滑翔机
- 水下热滑翔机垂直面运动的俯仰角自寻最优自抗扰控制
引 言水下热滑翔机是一种高效、浮力驱动的带翼自主水下航行器(AUV)。它将海洋温差能转化为推进动力，在海洋测量和军事探测中具有重要价值。热滑翔机的核心部件是热管，其中包含相变材料的工作流体。然而，水下热滑翔机自身的运动速度较慢，高度依赖于其运动环境。因此，在面对复杂的海洋环境时，要考虑其鲁棒性、节约能源和改善动态性能。此外，热滑翔机动力学具有多变量、非线性和耦合特性。这些因素都对其运动控制系统的设计提出了巨大的挑战[1]。目前，许多水下热滑翔机仍然采用简
舰船科学技术 2023年6期2023-05-05
- 小型自动布放水下滑翔机概念方案及应用展望
0 引 言水下滑翔机是一种浮力驱动、低能耗的水下航行器，具有结构简单、航程长等优势，目前已在海洋观测活动中得到大量应用[1-2]，特别是近年来开展的水下滑翔机组网观测研究，可实现大范围机动式海洋观测，在海洋水文采集和海底地形调查等领域具有重要应用价值[3-5]。水下滑翔机的概念最早由美国海洋学家STOMMEL提出，其设想了一个由浮力驱动的水下滑翔机组成自主海洋观测网络的愿景，为水下滑翔机技术的未来发展提供了蓝图[6]。在水下滑翔机样机研制方面，美国的研究进
船舶 2023年2期2023-04-27
- 空投水下滑翔机入水冲击载荷研究
0 引 言水下滑翔机是一种新型水下观测机器人，它无螺旋桨推进器，依靠自身浮力驱动，实现上浮下潜，具有作业范围广、连续作业周期长、能量损耗低、运营维护费用少等特点[1]。水下滑翔机空投技术是一种将水下滑翔机快速部署到指定海域的新布放技术。快速布放是空投水下滑翔机的最大特点，该技术将入水冲击研究内容和水下滑翔机技术相结合，较之传统的从母船甲板布放、水下潜射等布放方式相比，空投具有布放速度快、布放机动性好等特点。随着海洋观测广度深度日渐扩大，高速、远距离投放也将
舰船科学技术 2023年4期2023-03-25
- 具有全向控制的水下碟形滑翔机自抗扰控制
发展,利用水下滑翔机、自主水下航行器(AUV)等水下无人航行器进行海洋环境观测和海洋资源勘测,已成为大趋势[1-2]。在动力学结构和驱动机制方面,水下滑翔机与AUV存在很大不同。AUV一般利用前向或侧向推进器进行速度调节,利用舵来控制航向[3];但水下滑翔机一般没有螺旋桨推进器和舵,只能通过平台内部的质量块调节系统来控制重心位置,从而实现俯仰角和横滚角的调节,结合浮力调节实现水下滑翔机的航向调整。水下滑翔机航向和姿态调整是内部质量块调节系统和浮力调节系统耦
兵工学报 2022年3期2022-05-21
- 水下滑翔机纵垂面变浮力过程建模与控制优化
70 引言水下滑翔机(underwater glider，UG)是一种依靠净浮力驱动的新型海洋观探测工具[1]。水下滑翔机通过特定阶段间歇性地改变自身净浮力实现垂直面内的上浮和下潜运动，同时依靠改变自身重心在垂直纵剖面的位置调整滑翔运动过程中的姿态，从而改变受到的水动力。通过净浮力与水动力的共同作用使得水下滑翔机在垂直剖面内实现锯齿状运动。由于水下滑翔机改变自身重力和重心是间歇性的且调节频率较低，因此能耗非常小，适合执行长时序、大范围的海洋环境监测任务。为
中国机械工程 2022年1期2022-01-24
- 不同通信概率下海洋滑翔机异构编队稳定性分析
