【摘要】：20世紀(jì)以來,海軍力量的發(fā)展越來越被各個國家重視,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)計特點(diǎn),設(shè)計了一種可搭載武器的水下無人艇,重點(diǎn)對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,同時利用了CFD軟件Fine/Marine及有限元分析軟件Patran對無人艇相關(guān)性能展開研究。以下為本文完成的具體工作:完成水下無人艇總體設(shè)計。包括無人艇主尺度及艇型設(shè)計方案,內(nèi)部各系統(tǒng)設(shè)計方案。利用三維建模軟件Solidworks對無人艇內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)行建模,完成總布置設(shè)計,并利用Maxsurf對無人艇浮態(tài)進(jìn)行校核�；贑FD軟件Fine/Marine對所設(shè)計無人艇的阻力性能展開研究。首先利用Fine/Marine對Suboff模型直航阻力進(jìn)行數(shù)值模擬,將仿真結(jié)果與公開試驗數(shù)據(jù)對比,驗證了Fine/Marine在計算船舶阻力方面的可行性。然后在保證雷諾數(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1-10kn速度下的直航阻力,并對各個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)動粘度概念,通過雷諾數(shù),傅汝德數(shù)全相似的條件計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)計要求。完成無人艇耐壓殼結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計了三種平行舯體結(jié)構(gòu)方案,通過結(jié)構(gòu)分析選擇最優(yōu)方案。然后對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。利用有限元計算軟件Patran對無人艇耐壓結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,重點(diǎn)根據(jù)規(guī)范對無人艇的結(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,能夠為今后的研究工作提供一定的參考價值。
【圖文】：

第 1 章緒論美國海軍空間和海戰(zhàn)（SPAWAR）系統(tǒng)中心開發(fā)的一款深海搜索型的 UUV，艘先進(jìn)的無人搜索水下潛器（Advanced Unmanned Search System,AUSS）。該潛整體呈魚雷型，全長 5.2 米，直徑為 800 毫米，最大速度可以達(dá)到 6 節(jié)，能夠持行 6 個小時。該型潛水器攜帶有水聲通信設(shè)備，可以通過超聲波和水中聲波與母行通訊，最深可以在水下 6000 米的區(qū)域給母船傳遞數(shù)據(jù)[6-7]。（a）近程水雷偵察系統(tǒng)（NMRS）（b）遠(yuǎn)程水雷偵察系統(tǒng)(LMRS)

纜為潛水器傳輸電力供其驅(qū)動。該型潛水器除了在瑞典海軍裝備以外，還裝備在各國海軍和澳大利亞海軍的獵掃雷艇上[10]。由挪威 Kongsberg Simrad 公司建造的 HUGIN 3000 AUV 在世界范圍內(nèi)應(yīng)用廣泛，包括挪威在內(nèi)的 8 個國家的海軍利用 HUGIN 3000 做了大量的試驗，完海底成像、深海調(diào)查、水下目標(biāo)偵察和水雷探測等多項任務(wù)，，并取得了比較好的。該型潛水器整體呈魚雷狀，全長為 5.35 米，最大直徑為 1 米，工作深度最大可下 3000 米；該潛水器的續(xù)航速度為 4 節(jié)，可以在水下以該速度工作 50 小時[11]。（a）英國研制的潛水器（b）法國 DCN 公司的 FDS3 遙控獵雷系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U674.77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2634724