原文传递
声学观测型长航程AUV推进器设计与试验研究
| 论文题名： | 声学观测型长航程AUV推进器设计与试验研究 |
| 关键词： | 螺旋桨推进器;毂帽鳍;水动力性能;振动测试;低噪声 |
| 摘要： | 随着新技术的发展和军事战略的需求日益增长，续航能力更强、声学观测型长航程无人自主水下航行器(LRAUV，LongRangeAutonomousUnderwaterVehicle)备受关注。LRAUV是一个复杂的机械电子系统，其中高效率、低噪声的螺旋桨推进器是保证LRAUV完成长时序声学观测的重要组成部分。本文以声学观测型LRAUV为平台，针对推进器工作效率和振动噪声问题展开研究： 1.设计LRAUV水动力外形，使用CFD数值计算方法预报了LRAUV的航行阻力，明确了螺旋桨推进器设计输入。基于升力线理论，结合CFD方法探究了螺旋桨结构参数与效率的关系，建立高效双叶螺旋桨模型；使用CFD方法研究了螺旋桨水动力性能及其敞水效率。 2.设计了毂帽鳍参数的全因子实验，敞水特性结果表明毂帽鳍可有效地减弱尾流，提高螺旋桨的效率；分析了设计参数对效率影响规律，总结毂帽鳍的作用机理，并提取关键参数对毂帽鳍的进行优化，以获取最佳响应值。 3.推导了LRAUV机体与螺旋桨相互作用的关系，对LRAUV自航速度进行预测，并获得该工况下推进器的整体效率；建立了以推进器为主要单元的能耗模型，推导了LRAUV航速与航程的函数关系，并计算推进器最大效率点下LRAUV的航程。 4.采用振动测试方法，对电机驱动激励下的推进器壳体振动进行测试，分析了各测试点振动峰值产生的原因；通过消声水池实验，对不同转速下的推进器噪声水平进行测试，分析了推进器水中运行的噪声来源，在经济航速工况下噪声水平，低于海洋环境噪声。 5.开展了压力测试、水池系泊推力测试，推进器在高压下运行正常，推力性能满足LRAUV航行需求；在国家深海基地管理中心开展近海海试，LRAUV在推进器最佳效率工况下航行速度与理论计算相近，验证了推进器方案的正确性和系统运行的可靠性。 |
| 作者： | 胡力新 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王延辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
