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毕业论文 高速无人艇设计与运动性能初步分析.doc

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毕业论文 高速无人艇设计与运动性能初步分析.doc

本科毕业设计(论文)高速无人艇设计与运动性能初步分析Thedesignofhighspeedunmannedcraftandpreliminaryanalysisofmotionperformance学院船舶与海洋工程专业船舶与海洋工程学生姓名班级学号06船海2班指导教师教授二零一零年六月毕业设计(论文)题目高速无人滑行艇设计与运动性能初步分析一、毕业设计(论文)内容及要求(包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等)1针对高速无人滑行艇的设计特点及性能要求等开展调研分析,了解研究动态,重点关注滑行艇运动性能预报及流体动力的计算方法与相关公式,并撰写综述报告2开展无人艇初步设计,确定主尺度、主要参数,以及其他功能模块3在此基础上,利用Maxsurf软件完成高速无人滑行艇的设计及流体性能的初步计算分析4以滑行艇前进、升沉及纵摇运动为目标开展滑行艇流体性能的初步分析,并考虑风载荷因素建立滑行艇三自由度运动预报模型5编制运动预报程序,开展滑行艇三自由度运动预报,分析高速滑行艇的运动特点6完成相关内容的外文翻译一篇7撰写毕业论文。二、完成后应交的作业(包括各种说明书、图纸等)1.毕业设计论文一份2.滑行艇三自由度运动预报程序一套3.外文译文一篇。三、完成日期及进度自2010年4月12日起至2009年6月18日止进度安排4.124.18查阅资料、撰写综述报告4.194.25完成滑行艇的方案设计4.265.9利用Maxsurf软件完成滑行艇的流体性能初步计算5.105.23建立滑行艇三自由度运动预报数学模型5.246.6编制程序,开展滑行艇运动性能预报6.76.13整理论文、打印6.146.18毕业答辩四、同组设计者(若无则留空)葛珅玮五、主要参考资料(包括书刊名称、出版年月等)1.盛振邦,刘应中.船舶原理(上下册),上海交通大学出版社,20032.吴秀恒.船舶操纵性与耐波性,人民交通出版社,19993.陈书海,近海攻击利器高速攻击艇,国防工业出版社,20044.黄彩虹,军用快艇,人民出版社,19965.董祖舜,快艇动力学,华中理工大学出版社,19916.邵世明,高速艇动力学,上海交通大学出版社,19907.蒯挺适,军用快艇设计基础知识,国防工业出版社,19928.奚伟.翼滑艇运动智能控制仿真初步研究,硕士论文,2006年系教研室主任(签章)年月日学院主管领导(签章)年月日本科毕业设计(论文)I摘要高速无人滑行艇具有高速、隐身、智能等优点,因而能够用于灵活作战,目前,国外已有多种水面高速无人艇应用于军事领域,特别是以美国为代表的西方国家已将其列为重要的发展方向国内在水面高速无人艇技术方面的研究还处在初级阶段,近年来研制出的无人驾驶船也只是应用于探测天气,为了更好低完善我国海军作战体系,带动相关军工业的发展。本文进行的主要工作有一、针对目前国内外的高速无人艇研究发展现状展开了调查研究,并对我国目前滑行艇阻力、稳性、耐波性和新艇型的开发进行简单的介绍。二、从任务需求出发,结合现有条件,利用Maxsurf软件进行单体滑行艇模型的设计,并对模型进行了流体性能的初步计算分析。三、进行了推进器的设计,并对喷水推进器的种种要素对各个性能的影响进行了分析。四、以滑行艇前进、升沉及纵摇运动为目标开展滑行艇流体性能的初步分析。五、建立了船前进、升沉、纵摇三自由度运动数学模型,开展了滑行艇三自由度运动预报,分析了高速滑行艇运动特点。关键词无人滑行艇性能分析三自由度运动数学模型运动预报本科毕业设计(论文)IIAbstractUnmannedSurfaceVehicleUSVhassomegoodpropertiessuchashighspeed,stealth,intelligence,etc,whichcanbeusedforflexibleoperations,currently,therearemanyforeignhighspeedunmannedsurfacevesselsinthemilitaryfield,especiallytheUnitedStatesastherepresentativeoftheWesterncountrieshavetheirasanimportantdirectionofdevelopmentdomestichighspeedunmannedcraftonthewatertechnologyresearchisstillattheinitialstage,developedinrecentyearsofunmannedboatonlyapplydetecttheweather,inordertobetterimproveournavalcombatsystemoflow,promotethedevelopmentofmilitaryindustrialrelated.ThismajorworkcarriedoutareFirst,Aviewofthecurrentdomesticandforeignresearchanddevelopmentofhighspeedunmannedcraftlaunchedasurveyonthecurrentsituation,andintroduceresistance,stability,seakeeping,andthedevelopmentofnewhullofourcountrycurrentplaningboat.Second,fromthemissionrequirements,combinedwithexistingconditions,useofMaxsurfsingleplaninghullmodelofsoftwaredesign,andmodeltheperformanceofthepreliminarycalculationoffluidanalysis.Third,forthepropellerdesign,andalltheelementsofwaterjetpropulsionofindividualperformancewasanalyzed.Fourth,inordertoslidetheboatforward,heaveandpitchmotiontargetingofplaningcraftapreliminaryanalysisoffluidproperties.Fifth,theestablishmentoftheboatforward,heave,pitchthreedegreesoffreedommathematicalmodel,carriedoutthreeDOFmotionplaningpredictionofhighspeedplaningcraftmotor.KeywordsunmannedplaningcraftsPerformanceAnalysisnumeralmodelofthreedegreesoffreedommovementreportExerciseofcrafts.本科毕业设计(论文)III目录第1章绪论........................................................................................11.1引言..........................................................................................................................11.2课题背景.................................................................................................................21.2.1国外发展......................................................................................................21.2.2国内发展......................................................................................................41.2.3我国对于改善阻力性能的各种特殊措施方面的研究..............................41.2.4我国对滑行艇关于耐波性的研究..............................................................51.2.5我国对滑行艇关于稳性方面的研究..........................................................