益[1]。海洋滑翔机是一类用于海洋观测与探测的无人航行器。水下滑翔机和波浪滑翔机作为两种新型的海洋滑翔机，在全球海洋观测系统中发挥着越来越重要的作用。水下滑翔机是利用净浮力和姿态角调节获得前向推力的新型水下航行器，具有运行成本低、续航能力强、探测范围广等特点，能够实现对海洋四维空间有力的观测与探测[2-3]。波浪滑翔机是依靠波浪能实现前向驱动的海洋航行器，它通过吸收海洋中丰富的波浪能资源并转换成高效的前向动力，通过搭载海洋科学传感器，可以对外海大洋海气界面
无人系统技术 2021年4期2021-09-22
- 我国滑翔机市场需求分析
1361 我国滑翔机历史我国滑翔机的发展历史相比于西方较晚,但依然可以追溯到上世纪三十年代。我国最初的滑翔机从参与各类航空比赛的需求出发机进行创新,为滑翔机行业的优化发展提供了有利条件。早在1932年,天津就已经诞生了中国第一台滑翔机,虽然这一滑翔机最初的研制并没有军事目的,但依然在随后到来的抗日战争中发挥了重要作用。在二战期间,重庆和成都等后方基地频繁出动滑翔机对日军进行骚扰,很大程度上破坏了侵略者的战争部署,发挥了滑翔机的重要价值。在中国最早进行空军建
探索科学(学术版) 2020年2期2021-01-28
- 水下滑翔机集群应用现状与关键技术展望
0 引 言水下滑翔机（underwater glider）是一种典型的自治水下航行器，主要采用浮力驱动实现其在海洋中的上升或下潜，其工作原理如图1 所示。在下潜起始阶段，通过浮力驱动单元减小自身排水体积，使重力大于浮力，开始下潜；到达设定深度后，在浮力驱动单元作用下，改变自身排水体积，使其所受浮力大于重力，从而实现下潜到上浮的转变。在下潜和上浮过程中，借助固定水平翼上的水动力产生水平运动，从而实现在纵平面内锯齿形滑翔运动。在滑翔过程中，通过调整内部偏心重物
舰船科学技术 2020年12期2021-01-19
- 水下滑翔机机翼不同位置攻角状态下水动力性能研究
器等。其中水下滑翔机属于无人无缆深潜器，该概念最早在1989年由Stommel[1]提出，其在水中作业处于滑翔状态，通过调节重心位置，重力、浮力来调节姿态，从而完成滑翔运动，滑翔覆盖广泛的海域面积，在滑翔的同时可以完成对区域水文信息采集、海底地貌探测、矿物勘探、军事侦察等工作，同时水下滑翔机滑翔所消耗的能量极少，续航力在上千千米，且水下滑翔机制造成本低，可重复使用，因此可以大量投放，对大面积海域进行作业。因此水下滑翔机在海洋探索、军事等领域具有广泛的应用场
舰船科学技术 2020年8期2020-10-29
- 水下滑翔机半实物仿真系统设计与实现
, 连 琏水下滑翔机半实物仿真系统设计与实现潘昊东, 王志光, 刘纯虎, 连 琏(上海交通大学 海洋工程国家重点实验室, 上海,200240)为提高水下滑翔机的研究开发效率, 降低研发成本, 文中设计了一种水下滑翔机的半实物仿真系统。该系统首先仿真水下滑翔机水下运动时的运动状态及水下环境等信息, 然后将其送入水下滑翔机的主控系统, 主控系统输出对应的控制信息, 再经由仿真系统采集处理后送入系统管理软件保存, 方便用户对控制过程进行分析处理。最后, 主控系统
水下无人系统学报 2020年4期2020-09-07
- 矢量水听器在水下滑翔机上的应用研究
)0 引言水下滑翔机是20世纪90年代发展起来的一种新型水下无人潜器，它是在自沉浮浮标基础上发展而成的，是一种介于浮标和自主水下航行器之间的剖面测量设备[1]。水下滑翔机作为一种新型无动力无人海洋移动监测平台，具有在位时间长、航程距离远、噪声水平低、隐蔽性能高、成本低、易操作等优点，已经广泛应用于海洋环境监测领域，其平台技术相对成熟，其工作原理是：通过改变自身浮力变化驱动，借助两侧水平翼产生水动力，改变水下滑翔机重心位置以调整运动姿态，实现前进滑翔运动[2
