混合驅(qū)動水下滑翔機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究.pdf

1、混合驅(qū)動水下滑翔機(jī)集成了浮力滑翔運(yùn)動和螺旋槳推進(jìn)運(yùn)動兩者的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型的水下自航行器。作為一種自主水下觀測平臺，其在軍民兩個(gè)領(lǐng)域都有著巨大的應(yīng)用前景。混合驅(qū)動水下滑翔機(jī)有三種工作模式：浮力滑翔工作模式，用于需要長航程高隱蔽性的工作情況；動力滑翔工作模式，用于快速機(jī)動、有高精度航跡要求的工作情況；定深航行模式，用于對特定深度水層進(jìn)行參數(shù)獲取的工作情況。
　　本文以課題組前期研究成果為基礎(chǔ)，結(jié)合單純的浮力驅(qū)動水下滑翔機(jī)，設(shè)計(jì)開發(fā)了

2、小型深海推進(jìn)系統(tǒng)，完成混合驅(qū)動水下滑翔機(jī)PETRELⅡ樣機(jī)研發(fā)。建立了混合驅(qū)動水下滑翔機(jī)縱垂面動力學(xué)模型，并針對螺旋槳設(shè)計(jì)參數(shù)與滑翔機(jī)運(yùn)動性能的相互關(guān)系進(jìn)行分析。最后對混合驅(qū)動水下滑翔機(jī)整機(jī)進(jìn)行了湖域及海域試驗(yàn)，驗(yàn)證了推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性和功能有效性。本文的主要研究成果為：
　　設(shè)計(jì)了混合驅(qū)動水下滑翔機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)。重點(diǎn)針對螺旋槳推進(jìn)器開展詳細(xì)設(shè)計(jì)，推進(jìn)器工作時(shí)，配合浮力系統(tǒng)、姿態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)混合驅(qū)動水下滑翔機(jī)的浮力滑翔、動力滑

3、翔工作模式和定深航行工作模式。
　　建立了混合驅(qū)動水下滑翔機(jī)阻力方程。通過B335槳型圖譜分析，建立相應(yīng)的推力、轉(zhuǎn)矩系數(shù)方程，進(jìn)一步推導(dǎo)出 B335槳型推力、轉(zhuǎn)矩方程，并針對混合驅(qū)動水下滑翔機(jī)運(yùn)動性能指標(biāo)，以滿足推力與轉(zhuǎn)矩要求為目標(biāo)，獲取了PETRELⅡ滑翔機(jī)的最優(yōu)螺旋槳直徑及轉(zhuǎn)速參數(shù)范圍。
　　建立了混合驅(qū)動水下滑翔機(jī)縱垂面動力學(xué)模型。模型同時(shí)考慮了姿態(tài)調(diào)節(jié)電池包平移量、浮力調(diào)節(jié)量以及推進(jìn)系統(tǒng)推力、轉(zhuǎn)矩的共同作用，能夠較為