【文章內(nèi)容簡介】 7 ........................................................................................18 ...................................................................................................20 .......................................................................21 ........................................................................21 ....................................................................................................21 第4章 滑行艇流體性能初步分析...................................................27 .......................................................................................................................27 .......................................................................................27 ...........................................................................................28 ...................................................................................29 （Murry）法估算滑行艇的阻力......................................................30 .......................................................................................................34 ...................................................................................38 ...................................................................................40 ...............................................................................41 第5章 滑行艇三自由度運動預報...................................................42 ...............................................................42 ............................................................................................42 作用于滑行艇的非慣性類水動力（矩）...............................................44 （矩）的具體計算........................................................44 ...........................................................................................48 結(jié)論................................................................................................49 致 謝................................................................................................50 參考文獻..............................................................................................51 第1章 緒論 在過去十幾年中，微電子技術(shù)、光電技術(shù)、計算機、通信、信息處理、新材料等高技術(shù)的發(fā)展,為無人機及其機載設備等提供了良好的發(fā)展條件，無人駕駛運載工具開始真正呈現(xiàn)復興的勢頭。無人機也逐漸發(fā)展成可提供兵力倍增作戰(zhàn)能力的系統(tǒng)方面過度。迄今為止，人們大多都將注意力集中在出盡風頭的無人駕駛航空器（UAV）上。確實，無人駕駛航空器既可以執(zhí)行遠程空中監(jiān)視，也可執(zhí)行有限的攻擊任務，而且直升機昨晚巡邏裝備表現(xiàn)出色，令人嘆服；但與水面無人艇相比，無人駕駛航空器目前在使用和回收方面還存在巨大困難，直升機的使用費用又非常昂貴，補充裝備所需費用甚至更高??而無人艇確恰恰相反。不但具有很多突出的特點，教之運用環(huán)境，無人艇更是獨具特色。所謂智能無人水面艇（USV）,就是指那些依靠遙控或自主方式在水面航行的小型無人化、智能化作戰(zhàn)平臺。它們可以通過大型艦艇攜載,等到達預定地點后加以施放,也可以直接在近岸實現(xiàn)保護己方打擊敵方的作用。