兵工学报 2019年12期2020-01-08
- 基于水下滑翔机的海洋声学背景场观测技术
,4*基于水下滑翔机的海洋声学背景场观测技术尹云龙1,2, 杨 明1, 杨绍琼1,2,3, 刘玉红1,2,3, 牛文栋1,4*(1. 天津大学 机械工程学院, 天津, 300350; 2. 天津大学 青岛海洋技术研究院, 山东 青岛, 266237; 3. 青岛海洋科学与技术试点国家实验室 海洋观测与探测联合实验室, 山东 青岛, 266237; 4. 清华大学 机械工程学院, 北京, 100084)水下滑翔机作为新型水下无人平台,具有对海洋环境噪声进行长
水下无人系统学报 2019年5期2019-11-13
- 浅域水下滑翔机设计及性能分析
雁集浅域水下滑翔机设计及性能分析陈孟伟1, 刘雁集2(1. 上海产业技术研究院, 上海, 201206; 2. 上海海事大学 商船学院, 上海, 201306)水下滑翔机作为一种具有长续航能力的水下航行器, 可通过搭载特定传感器实现对一定水域环境的监测。为解决滑翔机对浅水域环境的监控问题, 文中提出一种运行于浅水域的水下滑翔机设计方案, 分析了俯仰和浮力机构调节与俯仰角度的耦合方式对其整体性能的影响, 设计了基于丝杆副传动装置的可快速调节的单冲程浮力调节
水下无人系统学报 2019年1期2019-03-15
- 水下滑翔机稳态螺旋运动的时空尺度分析
0 引 言水下滑翔机是一种新型的水下航行器，其通过改变自身净浮力和质心位置来实现水下滑翔运动。与传统AUV相比，水下滑翔机具有成本低、能耗低、续航力强等优点，更适合大范围、长航程的工作任务，不足之处在于水下滑翔机的航速低、机动性较差[1,2]。水下滑翔机可通过调节尾舵舵角或改变横滚姿态实现转向，相比于传统的AUV，其在转向调节过程通常需要较大的空间和较长的时间[3,4]。尤其对于利用横滚姿态进行转向调节的水下滑翔机，所需的时间和空间尺度更大。将滑翔机的转向
舰船科学技术 2019年1期2019-01-30
- 水下滑翔机滑模路径跟踪控制
、不可预知性和滑翔机自身模型的非线性对水下滑翔机的路径跟踪控制提出了较高的要求。目前水下滑翔机路径跟踪控制的主要方法有自抗扰控制[1]、模型参考控制[2]、滑模控制[3]等。现有文献中针对滑翔机多目标点直线路径跟踪问题的考虑较少。本文在现有研究基础上，针对水下滑翔机进行多直线目标路径跟踪控制。一、水下滑翔机动力学建模水下滑翔机PETREL-II 200是中国海洋大学孙秀军团队推出的浅海型混合驱动水下滑翔机，其坐标系赋予如图1所示。滑翔机的动力学方程可以表达
福建质量管理 2018年9期2018-05-17
- 滑翔机上战场
鲁楠滑翔机是指不依靠动力装置飞行的重于空气的固定翼航空器，起飞后仅依靠空气作用于其升力面上的反作用力进行自由飞行。听起来它很像极限运动爱好者们的大玩具，驾驶起来一定非常奇妙。好玩是好玩，可是让它参加战斗，太悬了吧……滑翔机的成长史人类看到自由飞翔的鸟儿，心动了，努力张开自己的双臂，但无论如何挥动胳膊，也无法起飞。意大利画家达·芬奇不仅画得一手好画，也有颗想飞的心。他在画布上设计出扑翼机，想让人伏在上面，用手脚带动扑翼机的翅膀飞起来。扑翼机制出来了，可是人没
学与玩 2017年10期2018-03-12
- 滑翔机的盘旋问题探究
