[发明专利]高海况下小尺度无人艇的综合减摇系统

说明书

本发明公开了一种高海况下小尺度无人艇的综合减摇系统，包括综合控制系统、被动减摇装置、主动减摇装置和惯性导航设备；被动减摇装置，用于实现被动式的舰艇减摇；主动减摇装置，用于实现主动式的舰艇减摇；惯性导航设备，用于获取无人艇的运动姿态数据；综合控制系统，用于根据惯性导航设备传入的舰艇运动姿态数据智能控制主动减摇装置和被动减摇装置进行减摇动作。本发明为智能的、主被动相结合的综合减摇系统，兼备主动减摇与被动减摇优点的同时又能弥补相关不足，经过综合智能控制可以使被动减摇装置和主动减摇装置同时执行减摇动作，为艇体提供运动阻尼，降低运动幅值，从而使无人艇在各种航速和海况下均有比较好的减摇效果。

技术领域

本发明属于船舶减摇技术领域，特别是一种高海况下小尺度无人艇的综合减摇系统。

背景技术

小尺度无人艇在恶劣海况下航行时易受风浪流等外界因素的影响，较易产生纵摇、横摇、升沉等6个自由度的运动响应，打破了艇体运动的平衡状态，剧烈的运动响应会导致艇体结构受损或艇载设备不能正常工作，严重者会导致无人艇无法完成使命任务。为降低船舶的在波浪中的运动响应，具备正常航行与工作的能力，目前较为常见的减摇方式通常为通过舭龙骨、减摇水舱、减摇舵等单一的、被动式的减摇装置实现船舶在某一范围海况下的减摇，很少是针对恶劣海况下减摇设计，具有一定的局限性和被动性。

传统减摇方式存在以下的不足：

1)减摇装置易产生附加阻力，不适合小尺度无人艇航向与航速控制。

2)减摇方式为被动减摇，不适合高海况下船舶减摇。

3)减摇方式较单一，综合减摇效果较差。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种高海况下小尺度无人艇的综合减摇系统。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种高海况下小尺度无人艇的综合减摇系统，所述系统包括综合控制系统，以及与该综合控制系统相连的被动减摇装置、主动减摇装置和惯性导航设备；

所述被动减摇装置，与艇体结构固定连接，用于实现被动式的舰艇减摇；

所述主动减摇装置，作为减摇附体安装在艇体结构上或舱室空间内，用于实现主动式的舰艇减摇；

所述惯性导航设备，用于获取无人艇的运动姿态数据，为综合控制系统提供参数输入，通过艇体的运动响应和运动姿态对艇体产生反向阻尼进而降低运动幅值；

所述综合控制系统，用于根据惯性导航设备传入的舰艇运动姿态数据智能控制主动减摇装置和被动减摇装置进行减摇动作；

小型无人艇在高海况下工作航行时，被动减摇装置与主动减摇装置可同时进行艇体减摇，为艇体提供运动阻尼，降低运动幅值，具有可靠性高，减摇效果好的特点。

进一步地，所述被动减摇装置包括T型减摇水翼、可收放式垂直鳍舵；

所述T型减摇水翼，用于在艇体航行过程中水翼面板划割水体，通过泄涡产生垂向的阻尼运动；

所述可收放式垂直鳍舵，当小型无人艇在高海况下航行时，通过综合控制系统对可收放式垂直鳍舵进行释放，鳍舵横截面产生横向阻尼以降低艇体的横摇运动幅值；当垂直鳍舵不参与无人艇减摇时，通过综合控制系统对可收放式垂直鳍舵进行回收，回收后可收放式垂直鳍舵与艇体外型共型。

进一步地，所述T型减摇水翼安装在艇体艏部，所述可收放式垂直鳍舵安装在艇体舯部。

进一步地，所述主动减摇装置包括截流板、减摇陀螺；

所述截流板，用于调节无人艇航行过程中的纵倾，且其本身在纵向运动中产生阻尼，减小艇体的纵摇幅值；

所述减摇陀螺，通过转子旋转产生的回复力降低无人艇的横摇运动幅值。