kaiyun.ccm 当代无人驾驶水下航行器的推进器设计

发布于:25-02-03 播放次数:

从车辆发展的角度来看,无人驾驶的水下飞机(UUV)几乎与摩托艇或油轮没有什么不同。它使用载流器驱动器的系统模型,该模型通过推动设备将驾驶员的能量转化为推力,以实现促进飞机移动的目的。推力平衡的基本原理和运动的基本原理对于这三个车辆来说是常见的,也就是说,旋转能由系统的中心组件推动器转化为轴向推力。

不同类型的车辆根据其各自任务所特有的设计约束和目标的设计不同。例如,滑雪船可能需要以阻力速度高推力,并且愿意放弃潜在的最大速度以满足这一任务要求。它的传输比和螺旋桨特性是为此而设计的。为了获得最大的经济回报,油轮可能需要在“经济速度”下实现最大效率。另外,它也可能限制排放或燃料消耗,这需要在推动器的设计中妥协。

考虑到相关任务的各种任务,水下飞机具有其自身的启动器设计要求,例如最大直径,最小工作速度,最小的操作速度,水力发电效率或电池寿命的安全性(或电池容量的最大距离) )。该角度考虑是否使用转移管螺旋桨,还认为可以降低噪声以确保悄悄地执行数据收集任务。这些设计要求是UUV推动器设计在Hydrocomp中的想法。这些思想来自一个成功的设计项目,该项目是在与客户一起进行深入的通信设计需求和信息的过程中形成的。飞机驾驶模型是讨论此类设计讨论的好框架。

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典型的UUV是旋转形状(也称为轴对称形式),具有鼻子,身体和尾巴。为了最大程度地提高设备的内部体积,某些飞机机器的第一和后部非常短。如您所料,这样的第一部分将不可避免地引起阻力增加。由于流体进入推动器云开·全站体育app登录,因此沿轴向方向没有一定的斜率,因此它也将失去一定的推动性能。不同的电阻成分,例如电阻或压力电阻之间的平衡以及摩擦或粘度抗性的电阻,是我们工作的一部分,通常希望获得最小电阻体积比。实际上,这无法完全实现。我们真正想要的是最小的功率量比,尾巴的几何形状将极大地影响将推动器旋转能量转换为有效轴向推力的能力。

因此,许多推动器设计项目首先使用Navcad®软件来预测飞机的阻力和船体 - 促销系数(伴奏得分和减少推力)。软件。

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独特的潜水模块提供了具有强大预测和分析能力的鱼雷型UUV

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与螺旋桨相对应的是驱动器,通常是电动机。电动机的电气特性不同,但是推动器设计的关键数据是轴上机械输出功率和速度的关系曲线。输入功率功率的峰值非常重要,当然,它对应于某个操作限制。我们使用电动机效率曲线来描述输入功率,这有助于回答以下问题:如果最长的电池寿命是优先级,那么我们最佳目标速度范围是什么?另一方面,轴的力量与速度的速度之间的关系将告诉我们速度与可能的最大功率相对应,并且可以获得与电势相对应的速度,以最大程度地提高推力和速度航行速度。

从典型的电机轴功率中,可以看出,电动机效率和速度的关系曲线可能是可能的最大功率(如果。)以最高的电动机输入效率出现。因此,我们经常在提供更高的输出功率和提供最佳电动机效率之间定义设计速度。

与每个UUV有关电动机驱动的UUV的相关,轴速度几乎太高,这不利于推动器的最佳操作。普遍的情况是看到一种传输设备,以实现最佳的推动器性能,或接受推动器可能以中等效率运行。

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您会注意到,这里使用的术语是“螺旋桨”而不是“螺旋桨”。这是为了加强导管和螺旋桨(在大多数UUV上发现)是一个互动单元,即推杆的概念。螺旋桨的设计是在跟踪其相互作用的同时找到最佳的螺旋桨和导管的组合。换句话说,您必须将设计工具与此交互式分析一起使用,例如用于系统模拟或适用于螺旋桨导管组件设计的NAVCAD。在所有UUV推动器设计项目中,一个总体目标是开发一种几何形状,该形状可以产生最高的功率比(效率),这是通过我们获得大量验证测试而实现的。通常,外部设计驱动因素的影响将使成功的UUV推送器设计充满挑战。例如,速度可能太高(如上所述),几何约束可能会限制最大直径,或者可能会影响车辆尾巴斜坡的设计。

花一些时间来提及UUV Pusher的制造是非常重要的。媒体讨论了有关螺旋桨的3D打印的许多讨论。尽管从经济和能力的角度来看,这可能很有吸引力,但我们必须注意,由于表面质地(对大多数UUV的小型推送器产生巨大影响),疲劳是不合适的(对大多数UUV的小型推送器产生巨大影响),疲劳),疲劳)刀片中的强度故障或液压弹性受到影响。通过各种内部研究项目kaiyun全站网页版登录,Hydrocomp成功地将3D打印用于小型推杆。

除了这些实际的设计考虑因素外kaiyun.ccm,还有最有趣的当代设计驱动力之一是辐射噪声。作为更广泛的可持续发展计划的一部分,Hydrocomp在促进水声学方面具有成熟的专业知识(捕获噪声和振动)。随着我们的工具开发新的水声特性,这些知识也可以由其他造船设计师和工程师使用。项目噪音的敏感性始终是我们促进设计工程客户的UUV的一部分。

所有水声灵感都来自优质波动(流体质​​量的周期性运动)。推动器驱动器的水声通常是由于螺旋桨在低压区域的振动引起的,因为它在“盖”区域(例如柱子或控制鳍后方)转移并转移了。波动的一部分仅是由于流动变化引起的叶片流动的变化。由于刀片空气泡的快速膨胀和破裂,这种流动的变化更为重要。对每个影响因素的评估是我们推动器设计工作的一部分。根据需要通过更改叶片轮廓及其外角分布来改变影响的需求。

过多的水声灵感和传播也可以通过创意导管设计。利用我们在导管的性能模拟中的经验背景,我们可以考虑特定噪声的几何形状是否抑制导管的几何形状是否可以提供必要的抑制和任何可能带来的损失。

因此,尽管UUV Pusher设计面临着独特的挑战,但它仍然只是更大的系统问题中的子任务。它可以提供成就感的成就感。它只需要更加谨慎,可以成功完成适当的软件工具和实际体验。