321004)滑翔机的盘旋问题探究林冰心 周嘉豪 施 展 陆杭军 (浙江师范大学数理信息与工程学院 浙江 金华 321004)应用力学知识，分析了滑翔机水平尾翼、安装角、垂直尾翼和机翼对滑翔性能的影响，特别是针对如何设计出滑翔机合适的盘旋进行了深入探究.从滑翔机滑翔现象中提取出物理问题，提供了把抽象的力学理论应用于实际系统的一个很好的范例，同时也对设计出高性能的滑翔机有很好的参考价值.滑翔机 盘旋 竞时1 引言力学是一门古老而又重要的学科，是其他物理科目的
物理通报 2017年10期2017-09-25
- 中国“海翼”下潜6329米打破世界纪录
000米级水下滑翔机成功下潜至6329米，打破了由美国科学家创造的水下滑翔机最大下潜深度6003米的世界纪录。“海翼”（Sea-wing）是中国科学家们自主研制的系列水下滑翔机的统称，包括工作深度300米级、1000米级和7000米级等多种不同作业深度的水下滑翔机，分别承担不同的任务，拥有完全自主知识产权。这次打破世界纪录的，就是其中的7000米级水下滑翔机。虽然水下滑翔机的身材比较小巧，但本事却很大。“海翼”号水下滑翔机搭载了很多传感器，可以测得海水的温
高中生学习·高一版 2017年5期2017-05-13
- 驾滑翔机战斗，可能吗？
鲁 楠驾滑翔机战斗，可能吗？鲁 楠滑翔机，大家都见过。这东西应该是不错的大玩具，玩玩可以，但驾驶它参加战斗，有没有可能呢?不解，简陋的滑翔机如何战斗滑翔机能不能用来打仗这事咱们先不说，先弄清楚滑翔机是咋来的吧。人类在地上行走，一抬头，看到自由飞翔的鸟儿，于是眼馋了，也想飞：努力张开自己的双臂，但无论如何扇动胳膊，也无法飞离地面半步。有个画家叫达·芬奇，他不但画画儿好，还天天梦想着飞翔。于是会画画儿的达·芬奇就在画布上设计出扑翼机，想让人趴在上面，用手脚带动
青少年科技博览（中学版） 2016年11期2016-12-26
- 碟形水下滑翔机动态稳定性建模仿真研究
64）碟形水下滑翔机动态稳定性建模仿真研究赵宝强 （中国舰船研究设计中心，湖北 武汉 430064）碟形水下滑翔机是一种新型水下滑翔机，由于其机身与机翼紧密连接在一起形成类飞碟的流线型，该线型具有全向运动特性，因此碟形水下滑翔机具有极高的灵活性。针对碟形水下滑翔机这一特征，利用多体动力学对碟形水下滑翔机原理样机三维定常运动过程进行仿真，分析其三维动态稳定性的特征；通过直线定常运动和直线滑翔过程中转向运动的轨迹仿真结果可以看出，碟形水下滑翔机的运动轨迹特征与
舰船科学技术 2016年7期2016-10-09
- 滑翔机，请归队
始飞行工具——滑翔机仰望天空，看着自由飞翔的鸟儿，人类曾试着张开自己的双臂，也想像鸟儿一样自由翱翔。但胳膊不是翅膀，无论如何扇动自己的胳膊，人类也无法飞离地面半步。15世纪伟大的艺术家达·芬奇曾设计过一种扑翼机，想让人趴在上面，通过装置用手脚带动扑翼机的机翼飞起来。但人的肌肉和骨骼没有鸟类的强劲有力，无法高频率地扇动扑翼机翅膀，飞起来的梦想未能就此实现。大概又过了300年，另一位心怀飞行梦想的英国人乔治制造出第一架滑翔机。这架现在看起来十分粗糙的滑翔机，实
小学科学 2016年10期2016-09-10
- 港媒炒我“水下滑翔机”能盯潜艇
的例子就是水下滑翔机。据香港《南华早报》网站9月1日报道，当中国“海翼-7000”（如图）在世界最深海沟完成5751米的下潜测试后，中国军方对其产生兴趣。报道称，中国研究人员刚完成一次水下滑翔机的首次测试任务，它将成为世界上下潜深度最大的水下滑翔机，正在挑战由美国海军水下滑翔机保持的纪录。文章认为，中国或许可能以非常低廉的价格生产水下滑翔机，像群狼一样在海底猎食。报道称，“海翼-7000”在深潜器母船“探索-1”的携带下完成了处女航。6月下旬到8月初，这艘
