自主式水下航行体模块化设计关键技术.pdf

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1、第33卷第6期2011年6月-舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．33，No．6Jun．，2011自主式水下航行体模块化设计关键技术姚文东，黎劲松(中国舰船研究院，北京100192)摘要：针对自主式水下航行体(AUV)柔性化设计问题，通过对国外AUV研制技术的分析，突破了传统的按分系统进行设计的模式。提出了面向AUV族的模块化设计及其关键技术。该技术的提出对促进我国AUV发展以及全面提高我国AUV研制水平具有一定的指导意义。关键词：AUV；模块化；功能设计’中图分类号：U674．941文献标识码：A文章编号：1672—7649(2011)06—014

2、9—04DoI：10．3404／j．issn．1672—7649．2011．06．034KeytechnologiesofmodulardesignfacingAUVYAOWen—dong，LIJin-song(ChinaShipResearchandDevelopmentAcademy，Beijing100192，China)Abstract：Aimingatflexibledesignproblemofautonomousunderwatervehicle(AUV)，byanalyzingresearchtechnologiesofAUV，andbreakingthrought

3、raditionaldesignaccordingtosub-systems，modulardesigntheoryofAUVanditskeytechnologiesfacingAUVfamilywereputforward．ThepropositionofmodulardesigntheoryismeaningfulforimprovingthedevelopmentandresearchinglevelofAUV．Keywords：AUV；modularity；functiondesign1概自主式水下航行体(AUV)是水下无人航行器(UUV)中的一种形式。UUV技术无论在民

4、用还是在军事上都已应用，民用早期主要用于海上石油与天然气的开发等，军用主要用来打捞试验丢失的武器(如鱼雷)，随后在水雷战中作为灭雷具有较大的发展。随着计算机技术、微电子技术、人工智能技术、导航设备小型化、指挥与控制硬件、逻辑与软件技术的迅猛发展，AUV得到了大力发展。由于AUV摆脱了系缆的牵绊，在水下作战和作业方面更加灵活，日益受到发达国家军事海洋技术部门的重视。AUV是一种综合了人工智能和其他先进计算技术的任务控制器，集成了深潜器、计算机软件、传感器、能量储存、环境效应、转换与推进、新材料与新工艺、水下智能武器等，军事上用于反潜战、水雷战、侦察与监视和后勤支援等领域。收稿日期：2

5、01l—05—06作者简介：姚文东(1978一)．男。工程师，从事海洋船舶工程研究。1)反潜战AUV上可装备先进的探测设备和攻击武器，用于跟踪或攻击敌方潜艇，并在完成任务后返回母艇。AUV也可用作诱饵，引开敌方潜艇。AUV还可作潜艇远距离水下通信的中继站，增加母艇隐蔽性。在搜索侦察方面，AUV可作为艇外水声或尾流传感平台进行区域监视和情报收集。2)水雷战AUV可自主航行到目标海域实施水雷布放，其装备前视声呐和侧视声呐，可用于探测水雷或监视可疑雷场。3)目标靶装上靶雷的有关设备后，AUV可用于靶场试验、鱼雷鉴定或日常操练中充当靶雷，以试验、鉴定鱼雷的性能或提高海军使用鱼雷的作战能力。

6、4)侦察与监视大型AUV续航时间长，可投放后自主航行至敌·150·舰船科学技术第33卷方或危险海域执行侦察和监视任务，能长时间隐蔽地采集信息。也可为两栖突击队侦察水雷、障碍等开辟水下进攻通道。5)后勤支援AUV可向海水中投放通信和导航装置，成为前方部署的网络中心的节点。还可以为前方运送急需物资，战后还可用来清理水下战场。此外，AUV还可用于寻找和打捞沉人海底的物体，如鱼雷、导弹、人造卫星等。6)其他使用AUV可用于其他一些水下领域，如海洋测绘、近岸巡逻、破坏、干扰、潜水支援、水下导向和求援，此外也可用做工作平台，在海洋施工中发挥作用。由于AUV的主要特点是有效载荷种类繁多，任务要求

7、灵活多样，因此在设计过程中有效载荷就必须适应平台的约束，采用模块化设计方法能有效实现AUV的柔性化设计，并针对任务的多样性要求，灵活、快速地进行AUV的配置。本文针对AUV柔性化设计问题，通过对国外相关技术的分析，突破了传统的按系统进行设计的模式，提出了面向AUV的模块化设计及其关键技术。2自主式水下航行体模块化设计研究现状AUV发展的目标是提高功能密度和对有效载荷的灵活适应能力，而模块化设计与研制技术是实现这一目标的重要途径。在实现AUV模块化设计方面各国都开展了相