高机动超空泡水下航行器流体动力布局和控制方法

项目名称： 高机动超空泡水下航行器流体动力布局和控制方法

项目编号： No.51409215

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 水利工程

项目作者： 李代金

作者单位： 西北工业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 由于超空泡机动脱体分离、变形及航行器失稳等问题的存在，使得目前国内外研究的超空泡水下航行器大多仅具备以直航为特征的弱机动能力，制约了超空泡武器制导化的发展。本项目开展 “附加直舵片的圆锥空化器+大展弦比尾直舵”的新型高机动性航行器流体动力布局，以及在该模式下的艏尾操纵面协同动作的控制方法研究，有望使航行器获得约20倍弹长回转半径的高机动能力。运用CFD结合高速水洞试验，研究机动情况下新型空化器形成的超空泡形态与航行器流体动力特性；基于空泡独立扩张原理，考虑空泡与航行体的瞬时位置关系，建立能够描述强机动超空泡航行器运动特性的空间运动学与动力学模型，有效评估采用新型流体动力布局模式的航行器机动能力；强调算法鲁棒性，提出MIMO系统的艏、尾操纵面协同动作控制方法。该研究的开展对高机动性制导超空泡高速水下航行器的研究具有重要的学术意义。

中文关键词： 水下航行体；超空泡；高机动；流体动力布局；航行控制

英文摘要： With the existing problems of supercavity off-body seperation, transformation and instability of supercavitating vehichle, nowadays, most supercavitating underwater vehicles around the world only possess weak maneuverability of direct flight, which limits

英文关键词： Underwater vehicles；Supercavitating；Strong maneuvering；Hydrodynamic layout；Navigation control