环球时报 2016-09-022016-09-02
- 翼身融合水下滑翔机外形设计与水动力特性分析
)翼身融合水下滑翔机外形设计与水动力特性分析孙春亚，宋保维，王 鹏(西北工业大学 航海学院，陕西 西安 710072)为了提高水下滑翔机的水动力性能，本文将航空航天领域先进的翼身融合布局引入到水下滑翔机外形设计中，并对其水动力性能进行研究与分析。首先，对比 3 种具有代表性的水下滑翔机常用壳体形状的几何参数，选用扁平椭球体作为翼身融合水下滑翔机壳体的基本形状；在此基础上，设计出翼身融合水下滑翔机的三维模型；最后，采用计算流体力学（CFD）的方法对翼身融合水
舰船科学技术 2016年10期2016-04-24
- 水下滑翔机
下机器人“水下滑翔机”在南海自主航行了1022.5千米，持续航行时间30天，创造了中国深海滑翔机海上作业航程最远、作业时间最长的新纪录。水下滑翔机没有螺旋桨，也没有其他动力装置，能长时间航行，它是怎么做到的呢？如何潜行要明白水下滑翔机是如何在无螺旋桨的情况下实现潜行，我们首先得来大体了解一下它的结构。水下滑翔机有一对翅膀，就像飞机的机翼。有了翅膀，滑翔就成为了可能。打个比方，一只猫从六十层楼上跳下来，这是坠落，但是一只鹰跳下来，则是滑行，且能滑行很远的距离
少年科学 2015年5期2015-06-06
- 水下滑翔机垂直面动力学分析与仿真
)0 引言水下滑翔机是一种依靠机翼水动力和净浮力驱动、将浮标和水下机器人技术结合的新概念水下机器人。水下滑翔机通过间歇性改变自身净浮力和重心在垂直纵剖面的位置从而改变滑翔运动中机翼受到的水动力，借助机翼的升力实现在垂直纵剖面的锯齿状运动，通过重心位置在机翼面的侧向偏移产生的横滚力矩实现机身的横滚，从而使机翼升力产生回转向心力分量实现滑翔机的转向。由于净浮力的改变和重心位置改变是间歇性的，因此滑翔机能耗非常小，适用于长期、大范围海洋环境的长期监测。1995年
舰船科学技术 2015年10期2015-03-12
- NASA拟用折叠飞机勘测火星
，计划改用微型滑翔机替代原镇流器方案。若测试成功，该可折叠碳纤维飞机或将于2022年搭乘某个火星探测器飞往火星。据了解，NASA和阿姆斯特朗飞行研究中心的研究人员正着手开发一种能着陆火星的气动飞行器原型设计。该飞行器是一种很小的可折叠碳纤维滑翔机，可放置在立方体卫星中，机翼展开约60cm长，总重仅0.5kg。该滑翔机没有引擎，立方体卫星从火星飞行器弹出进入火星大气层后，在火星表面上方几千英尺的地方将滑翔机弹射出来以调整重心和速度，滑翔机在滑行约10min、
军民两用技术与产品 2015年15期2015-03-09
- 浮力驱动式水下滑翔机姿态调节机构研究
浮力驱动式水下滑翔机姿态调节机构研究邬 明，孙善春(中国船舶重工集团公司第七一○研究所，湖北 宜昌 443003)浮力驱动式水下滑翔机对我国海洋勘探和国防建设有着重要的应用前景。本文介绍了水下滑翔机的工作机理，对某一滑翔机，重点设计了实现姿态调整的横滚控制组件和俯仰控制组件，同时提出总体布局的原则，并给出了滑翔机总体结构布局方案。对所设计的滑翔机的总体衡重参数和流体动力参数进行了计算，初步验证了总体设计方案的可行性，可以满足设计指标要求。浮力驱动;滑翔机;
舰船科学技术 2012年5期2012-07-12
- 弱温差下水下热滑翔机参数对相变过程的影响