51.2.6我国对滑行艇新艇型的开发与研究..........................................................61.3论文研究的目的与意义.........................................................................................61.4论文主要内容.........................................................................................................7第2章高速滑行艇maxsurf建模.....................................................82.1滑行艇的maxsurf建模.........................................................................................82.1.1单体滑行艇的主尺度..................................................................................82.1.2单体滑行艇的maxsurf建模视图..............................................................82.1.3利用muxsurf对艇静止在水面时基本计算............................................102.1.4利用Hydromax对艇静止在水面时基本计算..........................................11第3章推进器设计..........................................................................173.1喷水推进器的概要...............................................................................................173.2喷水推进器较常规螺旋桨推进技术的优点.......................................................173.3喷水推进器的工作机理........................................................................................183.4喷水推进器理论...................................................................................................203.5影响喷水推进器性能的重要参数.......................................................................213.5.1建立喷水推进器计算模型........................................................................213.5.2重要参数....................................................................................................21第4章滑行艇流体性能初步分析...................................................274.1引言.......................................................................................................................274.2滑行艇水动力计算概述.......................................................................................274.3滑行艇纵向受力分析...........................................................................................284.4滑行平板的流体动力分析...................................................................................294.4.1姆雷(Murry)法估算滑行艇的阻力......................................................304.5模型阻力计算.......................................................................................................344.6滑行艇在静水中垂荡运动...................................................................................384.7滑行艇在静水中纵摇运动...................................................................................404.8滑行艇的纵向运动稳定条件...............................................................................41第5章滑行艇三自由度运动预报...................................................425.1滑行艇纵向运动耦合方程的数学模型...............................................................42本科毕业设计(论文)IV5.1.1坐标系的选取............................................................................................425.1.4作用于滑行艇的非惯性类水动力(矩)...............................................445.2滑行艇所受各非惯性力(矩)的具体计算........................................................445.3高速滑行艇运动特点...........................................................................................48结论................................................................................................49致谢................................................................................................50参考文献..............................................................................................51本科毕业设计(论文)1第1章绪论1.1引言在过去十几年中,微电子技术、光电技术、计算机、通信、信息处理、新材料等高技术的发展,为无人机及其机载设备等提供了良好的发展条件,无人驾驶运载工具开始真正呈现复兴的势头。无人机也逐渐发展成可提供兵力倍增作战能力的系统方面过度。迄今为止,人们大多都将注意力集中在出尽风头的无人驾驶航空器(UAV)上。确实,无人驾驶航空器既可以执行远程空中监视,也可执行有限的攻击任务,而且直升机昨晚巡逻装备表现出色,令人叹服但与水面无人艇相比,无人驾驶航空器目前在使用和回收方面还存在巨大困难,直升机的使用费用又非常昂贵,补充装备所需费用甚至更高而无人艇确恰恰相反。不但具有很多突出的特点,教之运用环境,无人艇更是独具特色。所谓智能无人水面艇(USV),就是指那些依靠遥控或自主方式在水面航行的小型无人化、智能化作战平台。它们可以通过大型舰艇携载,等到达预定地点后加以施放,也可以直接在近岸实现保护己方打击敌方的作用。无人水面艇作为一种新概念武器,较之传统水面舰艇具有一些突出的特点功能模式多样化作战行动灵活化艇体结构隐蔽化作战人员零伤亡网络作战中心化1

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