球网架式载体设计研究

论文摘要

为满足船舶实施航行纵向补给的要求,设计稳定可靠的球网架式载体,其体积小、重量轻,便于收放,同时满足海上的作业要求。本文主要内容是对载体进行总体设计及性能研究,包括总布置设计、稳性计算、舵系统设计、水翼设计、水动力研究和作业视景仿真设计。从载体工程设计出发及各部件重量、尺寸的分配原则,重新进行了载体总布局设计:完成分系统部件在载体内部的布局。经过静水力校核满足载体的浮态及稳定性要求。静水力计算主要包括补给载体和接收载体的重心、浮心、转动惯量和稳性计算。舵系统设计:首先进行载体受力分析,从舵力、布置、质量等多个方面优选出一种方案;之后进行了舵系统设计并在网架内合理布局;设计中对引缆长度提出要求。本文提出为载体加装水翼装置。进行水翼设计,并研究水翼近水面性能和舵对其的水动力干扰。通过水池试验证明:加装水翼装置是减小载体潜深的有效方法,能够保证载体良好的航行姿态。论文初步探索运用三维频域理论和计算流体软件两种方法计算载体水动力性能,为装置设计提供技术支撑。最后进行了载体作业视景仿真设计。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 本文的背景和目的
• 1.2 国内外研究发展现状
• 1.3 本文的主要内容
• 第2章 载体总体设计及静水力计算
• 2.1 载体系统总体设计
• 2.1.1 设计原理
• 2.1.2 总布置设计
• 2.2 载体静水力校核
• 2.2.1 浮性计算
• 2.2.2 载体稳性
• 2.3 本章小结
• 第3章 载体操纵性
• 3.1 船用翼理论
• 3.2 舵系统设计
• 3.2.1 载体平台受力分析
• 3.2.2 舵的设计
• 3.2.3 舵系统设计
• 3.3 水翼设计
• 3.3.1 水翼系统的设计
• 3.3.2 水翼浅浸效应分析
• 3.3.3 舵对水翼干扰分析
• 3.4 载体模型水池试验
• 3.4.1 潜深试验
• 3.4.2 舵偏移试验
• 3.4.3 拖点试验
• 3.5 本章小结
• 第4章 载体水动力性能初步研究
• 4.1 水动力三维频域方法
• 4.1.1 基本理论
• 4.1.2 载体算例
• 4.2 应用CFD软件计算载体阻力性能
• 4.3 本章小结
• 第5章 载体作业视景仿真系统
• 5.1 虚拟现实技术简介
• 5.2 载体作业景仿真系统的设计
• 5.2.1 仿真系统总体构想
• 5.2.2 编写仿真系统的用户界面
• 5.2.3 系统功能简要说明
• 5.2.4 数据与3DMax的接口问题
• 5.3 本章小结
• 总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