淺水域無人偵察攻擊艇初步設(shè)計(jì)與性能分析.pdf

1、20世紀(jì)以來，海軍力量的發(fā)展越來越被各個(gè)國家重視，伴隨著科技的飛速發(fā)展，海上無人武器裝備開始在戰(zhàn)場上展露鋒芒。水下無人艇作為水下作戰(zhàn)平臺(tái)的重要載體，近年來已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。本文根據(jù)無人艇的船型設(shè)計(jì)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種可搭載武器的水下無人艇，重點(diǎn)對(duì)水下無人艇的外形主尺度，內(nèi)部裝置及布置以及耐壓殼結(jié)構(gòu)展開設(shè)計(jì)，同時(shí)利用了CFD軟件Fine/Marine及有限元分析軟件Patran對(duì)無人艇相關(guān)性能展開研究。以下為本文完成的具體工作：
　　完

2、成水下無人艇總體設(shè)計(jì)。包括無人艇主尺度及艇型設(shè)計(jì)方案，內(nèi)部各系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。利用三維建模軟件Solidworks對(duì)無人艇內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)行建模，完成總布置設(shè)計(jì)，并利用Maxsurf對(duì)無人艇浮態(tài)進(jìn)行校核。
　　基于CFD軟件Fine/Marine對(duì)所設(shè)計(jì)無人艇的阻力性能展開研究。首先利用Fine/Marine對(duì)Suboff模型直航阻力進(jìn)行數(shù)值模擬，將仿真結(jié)果與公開試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，驗(yàn)證了Fine/Marine在計(jì)算船舶阻力方面的可行性。然后在保

3、證雷諾數(shù)相等的情況下，利用Fine/Marine模擬了無人艇縮尺模型在水下航行狀態(tài)時(shí)1-10kn速度下的直航阻力，并對(duì)各個(gè)速度下的阻力及流場情況進(jìn)行分析。然后引入虛擬流體運(yùn)動(dòng)粘度概念，通過雷諾數(shù)，傅汝德數(shù)全相似的條件計(jì)算了縮尺模型在水面航行狀態(tài)下不同航速下的直航阻力，并通過軟件處理的到水面不同航速下的興波情況。阻力仿真結(jié)果顯示最大航速達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
　　完成無人艇耐壓殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計(jì)了三種平行舯體結(jié)構(gòu)方案，通過結(jié)構(gòu)分

4、析選擇最優(yōu)方案。然后對(duì)無人艇艏部開孔方案進(jìn)行優(yōu)化，最后完成艏艉雙層耐壓殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。利用有限元計(jì)算軟件Patran對(duì)無人艇耐壓結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，重點(diǎn)根據(jù)規(guī)范對(duì)無人艇的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行校核，計(jì)算結(jié)果表明無人艇耐壓結(jié)構(gòu)符合規(guī)范要求。
　　通過模擬分析，本文設(shè)計(jì)了一艘能夠搭載武器裝備的大型水下無人艇，該無人艇擁有較好的快速性和續(xù)航能力，且擁有較好的結(jié)構(gòu)性能。本次設(shè)計(jì)是水下無人艇的研究開發(fā)工作的一次積極有意義的嘗試，能夠?yàn)榻窈蟮难芯抗?/p>