“海鲟4000”水下滑翔机水动力特性与滑翔性能研究

摘要

cqvip:与一般水下滑翔机相比,4 000 m水下滑翔机使用深度更深,体型相对更大。为了克服海水密度变化的影响,其浮力调节系统的体积调节量也更大。准确的动力学模型以及精确的水动力系数是实现其控制系统设计以及精确导航的基础。文中将在结构参数已定,动力学模型已知的前提下获得精确的水动力系数,对水下滑翔机性能进行预测,并为控制系统提供控制变量和优化方向作为研究的重点。以“海鲟4 000”水下滑翔机为研究对象,采用理论计算、计算流体动力学(CFD)仿真与试验数据分析相结合的方法,分析了水平翼参数对其滑翔性能的影响;获得了其在纵平面内做定常运动的水动力系数,并对其性能进行预测;通过试验数据分析,获得典型滑翔状态下不同净浮力对应的滑翔速度,并与理论计算进行对比分析,验证理论计算的正确性。研究结果表明:试验实际俯仰角控制与理论计算误差在5%以内;试验实际净浮力下的滑翔速度与理论计算误差在15%以内,满足控制系统相应控制量20%的误差需求。文中研究可为水下滑翔机控制系统的进一步优化和完善提供参考。