【摘 要】
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小型矢量推进式自主水下航行器（MVP-AUV）是完成水下作业任务的新一代海洋装备,可应用于海峡、基地和航道等领域。传统形式的AUV因附件阻力过大导致航速有限,且无法在浅水域低速时准确偏航。因此,本文旨在设计一款新型MVP-AUV,通过推力矢量化设计来实现MVP-AUV高速、高效率航行,同时适当地增强抗冲击设计后,亦可进行直升机投放,具有较高的应用价值。本文的主要研究工作如下:（1）提出了满足MVP
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小型矢量推进式自主水下航行器（MVP-AUV）是完成水下作业任务的新一代海洋装备,可应用于海峡、基地和航道等领域。传统形式的AUV因附件阻力过大导致航速有限,且无法在浅水域低速时准确偏航。因此,本文旨在设计一款新型MVP-AUV,通过推力矢量化设计来实现MVP-AUV高速、高效率航行,同时适当地增强抗冲击设计后,亦可进行直升机投放,具有较高的应用价值。本文的主要研究工作如下:（1）提出了满足MVP-AUV功能与指标需求的总体设计方案,为MVP-AUV结构设计与关键技术研究提供整体思路。（2）以阻力最小为优化目标,采用CFD方法,设计出满足拖曳式艉部天线需求的MVP-AUV整体外形。（3）基于MVP-AUV的整体外形设计,设计了本体系统结构,分别进行了MVP-AUV模块化舱段的合理布置设计、耐压外壳的设计以及俯仰调节机械结构的设计等。根据设计指标对各舱段的组成部分进行计算分析以及制定可靠合理的设计方案。（4）对MVP-AUV的矢量推进器进行结构设计与分析,首先根据传动方案绘制结构简图。其次对主要零件进行设计,选择密封件,利用Solid Works对零件进行建模和装配,并对主要零件进行结构分析。最后完成电机和螺旋桨的选型以及矢量推进器原理样机的加工。（5）对MVP-AUV矢量推进器进行性能分析,首先对矢量推进器进行运动学建模和运动仿真,分析其运动耦合规律,验证其可工作平稳,并且符合运动规律。然后通过动力学仿真分析和优化,用反向补偿消除了摆转运动与滚转运动之间的耦合,抵消两个自由度上存在的耦合关系,达到预期的运动效果,为以后矢量推进器的研究提供重要的理论依据。
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