行器跨域控制的鲁棒性与自抗扰能力。其次,初步设计与跨域控制技术相匹配的仿生水-空跨介质航行器软硬件系统,并论证航行器跨域控制系统的可行性。最后,对本文提出的控制技术进行总结分析,为新型水-空跨介质航行器的跨域控制技术研究提供新的思路。
关键词
仿生
水
-
空
跨
介质
航行
器
两栖多模态
跨
域运动控制
自抗扰控制
软硬件系统
Keywords
bionic water-air cross-domain vehicle
amphibious multimode cross-domain motion control
active disturbance rejection control
hardware and software system
分类号
U674 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
基于MPSO算法的空舰导弹航路规划
被引量:
2
20
作者
刘凡
黄峰
程相东
张筱
机构
空军西安飞行学院
中国人民解放军
出处
《电光与控制》
北大核心
2015年第12期54-58,共5页
文摘
为保证空舰导弹的最佳攻击效果,借鉴水空介质航行器的相关研究思路,提出一种将导弹末端突防航路扩展至水下的攻击模式,并对其全局航路规划进行了研究。首先对目标舰艇对空及对海的综合防御能力进行了分析与建模,为保证规划算法效率,利用多种群粒子群优化(MPSO)算法进行寻优搜索,设计了相应的适应度函数和进化策略,最后给出仿真算例。仿真结果表明,该方法可以实现不同介质空间武器全局航路规划。
关键词
空
舰导弹
航路规划
MPSO算法
水
空
介质
航行
器
Keywords
air-to-ship missile
route planning
MPSO algorithm
air / water trans-media vehicle
分类号
TJ761.14 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
跨介质航行器高速入水冲击载荷特性
袁绪龙
栗敏
丁旭拓
任伟
周方旭
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
16
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职称材料
2
仿翠鸟水空跨介质航行器设计与入水分析
云忠
温猛
罗自荣
陈龙
《浙江大学学报(工学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
12
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职称材料
3
水空跨介质航行器斜出水过程数值仿真
谭骏怡
胡俊华
陈国明
杨健
葛阳
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2019
7
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职称材料
4
扩张尾裙对跨介质航行器高速入水转平弹道特性影响
刘喜燕
罗凯
袁绪龙
任伟
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
5
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职称材料
5
水空跨介质航行器前沿技术进展
侯涛刚
靳典哲
龚毓琰
王新阳
裴轩
杨兴帮
《科技导报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
5
原文传递
6
大尺度跨介质航行器高速倾斜入水冲击载荷特性研究
张彤运
王聪
许海雨
夏维学
马潇健
赵静
《水下无人系统学报》
2024
1
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职称材料
7
水空航行器跨介质策略研究
刘坤
刘永强
林好
肖军浩
彭辉
鲁兴举
卢惠民
《水下无人系统学报》
2024
0
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职称材料
8
用于跨介质航行器的后掠机构分析
徐一村
朱尚锴
张博
李豪
《重庆理工大学学报(自然科学)》
CAS
北大核心
2024
0
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职称材料
9
跨介质航行器动力学前沿技术研究进展
王聪
许海雨
马贵辉
孙龙泉
《水下无人系统学报》
2024
0
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职称材料
10
跨介质航行器高速入水降载方法研究综述
郑伟
李强
范旭东
吕续舰
《水下无人系统学报》
2024
0
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职称材料
11
跨介质出水航行器水下信息获取技术发展与展望
张旭
李万鹏
《水下无人系统学报》
2024
0
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职称材料
12
跨介质航行器多体分离特性分析
汪帅
董萌
王升
《水下无人系统学报》
2024
0
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职称材料
13
跨介质航行器流体动力外形仿生设计
吴正阳
张成春
贺永圣
鲍杨春
郑益华
《宇航总体技术》
2020
4
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职称材料
14
变体跨介质航行器俯冲弹道设计与优化
陆云龙
胡俊华
刘安
冯金富
陈国明
《飞行力学》
CSCD
北大核心
2021
1
原文传递
15
跨介质航行器入水过程数值仿真
刘平安
高宏涛
杨彦熙
黄曦
高崧
嵇振涛
《水下无人系统学报》
2024
0
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职称材料
16
水空介质跨越航行器的发展与应用及其关键技术
杨健
冯金富
齐铎
马宗成
张强
《飞航导弹》
北大核心
2017
8
原文传递
17
双层四旋翼跨介质航行器水空跨越建模与控制
颜奇民
胡俊华
陈国明
谭俊怡
葛阳
《飞行力学》
CSCD
北大核心
2020
4
原文传递
18
新型仿生水-空跨介质航行器结构设计
李宏源
吕凯
陈迎亮
朱敏
吕鹏宇
段慧玲
《水下无人系统学报》
2022
3
下载PDF
职称材料
19
仿生水-空跨介质航行器控制系统研究
李宏源
邹勇
邹宇城
吕鹏宇
段慧玲
《舰船科学技术》
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
20
基于MPSO算法的空舰导弹航路规划
刘凡
黄峰
程相东
张筱
《电光与控制》
北大核心
2015
2
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职称材料
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