混合驅(qū)動(dòng)水下滑翔機(jī)的動(dòng)力學(xué)特性及效率分析.pdf

1、傳統(tǒng)水下滑翔機(jī)因其低速、機(jī)動(dòng)性差的缺點(diǎn)，嚴(yán)重限制了其應(yīng)用。而混合驅(qū)動(dòng)水下滑翔機(jī)結(jié)合了傳統(tǒng)水下滑翔機(jī)與AUV的特點(diǎn)，提高了水下滑翔機(jī)的速度與機(jī)動(dòng)性，同時(shí)具有純滑翔模式、混合驅(qū)動(dòng)模式和水平直航模式三種不同的工作模式，擴(kuò)大了水下滑翔機(jī)的應(yīng)用范圍。由于水下潛器的能源帶載能力有限，如何綜合利用三種工作模式達(dá)到最長(zhǎng)的航程或在最短的時(shí)間內(nèi)完成作業(yè)，是本文重點(diǎn)研究的問題。本文以傳統(tǒng)的典型水下滑翔機(jī)為例，通過縱垂面內(nèi)定常運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)不同驅(qū)動(dòng)模式下

2、的縱垂面動(dòng)力學(xué)特性及效率進(jìn)行研究分析，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上，本文提出了一款大型混合驅(qū)動(dòng)水下滑翔機(jī)，對(duì)其動(dòng)力學(xué)特性、能量消耗、縱垂面的姿態(tài)調(diào)節(jié)方式進(jìn)行了研究。研究結(jié)果對(duì)混合驅(qū)動(dòng)水下滑翔機(jī)在不同作業(yè)及海況中的應(yīng)用有指導(dǎo)意義，具體研究成果如下:
　　(1)根據(jù)混合驅(qū)動(dòng)水下滑翔機(jī)不同工作模式的動(dòng)力學(xué)模型，求解出了有關(guān)參數(shù)的表達(dá)式，進(jìn)而分析其動(dòng)力學(xué)特性。根據(jù)混合驅(qū)動(dòng)時(shí)滑翔機(jī)的動(dòng)力學(xué)特性，提出混合驅(qū)動(dòng)時(shí)提升速度的策略。
　　(2

3、)分別以單位航程耗能量和單位航程單位時(shí)間耗能量為指標(biāo)，對(duì)傳統(tǒng)小型混合驅(qū)動(dòng)水下滑翔機(jī)不同工作模式下的效率進(jìn)行分析，根據(jù)結(jié)果提出小型混合驅(qū)動(dòng)水下滑翔機(jī)在不同作業(yè)任務(wù)中的驅(qū)動(dòng)模式策略。
　　(3)提出一款大型混合驅(qū)動(dòng)水下滑翔機(jī)，對(duì)其外形進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析其基本性能，比較相對(duì)于小型混合驅(qū)動(dòng)水下滑翔機(jī)的優(yōu)勢(shì)。進(jìn)而對(duì)不同工作模式下驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能耗進(jìn)行分析，提出大型混合驅(qū)動(dòng)水下滑翔機(jī)深水作業(yè)條件下的驅(qū)動(dòng)模式策略。
　　(4)對(duì)所設(shè)計(jì)的大型混合驅(qū)