水下无人航行器记录仪壳体设计.pdf

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1、总第２６７期舰船电子工程Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．９２０１６年第９期ＳｈｉｐＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ１４１*水下无人航行器记录仪壳体设计王高泉赵军饶喆谢芝亮（海军工程大学兵器工程系武汉４３００３３）摘要水下无人航行器记录仪壳体结构设计通过对壳体安装环境的分析，确定壳体的结构尺寸，选取壳体材料，参照潜水器壳体以及飞机记录仪壳体的设计方法，利用有限元分析对壳体进行仿真验证。研究结果表明：设计确定的水下无人航行器记录仪壳体满足设计要求，也为今后水下无人航行器壳体的设计提供依据。关键词水下无人航行器；记录仪壳体；结构设计；模型仿真中图分类号ＴＭ３４４DOI：１０．３９６９／

2、ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２-９７３０．２０１６．０９．０３５DesignofUnderwaterUnmannedAircraftRecordsShellWANGGaoquanZHAOJunRAOZheXIEZhiliang（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＷｅａｐｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｖａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ４３００３３）AbstractＵｎｄｅｒｗａｔｅｒｕｎｍａｎｎｅｄａｉｒｃｒａｆｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｅｎｖｉ-ｒｏｎｍｅｎｔ

3、，ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｚｅ，ｓｅｌｅｃｔｓｍａｔｅｒｉａｌ，ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏｔｈｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｖｅｈｉｃｌｅｓｈｅｌｌａｎｄｔｈｅｐｌａｎｅｒｅｃｏｒｄｅｒｓｈｅｌｌ，ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｓｈｅｌｌ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｕｎｄｅｒ-ｗａｔｅｒｕｎｍａｎｎｅｄｖｅｈｉｃｌｅｄａｔａｒｅｃｏｒｄｅｒｓｈｅｌｌｍｅｅｔｓｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ，ａｌｓｏｆｏｒｔｈｅｆｕｔｕｒｅｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｕｎ

4、ｍａｎｎｅｄｖｅｈｉｃｌｅｄａｔａｒｅ-ｃｏｒｄｅｒｓｈｅｌｌｔｏｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎ．KeyWordsｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｕｎｍａｎｎｅｄａｉｒｃｒａｆｔ，ｒｅｃｏｒｄｅｒｓｈｅｌｌ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎ，ｍｏｄｅｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎClassNumberＴＭ３４４间的利用率等。在不考虑成本的状况下水下无人１引言航行器的作战深度和结构负载的能力为首要的考随着记录技术的不断发展，记录仪的机制也在虑因素，当然鉴于水下无人航行器的本身结构限制，［３］不断的完善，从早期的老式的速迹仪记录方式，逐安装和操作的便利性、材料

5、等因素也需综合考虑。渐发展到以磁带等磁性介质为记录介质，现在又采随着现代技术的发展，鱼雷也向着高航速、远用了以芯片为记录介质的记录方式，各式记录仪壳航程、大作战深度、低辐射噪声、远程精确导航、远［１］体的结构亦是形式多样，未形成标准化、通用化，距离探测及水声对抗、高效毁伤等性能等特点发就水下无人航行器记录仪的壳体而言，一方面，壳展。本文以航深５００ｍ水深，航速５０节的鱼雷为体要承受水下载荷和强冲击载荷作用，另一方面壳例设计通用化记录仪壳体，以满足作战和装备保障体要方便其与载体的装配和内部空间的电子元器的需要。［２］件的安装。决定水下无人航行器记录仪形状的因素有很２壳体的结构设

6、计多，如作战深度、结构强度、抗冲击幸存能力、外观、２．１壳体结构设计的主要考虑因素材料加工的制作工艺的复杂性，安装的方便性，空在５００ｍ深度，５０节航速的水下无人航行器的*收稿日期：２０１６年３月１２日，修回日期：２０１６年４月２９日作者简介：王高泉，男，硕士研究生，研究方向：武器系统运用于保障工程。赵军，男，副教授，研究方向：鱼雷总体技术。饶喆，男，博士研究生，研究方向：兵器制导与控制技术。谢芝亮，男，硕士研究生，研究方向：武器系统运用于保障工程。１４２王高泉等：水下无人航行器记录仪壳体设计总第２６７期结构设计及生产加工制造过程中，需要考虑以下几选材相同的情况下，同一的深度

7、的情况下，应首先个方面：的考虑球形的壳体。而相较于（小于７００ｍ～１）记录仪壳体材料的基本特性；８００ｍ）的记录仪壳体，在这样的深度，壳体结构存２）记录仪壳体的幸存环境以及在环环境下的在稳定性的问题，也就是在这个深度时，壳体的结受力；构往往是由其稳定性确定的。如若选择圆柱形壳３）记录仪壳体结构可能遭受到的损毁形式；体，则记录仪的壳体形状为l／D０和D０／t较小的４）记录仪壳体与航行器的联结形式。短圆柱，壳体两端的约束或刚性构件对圆柱壳体此外，对于记录仪的壳体而言，需要保证记录的支持作用明显，壳体刚性较大