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商品簡介
作者簡介
序
目次
書摘/試閱
商品簡介
陳強編著的這本《水下無人航行器》是關于水下無人航行器的發展、性能、構造、基本原理、基本知識和裝備技術發展諸多方面的專著。
《水下無人航行器》介紹了國外水下無人航行器的發展歷程、發展特點和發展趨勢；描述了水下無人航行器的主要用途、工作模式、主要特點和基本特征；論述了水下無人航行器裝備定位、系統組成、功能、性能、構造；總結提出了水下無人航行器技術的內涵、分類和作用意義，以及水下無人航行器裝備總體、系統和設備的基本工作原理與專業知識，并給出了國外在相關技術領域的研究與應用實例。
本書內容豐富，資料翔實，涉獵技術領域多，可作為從事水下無人航行器裝備論證、研制、管理和使用的科技人員和管理人員的參考書和工具書，也可作為水下無人航行器相關專業的本科生和研究生教材，還可作為相關專業人員解決實際問題的參考，有助于廣大軍事愛好者認識和了解水下無人航行器。
《水下無人航行器》介紹了國外水下無人航行器的發展歷程、發展特點和發展趨勢；描述了水下無人航行器的主要用途、工作模式、主要特點和基本特征；論述了水下無人航行器裝備定位、系統組成、功能、性能、構造；總結提出了水下無人航行器技術的內涵、分類和作用意義，以及水下無人航行器裝備總體、系統和設備的基本工作原理與專業知識，并給出了國外在相關技術領域的研究與應用實例。
本書內容豐富，資料翔實，涉獵技術領域多，可作為從事水下無人航行器裝備論證、研制、管理和使用的科技人員和管理人員的參考書和工具書，也可作為水下無人航行器相關專業的本科生和研究生教材，還可作為相關專業人員解決實際問題的參考，有助于廣大軍事愛好者認識和了解水下無人航行器。
作者簡介
陳強，1982年本科畢業于哈爾濱船舶工程學院船舶工程專業，1986年碩士研究生畢業于上海交通大學船舶結構力學專業，1995年博士研究生畢業于清華大學固體力學專業。現為海軍裝備研究院研究員、碩士生導師、博士后合作導師組組長。擔任中國造船工程學會軍船學委會論證學組組長，北京造船工程學會常務理事。為中國造船工程學會高級會員，總裝艦艇技術專業組和海軍預研專家組專家，海軍裝備質量專家。
長期從事水下無人航行器裝備論證和技術研究。先后主持完成水下無人航行器論證項目多項；主持開展水下無人航行器裝備預研、型號科研、軍內科研和維修改革課題多項。參與組織并完成重大基礎研究項目1項。獲得國家科學技術進步二等獎2項、軍隊科技進步一等獎2項、二等獎4項、三等獎3項、國防科學技術一等獎1項、二等獎2項、三等獎1項，中國船舶重工集團公司科學技術二等獎1項。在國內學術期刊和學術交流會議上發表論文60多篇，出版專著一部。組織和參加中國軍事百科、海軍軍事百科等詞典編撰。
長期從事水下無人航行器裝備論證和技術研究。先后主持完成水下無人航行器論證項目多項；主持開展水下無人航行器裝備預研、型號科研、軍內科研和維修改革課題多項。參與組織并完成重大基礎研究項目1項。獲得國家科學技術進步二等獎2項、軍隊科技進步一等獎2項、二等獎4項、三等獎3項、國防科學技術一等獎1項、二等獎2項、三等獎1項，中國船舶重工集團公司科學技術二等獎1項。在國內學術期刊和學術交流會議上發表論文60多篇，出版專著一部。組織和參加中國軍事百科、海軍軍事百科等詞典編撰。
序
水下無人航行器是一種不依賴母船供電、遙控或自主控制、能回收和反復使用、能長期在水下自推進航行或滑翔的無人潛器。通過配置任務載荷執行作戰或作業任務。具有使用風險低、任務重構能力強、隱蔽性好、成本低、作業效率高、使用靈活等特點。水下無人航行器在海洋科學調查、海上石油開發、水下勘察、水下目標探查、海上搜救和打撈等民用方面已開始得到較為廣泛的應用。水下無人航行器代表了海上軍事裝備智能化、無人化和隱身化發展趨勢。它可以在對載人平臺有高度危險或不可能達到的海域進行活動，延伸載人平臺的探測和作戰范圍。