仿生吊艙推進器的水動力性能研究.pdf

1、近幾年,隨著海洋領(lǐng)土問題的日益嚴重化,保衛(wèi)海洋領(lǐng)土的話題成為了熱點話題。發(fā)展和壯大海軍的呼聲愈加響亮,眾多學者投身到先進海軍裝備的研發(fā)事業(yè)中。論文設(shè)計的仿生吊艙推進器可用于隱身艦船的開發(fā)、軍事偵察設(shè)備、水雷等潛艇的配套武器的研究等方面。結(jié)合仿生雙水翼對擺的推進方式與吊艙式推進的概念,設(shè)計一種新型仿生吊艙推進器,使其同時具有低噪聲、高穩(wěn)定性與高機動性、安裝及使用靈活等優(yōu)點,且適合用于行駛于要求低噪聲特殊環(huán)境中的水下或水面航行器上,比如布雷

2、水域、拐角狹窄、水藻密集等特殊環(huán)境。主要將從仿生吊艙推進器上的擺動水翼水動力性能研究開始,再簡單設(shè)計吊艙體內(nèi)的推進驅(qū)動機構(gòu)與吊艙外形設(shè)計,最后完成仿生吊艙推進器的水動力性能預報。
　　首先,以擺動擺桿帶動水翼來回隨動運動模式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的升沉與搖擺耦合運動模式,給出剛性擺動水翼的運動規(guī)律和參數(shù)定義。通過對采用新型運動模式擺動的二維擺動水翼進行數(shù)值計算,得出擺動水翼的尾流場特性與不同運動參數(shù)(如相位差、擺動頻率、水翼擺幅、擺桿長、來流速

3、度)、不同斯特羅哈數(shù)、不同進速系數(shù)對擺動水翼水動力性能的影響。
　　其次,在二維單個擺動水翼的水動力性能研究基礎(chǔ)上,對二維雙水翼對擺進行數(shù)值計算,詳細分析二維雙水翼對擺的尾流場特性。并且從不同相位差值的角度出發(fā),分析間距對二維雙水翼對擺水動力性能的影響,再將雙水翼對擺的水動力性能與單個對擺水翼的水動力性能做比較。由計算結(jié)果可知在一般情況下,雙水翼對擺能增大擺動水翼的平均推力系數(shù)與平均力矩系數(shù),但對其推進效率影響不大。
　　再

4、次,對仿生吊艙推進器的推進驅(qū)動機構(gòu)與總體外形進行初步設(shè)計。仿生吊艙推進器采用齒輪傳動和曲柄搖桿機構(gòu)實現(xiàn)電機扭矩轉(zhuǎn)換成水翼對稱擺動的運動傳遞;吊艙主要由圓柱形立柱和大圓盤形艙體組成。
　　最后,對仿生吊艙推進器進行水動力性能預報,得出仿生吊艙推進器的吊艙能對雙水翼擺動推進產(chǎn)生有利影響,使得雙擺動水翼的平均推力系數(shù)增大、平均力矩系數(shù)增大及推進效率增大。給出仿生吊艙推進器的相應(yīng)的敞水性能曲線。
　　仿生吊艙推進器具有布置靈活、操縱