一种水下航行器用大开角头部构型及水下航行器.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115959241A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202211433902.5(22)申请日2022.11.16(71)申请人中国船舶重工集团公司第七〇五研究所地址710077陕西省西安市雁塔区锦业路96号(72)发明人丁永乐杨智栋谭坤李荣融王梦豪(74)专利代理机构中国船舶专利中心11026专利代理师刘金强(51)Int.Cl.B63B1/40(2006.01)B63B3/16(2006.01)B63G8/00(2006.01)B63C11/52(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种水下航行器用大开角头部构型及水下航行器(57)摘要本发明实施例提供一种水下航行器用大开角头部构型及水下航行器，所述头部构型为左右对称、上下非对称结构，其从轴线方向上，包括：头部球面段、中部圆柱段、曲面过渡段和后部圆柱段。头部球面段为半径为R2的半球结构，中部圆柱段的半径与头部球面段半径相同。中部圆柱段的回转轴线与后部圆柱段的回转轴线同位于对称平面。曲面过渡段包括N个角度截面曲线，以中部圆柱段的回转轴为参考，各截面间的夹角为θ，各角度截面在圆周方向呈均匀分布，θ＝180/N。所述各角度截面曲线在对应角度截面上的投影为控制点构造的B样条。本发明技术方案，能够兼顾考虑声学扇面和流体性能和结构布局，提升水下航行器水下的综合性能。CN115959241ACN115959241A权利要求书1/2页1.一种水下航行器用大开角头部构型，其特征在于，所述头部构型为左右对称、上下非对称结构，其从轴线方向上，包括：头部球面段(1)、中部圆柱段(2)、曲面过渡段(3)和后部圆柱段(4)；所述头部球面段(1)为半径为R2的半球结构，所述中部圆柱段(2)的半径与所述头部球面段(1)的半径相同；所述中部圆柱段(2)的回转轴线与所述后部圆柱段(4)的回转轴线同位于对称平面，其回转轴线在垂直方向距离为L1；所述中部圆柱段(2)、曲面过渡段(3)和后部圆柱段(4)的长度分别为L2、L3、L4，所述后部圆柱段半径为R1；所述曲面过渡段(3)包括N个角度截面曲线，以所述中部圆柱段(2)的回转轴为参考，各截面间的夹角为θ，各角度截面在圆周方向呈均匀分布，θ＝180/N；其中，R1＞R2＞0，L1、L2、L3、L4为正数，N≥13；所述各角度截面曲线在对应角度截面上的投影为控制点P(0)，P(1)，…P(N)构造的B样条，即：其中，n为控制点数目，Pi为第i各控制点，k为样条次数，k＝2、3、4、5……，Ni,k(u)第i个k次B样条基，通常使用一组非递减数组成的节点矢量[u0,...,um]来定义，其递归形式的计算方法为：2.根据权利要求1所述的一种水下航行器用大开角头部构型，其特征在于，所述中部圆柱段(2)的回转轴线与所述后部圆柱段(4)的回转轴线同位于对称平面，其回转轴线在垂直方向距离L1为：0.1*(R1‑R2)≤L1≤0.9*(R1‑R2)。3.根据权利要求1所述的一种水下航行器用大开角头部构型，其特征在于，所述控制点，包括：P(0)＝(x0，y0)；P(1)＝(x1，y1)；P(2)＝(x2，y2)；…P(N‑2)＝(xN‑2，yN‑2)；P(N‑1)＝(xN‑1，yN‑1)；P(N)＝(xN，yN)；其中，x0，y0，x1，y1，x2，y2……xN‑2，yN‑2，xN‑1，yN‑1，xN，yN为第i个控制点的在截面平面上的2CN115959241A权利要求书2/2页横坐标和纵坐标。4.根据权利要求1所述的一种水下航行器用大开角头部构型，其特征在于，所述曲面过渡段(3)，包括：对设定范围SI～SJ内的截面数进行加密，θ(I～J)＝180/M，其中，SI～SJ为第I个和第J个截面，M为加密数。5.一种水下航行器，其特征在于，所述水下航行器至少包括如权利要求1至4任一项所述的水下航行器用大开角头部构型。3CN115959241A说明书1/5页一种水下航行器用大开角头部构型及水下航行器技术领域[0001]本发明属于水下航行器设计技术领域，特别涉及一种水下航行器用大开角头部构型及水下航行器。背景技术[0002]头部声学扇面角，是水下航行器水中探测关键性指标。水下航行器的头部外形设计时，需要保证足够大的声学扇面角，并兼顾流体动力性能和结构布局。拥有较大的声学扇面角，能够保证水下航行器在水中行驶时真正做到“眼观六路耳听八方”。然而，传统回转型水下航行器的头部构型，为了保证流体性能，声学扇面相对较小，制约了水下航行器的探测能力。[0003]因此，如何提供一种水下航行器用大开角头部构型及水下航行器，能够兼顾考虑声学扇面和流体性能和结构布局，提升水下航行器水下的综合性能,已经成为