無人水面艇作為一種新概念武器,較之傳統(tǒng)水面艦艇具有一些突出的特點:功能模式多樣化作戰(zhàn)行動靈活化艇體結(jié)構(gòu)隱蔽化作戰(zhàn)人員零傷亡 網(wǎng)絡作戰(zhàn)中心化 [1] 圖11 美國”水虎魚“無人拖帶艇”正是智能無人水面艇（USV）具有這么多突出特點，帶動了無人艇的多向發(fā)展，它們在未來海洋國土安全發(fā)揮越來越大的作用。國內(nèi)外都十分重視該領域的研究，并逐漸在軍事和其他方面得到應用。 無人水面艇雖然被認為是一種新概念武器, 但其作戰(zhàn)使用確可以一直追溯到第二次世界大戰(zhàn)期間。在第二次世界大戰(zhàn)諾曼底登陸戰(zhàn)役期間,盟國為了實現(xiàn)其戰(zhàn)略欺騙和作戰(zhàn)掩護的目的,曾設計出一種形如魚雷的無人水面艇,該艇上載有大量的煙幕劑,可按預先設定的航向機械地駛往欺騙海域,從而造成艦艇編隊登陸的假相,同時盟軍還利用大型艦艇攜帶其到達預定海域而后釋放并引導其進入計劃登陸的海灘施放煙幕,直至動力耗盡或被摧毀為止。在二戰(zhàn)后期,美國海軍也曾研制過一系列無人駕駛火箭掃雷艇,即在小型登陸艇上加裝無線電控制的操舵裝置和掃雷火箭彈,用于淺海雷區(qū)作業(yè)。二戰(zhàn)結(jié)束后至五六十年代,蘇聯(lián)曾研制過小型遙控式無人水面艇,用于向敵艦發(fā)動自殺式的撞擊爆炸性攻擊,而美國同期開發(fā)的一些無人艇則主要用于搜集海上核試驗后的環(huán)境數(shù)據(jù)。由于技術(shù)上的滯后,無人水面艇的發(fā)展在后來的30年間沒有大的突破。圖12 美國“幽靈衛(wèi)士”直到1991 年海灣戰(zhàn)爭后,真正意義上的無人水面艇的開發(fā)才隨著制導和控制技術(shù)的日漸成熟而被重新提上日程。美、法、日、以等國紛紛投入巨資發(fā)展這一裝備(見表11),其作戰(zhàn)系統(tǒng)也實現(xiàn)了由固定式向模塊化的轉(zhuǎn)變,作戰(zhàn)功能也由單一的反艦、掩護編隊、掃雷作戰(zhàn)擴展到反恐、緝私、打擊海盜、搜捕、通信等新興領域。表11各國無人水面艇參數(shù)表 在水面高速無人艇方面的研究目前我國還處于起步階段。根據(jù)相關記載相似的研究如下：1972年中華造船廠曾經(jīng)建造了一艘無人遙控掃雷艇，但其技術(shù)早已經(jīng)落伍。2002年我過北方某基地裝備通信修理廠將一艘退役導彈快艇改裝為無人遙控靶船，通過遠距離的遙控指揮，實現(xiàn)對靶船航速、航向、燈光信號識別等要素的戰(zhàn)術(shù)控制，2008年，中國航天科工集團公司所屬沈陽航天新光集團宣布，由該集團研制成功的中國第一艘無人駕駛海上探測船“天象一號”目前正在青島，為北京奧運會的青島奧帆賽提供氣象保障服務，目前從所見報道分析，我國對水面無人艦艇尚未進行系統(tǒng)的研究，還停留在對現(xiàn)有艦艇改裝為遙控靶船任務的階段，在真正意義上的自主航行的無人艇方面，與歐美有著非常明顯的差距。但是在剛性充氣艇方面，我國有過多項相關研究。蟻口招發(fā)工程船務有限公司根據(jù)市場調(diào)查和對歐美90年代充氣艇的充分研究，依據(jù)海上救生艇的設計要求和制造工藝要求，于1996年制定了“小鯨”牌充氣艇系列和充氣艇制造的企業(yè)標準，并于年末成功作出了一批樣艇和完成試航性能測定。隨著中國的崛起，特別是2000年北京取得奧運會的申辦權(quán)之后，使用國產(chǎn)剛性充氣艇的呼聲很高。上海和福建曾經(jīng)有船廠嘗試生產(chǎn)剛性充氣艇，結(jié)果因為關鍵的技術(shù)和材料沒有過關而失敗了。到了2004年初北京準備接棒奧運，北京奧運會的工作用艇也被提到了議事日程上來。北京奧運籌辦委會呼吁國人生產(chǎn)自己的奧運船艇，并列出了剛性充氣艇這個空缺項目，希望國內(nèi)有廠家能夠研制生產(chǎn)。作為南方最大的玻璃鋼船生產(chǎn)企業(yè)江龍船舶和招發(fā)船務聯(lián)手制造的這一艘植入法蘭西技術(shù)的剛性充氣艇，從外觀，內(nèi)在技術(shù)，都能達到標準，可謂是一步登天[2]。我國還廣泛開展了對改進滑行艇阻力性能的各種附加措施的研究，井取得了不少成果．如在滑行艇上加裝尾壓浪板或尾楔形板[3]．文獻[5]還推薦采用雙楔形板，它可以比通常的單楔形板獲得更好的減阻效果．文獻[6]則表明其耐波性也是良好的．華中理工大學楊素珍等人研究了滑行艇底面空氣潤滑的減阻效果，這是在滑行艇底部通過成排小孔導入空氣，使其附著底部浸濕表面，以減小摩擦阻力的措施，稱之為“導風墊氣”(SAFACUB)技術(shù)，文獻[7]介紹了他們的研究成果。大量的研究集中在減少圓舭快艇阻力的措施上．很多文獻都討論了圓舭艇上加裝尾壓浪板的減阻效果，并分析了減阻機理．有些還利用實艇試驗結(jié)果分折了尾壓浪板對推進性能的影響．文獻[8]進行了防濺條對圓舭快艇性能影響的研究．研究表明，在一定速度范圍內(nèi)，合理安裝防濺條有可能使阻力下降．這與NPL的研究結(jié)論是一致的[4]。關于滑行艇在波浪中運動性能預報方面，在zanin的非線性運動方程的基礎上，哈爾濱船舶工程學院的戴仰山等人提出了在規(guī)則波與不規(guī)則波中運動與彎矩預報方法．預報同時采用頻域與時域兩種方法計算，通過對系列62模型的計算．并將結(jié)果與Fridsma的試驗結(jié)果進行了比較，表明在中等海況下．當航速不太高時(V/≤4)運動響應預報與試驗結(jié)果符合得較好，垂向加速度則稍差．其變化規(guī)律尚一致，而阻力增值則差別甚大。當波高很大或航速很高(V/≤ 6)時，誤差較大，這可能是由于非線性影響甚強所致。同時計算還表明．頻域與時域計算結(jié)果的誤差是相當?shù)模畯亩f明在中等海況及中等速度下．采用頻域計算是可行的。對于大波高及高航速時的強非線性影響目前尚無足夠精度的預報方法．關于圓舭快艇在波浪中的運動性能預報，海軍工程學院的彭英聲和董祖舜采用切片法KKJ