0240)水下滑翔机是一种利用浮力驱动的自主式水下运载器(autonomous underwater vehicles， AUVs)。水下滑翔机按其改变浮力的动力来源可分为电力驱动水下滑翔机和温差能驱动水下滑翔机(水下热滑翔)[1]。电力驱动的滑翔机的航行时间一般为20～330 d[2]，而水下热滑翔机利用相变材料在滑翔循环中的相变过程吸收海洋热能作为能源，其续航能力可高达4～5年[3]。相变材料的熔点介于海水顶层温度和底层温度之间，在水下热滑翔机滑翔过程
船海工程 2012年1期2012-01-23
- 水下滑翔机建模与运动PID控制
鲍鸿杰水下滑翔机建模与运动PID控制张福斌1,2, 汪 刚1, 陈宇航1, 鲍鸿杰1(1.西北工业大学 航海学院, 陕西 西安, 710072; 2.水下信息处理与控制国家级重点实验室, 陕西 西安, 710072)水下滑翔机是一种浮力驱动的新型水下航行器, 其特殊的驱动方式和结构特点增加了建模和控制分析的复杂度。为获得准确有效的水下运动控制方法, 本文通过滑翔机运动学和动力学分析, 建立了较为完善的3D空间数学模型, 并进行了合理的假设和简化, 得到
水下无人系统学报 2011年2期2011-05-27
- 滑翔机“教”鸣鹤南迁
专门的轻型机动滑翔机，引领它们南迁。报道说，这种濒危的鸣鹤目前大约有200只。美国天然资源保护者为保护这一珍稀物种，在威斯康星州进行人工喂养，小鹤们从此渐渐失去了长途飞行迁徙的能力。无奈之下，饲养员们只好制作滑翔机代替它们的父母引领鸣鹤们南迁。据悉，从威斯康星州飞往佛罗里达，全程约1250英里，鸣鹤大概要飞80天。而滑翔机每天能飞50-100英里，配备有照相机、GPS导航系统等，还安装了扩音器以便呼叫和引领鸣鹤。▲
环球时报 2009-04-232009-04-23
- 滑翔机
张 考什么是滑翔机？有一种航空器，它的外型很像飞机，但是没有发动机，或者虽然有一个很小的发动机但在正常飞行时却不用，只在起飞、爬升、寻找上升气流或寻找着陆场地时才应用，这种航空器就是滑翔机。滑翔机有初级、中级及高级的区别，又有单座及双座的区别(图1)。初级滑翔机的性能较差，但构造简单、坚固、容易驾驶、成本低是它的特点，所以适合于初学时用。高级滑翔机的性能好、但构造复杂。中级滑翔机在性能及构造方面都介于初级及高级滑翔机之间。在训练过程中也放在初级滑翔机和高级
航空知识 1958年10期1958-01-19
- 滑翔机
考(续上期)滑翔机怎样滑翔当滑翔机用以上的起飞方法达到一定的高度后就开始滑翔飞行。这时滑翔机沿着一条稍微向下倾斜的路线徐徐前进。它不可能保持住原来的高度，只能越飞越低(如果遇不到上升气流)。但是它的下沉速度(每秒钟下降的公尺数)并不大，一般，初级滑翔机为1.4公尺/秒左右，高级滑翔机为0.6公尺/秒左右。所以滑翔机并不是一下子就落到地上。例如高级滑翔机，如果从100公尺高处开始下滑，可以在空中滑翔三分钟。滑翔机为什么会沿着一条稍微向下倾斜的路线前进呢？我
航空知识 1958年12期1958-01-19
- 会飞的汽车
谁都知道，滑翔机是在空中滑翔的，而汽车是在路上行驶的。滑翔机本身没有发动机，自己不能产生动力，所以在起飞的时候要用外力（如汽车等）来牵引，然后才能靠空中的气流来飞行。所以，滑翔机在空中飞行的时间比较短，很快就要降下来。汽车本身有发动机，自已能产生动力，但是不能飞，如果前面有河流、沟道或其他障碍物，就很难通行。就是装甲汽车或坦克，也只能依靠它们的履带越过一些不宽的沟。至于要让汽事飞过山头，越过湖泊，那更是不可思议的事情了。然而，要是我们能把滑翔机和汽车联在一
中国青年 1956年14期1956-08-16