無(wú)人艇動(dòng)穩(wěn)性試驗(yàn)與數(shù)值驗(yàn)證

馮月衛(wèi)，王 輝，周 杰

(1.南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司，江蘇 南通226000;2.哈爾濱工程大學(xué)，黑龍江 哈爾濱150001)

0 引 言

21世紀(jì)是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的世紀(jì)，人類利益爭(zhēng)奪的觸角已經(jīng)投向遙遠(yuǎn)的太空、宇宙以及廣闊的海洋。其中海洋所蘊(yùn)藏的巨大經(jīng)濟(jì)利益以及在政治上的重要地位，使得各國(guó)對(duì)海洋權(quán)利的爭(zhēng)奪日趨激烈［1］。在信息科技革命中新興的各種智能化設(shè)備是人們借以征服海洋的利器，而處在最前沿的依然是智能化武備。本文要研究的對(duì)象就是這樣一種自主航行并執(zhí)行各種任務(wù)的水面航行器——無(wú)人艇(USV)［2］。

無(wú)人艇在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用涉及到情報(bào)、偵察和監(jiān)視(ISR)、水雷戰(zhàn)、反潛戰(zhàn)、反艦戰(zhàn)、力量保護(hù)、港口安全、精確打擊、海上攔截和封鎖、特種作戰(zhàn)支持等。各國(guó)海軍對(duì)于無(wú)人艇的一系列前沿應(yīng)用表現(xiàn)出越來(lái)越濃厚的興趣，無(wú)人艇研究項(xiàng)目持續(xù)推進(jìn)，新船型應(yīng)用逐漸增多，自主性不斷提高。

無(wú)人艇的動(dòng)穩(wěn)性是一個(gè)重要的性能指標(biāo)［3］。國(guó)內(nèi)外關(guān)于滑行艇動(dòng)穩(wěn)性的研究和實(shí)驗(yàn)很少，尚未形成可以參考的理論成果。在無(wú)人艇動(dòng)穩(wěn)性方面展開(kāi)研究和試驗(yàn)是具有開(kāi)創(chuàng)性和挑戰(zhàn)性的一個(gè)方向。

1 模型試驗(yàn)

關(guān)于滑行表面的水動(dòng)力計(jì)算研究起源于20世紀(jì)40年代NACA 在蘭利的拖曳實(shí)驗(yàn)［4］，基于這些實(shí)驗(yàn)后續(xù)的許多相關(guān)研究才得以展開(kāi)。無(wú)人艇的水動(dòng)力系數(shù)具有非線性，要準(zhǔn)確確定這些水動(dòng)力系數(shù)可靠的方法是通過(guò)模型試驗(yàn)獲得。無(wú)人艇模型試驗(yàn)主要測(cè)量高速航行橫傾的航行姿態(tài)，橫向恢復(fù)力和力矩。……