水柱测量中的水下滑翔机转向性能

摘要

为了实现水体的水柱测量,设计一种具备大范围俯仰角调节能力的水下滑翔机.该滑翔机利用多自由度重心调节系统,能同时实现常规滑翔与竖直剖面监测.研究扩大水下滑翔机在水柱测量点之间的间隔并提高转向过程的效率的方法.采用经过扩展攻角的水动力模型、计算流体力学方法、运动仿真以及湖水试验,分析不同的侧翼位置以及转向俯仰角对应的转向性能.试验与仿真结果表明,将侧翼位置远离尾翼并在转向过程中保持较小的俯仰角,能够减小转向半径,提高转向率以及整个滑翔过程在目标方向上的覆盖范围.湖水试验显示,相对于常规的27°转向俯仰角,使用更优的5°转向俯仰角可以使转向半径降低66%,使转向率提高330%,使目标覆盖距离提高77%.