[发明专利]一种抗载荷分离的UUV流体动力布局设计方法

摘要

本发明提出的一种抗载荷分离的UUV流体动力布局设计方法，其特征在于：采用平板翼型，选用鳍、舵十字形布局，在UUV下半部分正负45度处增加腹鳍；依据UUV鳍舵设计的一般原则，通过理论估计以获得鳍、舵的平面几何参数初值；对鳍、舵平面几何参数的优化设计，得到该UUV的优化模型。本发明有益效果：该流体动力布局能够承受分离冲击力对运载体的航行状态的影响，满足载荷分离过程中运载体运动稳定性要求，满足载荷与运载体分离过程中的安全性，并保证运载体分离后的稳定运动，满足载荷与运载体的分离位置要求。

主权项

1.一种抗载荷分离的UUV流体动力布局设计方法，其特征在于步骤如下：步骤1：采用平板翼型，选用鳍、舵十字形布局，在UUV下半部分正负45度处增加腹鳍；步骤2：依据UUV鳍舵设计的一般原则，通过理论估计以获得鳍、舵的平面几何参数初值；先应用经验公式求得鳍舵的面积：S=kV23]]>式中，V为UUV的排水体积，k为系数，取值为k＝1.1～1.3；再根据UUV的具体设计要求确定，结合得到的鳍舵的鳍舵的面积，确定弦长l和展长b的初值：b·l＝S，l为鳍舵弦长，b为鳍舵展长；步骤3：对鳍、舵平面几何参数的优化设计，得到该UUV的优化模型，UUV的优化模型包括以下参数和约束条件：目标函数：min(R_zmina)    min(R_ymina)；设计参数：λf,lf,bf1,χf0λr,lr,br1,χr0;]]>约束条件：式中，R_zmaxa，R_ymaxa分别为水平面和铅垂面最小曲率半径；λ_f，λ_r分别为水平鳍和垂直鳍的展弦比；l_f，l_r分别为鳍、舵的展长；l_f0，l_r0分别为鳍、舵的展长初值；b_f1，b_r1分别为鳍、舵的弦长；b_f10，b_r10分别为鳍、舵的弦长初值；χ_f0，χ_r0分别为鳍、舵的前缘后掠角；G_y，G_z分别为纵向、横向的稳定裕度；n_ya，n_za分别为纵向、横向的法向过载；n_ya，n_za分别为纵向、横向的法向过载初值；ξ_rmax为舵的最大减压系数，σ_k为空泡数；δ_hmax，δ_vmax分别为允许的最大横舵角与直舵角。