仿生吊艙推進(jìn)器的水動(dòng)力性能研究.pdf

1、近幾年,隨著海洋領(lǐng)土問題的日益嚴(yán)重化,保衛(wèi)海洋領(lǐng)土的話題成為了熱點(diǎn)話題。發(fā)展和壯大海軍的呼聲愈加響亮,眾多學(xué)者投身到先進(jìn)海軍裝備的研發(fā)事業(yè)中。論文設(shè)計(jì)的仿生吊艙推進(jìn)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(duì)擺的推進(jìn)方式與吊艙式推進(jìn)的概念,設(shè)計(jì)一種新型仿生吊艙推進(jìn)器,使其同時(shí)具有低噪聲、高穩(wěn)定性與高機(jī)動(dòng)性、安裝及使用靈活等優(yōu)點(diǎn),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(jìn)器上的擺動(dòng)水翼水動(dòng)力性能研究開始,再簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)吊艙體內(nèi)的推進(jìn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與吊艙外形設(shè)計(jì),最后完成仿生吊艙推進(jìn)器的水動(dòng)力性能預(yù)報(bào)。
　　首先,以擺動(dòng)擺桿帶動(dòng)水翼來(lái)回隨動(dòng)運(yùn)動(dòng)模式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的升沉與搖擺耦合運(yùn)動(dòng)模式,給出剛性擺動(dòng)水翼的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和參數(shù)定義。通過對(duì)采用新型運(yùn)動(dòng)模式擺動(dòng)的二維擺動(dòng)水翼進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,得出擺動(dòng)水翼的尾流場(chǎng)特性與不同運(yùn)動(dòng)參數(shù)(如相位差、擺動(dòng)頻率、水翼擺幅、擺桿長(zhǎng)、來(lái)流速

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

4、次,對(duì)仿生吊艙推進(jìn)器的推進(jìn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與總體外形進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。仿生吊艙推進(jìn)器采用齒輪傳動(dòng)和曲柄搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電機(jī)扭矩轉(zhuǎn)換成水翼對(duì)稱擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)傳遞;吊艙主要由圓柱形立柱和大圓盤形艙體組成。
　　最后,對(duì)仿生吊艙推進(jìn)器進(jìn)行水動(dòng)力性能預(yù)報(bào),得出仿生吊艙推進(jìn)器的吊艙能對(duì)雙水翼擺動(dòng)推進(jìn)產(chǎn)生有利影響,使得雙擺動(dòng)水翼的平均推力系數(shù)增大、平均力矩系數(shù)增大及推進(jìn)效率增大。給出仿生吊艙推進(jìn)器的相應(yīng)的敞水性能曲線。
　　仿生吊艙推進(jìn)器具有布置靈活、操縱