水下潜航器一直是现代水下人工机械的研究热点,仿鱼尾鳍摆动推进技术作为水下机器人主要推进技术之一而备受关注,其中鯵科加新月形尾鳍作为一种具有大推力高效率的直线巡游推进模式而成为大家的研究重点,但是这种运动模型在转弯和升潜等机动性能上还未有比较令人满意的研究方案。因此,本文基于鯵科类与鲸豚类两种尾摆推进模型和推进性能之间的关系,构建一种空间的尾摆推进运动模型,从运动学、水动力学、试验样机设计和试验研究等方面出发开展对尾鳍空间摆动推进系统的初步性理论研究和推进与机动性能的探索。主要的研究内容如下:1.通过对鲹科鱼类和鲸豚类这两种游动模型的分析,探索不同游动状态下的运动姿态和运动参数的相互关系,着重以鲹科鱼类尾鳍推进模式下的转弯机动性能分析和鲸豚类尾鳍推进模式下的升潜性能分析为主,在此基础上创建尾鳍空间摆动推进模式下的锥形运动域数学运动模型,建立尾鳍运动参数与锥形运动域关系方程,并对尾鳍进行力学分析,探究尾鳍运动参数与尾摆推进模型实现直线巡游、转弯和升潜等机动姿态转换的对应关系。2.从水动力、流场等研究角度探讨尾鳍空间摆动推进时流场演变,并尝试建立了空间状态下的尾涡形态,分析尾涡流场对尾鳍推进性能的作用机理,利用CFD技术对尾鳍在空间平面摆动下的简化模型进行数值模拟,定性分析尾涡的流场信息。3.根据对尾鳍摆动运动模型的运动及力学分析,选择合适的尾鳍摆动推进的驱动方式,设计了尾鳍空间摆动推进机构和运动控制系统,并对尾鳍在空间摆动过程中的存在的重心失稳问题进行研究,继而设计重心调节机构。在此基础上,完成对推进系统的实验样机制作,搭建自由移动摆动试验平台,开展对新月型尾鳍空间尾摆仿生推进装置定性和定量的实验研究,为空间流体力学模型和生物力学分析提供有力的实验支撑。