【技术实现步骤摘要】
基于气膜减阻技术的水下航行器姿态控制装置及其装置
本专利技术涉及水下航行器姿态控制
，尤其涉及一种基于气膜减阻技术的水下航行器姿态控制装置。
技术介绍
目前，针对水雷、鱼雷等水下航行器的姿态控制方法，常采用在航行器尾推进器前布置鳍舵的方法。鳍舵一般采用流线翼型，在航行过程中产生控制力矩，操纵航行器改变姿态。鳍舵通过舵角产生控制力矩存在两个方面的不利影响，一方面在高超速航行状态下，鳍舵背流区将出现空化，引起控制力矩的非线性性，继而导致航行姿态的不可控性；另一方面布置的鳍舵突出于航行器表面，将破坏气膜整体结构，继而降低气膜减阻效率。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种基于气膜减阻技术的水下航行器姿态控制装置，用以解决现有技术鳍舵空化引起航行姿态不可控以及破坏气膜整体结构的问题。一方面，本专利技术实施例提供了一种基于气膜减阻技术的水下航行器姿态控制装置，该装置包括综合控制器、在水下航行器的外表面均匀布设的多个出气控制区；在每个控制区内均设置有气体产生及控制装置；其中，所述综合控制器，用于根据水下航行器的实时姿态调整需求进行动力学解耦，获得各控制...
【技术保护点】
1.一种基于气膜减阻技术的水下航行器姿态控制装置，其特征在于，包括综合控制器、在水下航行器的外表面均匀布设的多个出气控制区；在每个控制区内均设置有气体产生及控制装置；其中，所述综合控制器，用于根据水下航行器的实时姿态调整需求进行动力学解耦，获得各控制区需施加的摩擦阻力，进而确定水下航行器在各控制区表面需输出的气体流量以及所述气体对水下航行器表面应造成的压力，将所述气体流量和所述压力发送至对应控制区的气体产生及控制装置；所述对应控制区的气体产生及控制装置，用于控制生成的气体以所述气体流量和所述压力排放至水中，将水下航行器姿态调整到需求状态。
【技术特征摘要】
1.一种基于气膜减阻技术的水下航行器姿态控制装置，其特征在于，包括综合控制器、在水下航行器的外表面均匀布设的多个出气控制区；在每个控制区内均设置有气体产生及控制装置；其中，所述综合控制器，用于根据水下航行器的实时姿态调整需求进行动力学解耦，获得各控制区需施加的摩擦阻力，进而确定水下航行器在各控制区表面需输出的气体流量以及所述气体对水下航行器表面应造成的压力，将所述气体流量和所述压力发送至对应控制区的气体产生及控制装置；所述对应控制区的气体产生及控制装置，用于控制生成的气体以所述气体流量和所述压力排放至水中，将水下航行器姿态调整到需求状态。2.根据权利要求1所述的基于气膜减阻技术的水下航行器姿态控制装置，其特征在于，每个控制区的气体产生及控制装置从外到内均包括表面出气结构、独立气室、气体控制系统和气源；所述气体控制系统，用于控制所述气源贮存的气体以所述气体流量和所述压力流入所述独立气室，在所述独立气室混合均匀后，经所述表面出气结构流出，在水下航行器表面形成气膜，并产生摩擦阻力推动所述水下航行器调整到需求姿态。3.采用权利要求2所述的基于气膜减阻技术的水下航行器姿态控制装置，其特征在于，所述表面出气结构由设置有多出气孔结构的不锈钢材料制成；并且，所有控制区的表面出气结构通过无孔材料连接，成为一整体后作为水下航行器外壳；所有控制区均共用一个气源，所述气源设置于水下航行器的中心位置。4.根据权利要求1-3之一所述的基于气膜减阻技术的水下航行器姿态控制装置，其特征在于，所述独立气室、气体控制系统和气源之间通过管道连接；所述独立气室为密闭的环形空间结构；并且，不同控制区的独立气室之间相互间为隔离状态。5.根据权利要求2所述的基于气膜减阻技术的水下航行器姿态控制装置，其特征在于，所述气体控制系统包括控制器、流量控制阀、止回阀、电磁开关阀；其中，所述气源经所述电磁开关阀、流量控制阀、止回阀与所述独立气室连接；所述控制器的正向输入端与综合控制器输出端连接，其反馈输入端与独立气室的气体流量传感器和压力传感器连接，其输出端与电磁开关阀、流量控制阀控制端连接；控制器，用于接收到综合控制器输出的所述气体流量和所述压力后，开启所述电磁开关阀，并采集独立气室反馈的当前气体流量和压力，将所述气体流量和所述压力分别与当前气体流量和压力进行比较，根据比较结果调整通过流量控制阀的气体流量以及气压大小；止回阀，用于防止气室内气体流回流量控制阀。电磁开关阀，用于控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭雪明，黄磊，何春涛，段磊，张孝石，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11
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