通過與己方水下、岸上、海上、空中、太空的各種情報偵察、預警探測、通信導航、指揮控制等信息支援裝備和設施，以及艦艇、飛機等主戰裝備協同使用和靈活運用，可以為己方兵力提供情報偵察、預警探測、目標指示、信息對抗、通信導航和隱蔽攻擊等手段，是海軍作戰力量的倍增器。作者長期從事水下無人航行器裝備論證研究工作，主持并完成多項水下無人航行器論證課題，多項研究成果被采納，主持水下無人航行器裝備預研、型號科研、軍內科研、維修改革等多項課題研究工作，具有較為扎實的武器裝備論證理論基礎和較為豐富的海軍裝備知識，熟悉和掌握國內外水下無人航行器裝備和技術發展趨勢。本書是作者在查閱國內外大量資料基礎上，結合長期的水下無人航行器論證研究工作經驗，經過資料整理、分析、歸納和篩選之后，再經翻譯、撰寫、修改、審查和統稿，歷經三年獨立完成的。全書共分六章，較全面地介紹了水下無人航行器發展過程、國外典型裝備情況、主要用途、工作模式、主要特點、基本特征；論述了水下無人航行器裝備定位，總體和主要系統組成、功能、性能及應用情況，國外裝備發展特點和發展趨勢；分析和闡述了水下無人航行器總體設計理論和方法，各系統基本原理、基本知識和關鍵技術；總結和歸納了作為機器人特征的水下無人航行器自主性問題，給出了國外自主性研究的重點及應用情況等。這對了解和掌握國外水下無人航行器研發應用的學科理論、借鑒和吸收其產品設計思路和方法、系統和全面地掌握其發展現狀和趨勢，并促進我國水下無人航行器發展具有非常重要的意義。
目次
第1章 水下無人航行器發展回顧
1.1 水下無人航行器的基本概念
1.2 水下無人航行器的產生
1.2.1 載人潛器及遙控潛器的發展
1.2.2 水下無人航行器的產生背景
1.3 水下無人航行器的發展
1.3.1 美國水下無人航行器的發展
1.3.2 英國水下無人航行器的發展
1.3.3 法國水下無人航行器的發展
1.3.4 德國水下無人航行器的發展
1.3.5 挪威水下無人航行器的發展
1.3.6 加拿大水下無人航行器的發展
1.3.7 俄羅斯水下無人航行器的發展
1.3.8 日本水下無人航行器的發展
參考文獻
第2章 水下無人航行器的主要用途及特點
2.1 國外水下無人航行器的主要用途
2.2 水下無人航行器在民用領域的主要用途
2.3 水下無人航行器在軍事領域的主要用途
2.4 水下無人航行器的工作模式
2.5 水下無人航行器的主要特點
2.6 水下無人航行器的基本特征
參考文獻
第3章 軍用水下無人航行器的裝備定位
3.1 水下無人航行器的歸類
3.2 軍用水下無人航行器的基本功能
3.3 軍用水下無人航行器的使命任務
3.4 軍用水下無人航行器的裝備分類
3.5 軍用水下無人航行器的使用方式
參考文獻
第4章 水下無人航行器系統
4.1 水下無人航行器總體
4.1.1 航行器總體概念
4.1.2 航行器系統組成和功能
4.1.3 航行器載體結構
4.1.4 航行器總體外形
4.1.5 航行器總體布置
4.1.6 航行器主要特性和參數
4.2 水下無人航行器能源及推進系統
4.2.1 能源系統
4.2.2 能源系統應用情況
4.2.3 推進系統
4.2.4 推進系統應用情況
4.3 水下無人航行器控制系統
4.3.1 控制系統構成
4.3.2 航行器操縱控制（制導／自動駕駛）性能
4.3.3 控制處理器軟件結構
4.4 水下無人航行器導航系統
4.4.1 導航系統特點和要求
4.4.2 捷聯慣導系統
4.4.3 水聲計程儀
4.4.4 羅經
4.4.5 全球定位系統
4.4.6 捷聯慣導／水聲計程儀組合導航
4.4.7 羅經／水聲計程儀組合導航
4.4.8 其他組合導航
4.4.9 水聲定位系統
4.4.10 回聲測深儀
4.4.11 測高儀
4.4.12 導航系統和設備綜合配置情況
4.4.13 導航系統和設備應用情況
4.5 水下無人航行器通信系統
4.5.1 通信系統特點和用途
4.5.2 水聲通信
4.5.3 無線電通信
4.5.4 衛星通信
4.5.5 光纜通信
4.5.6 以太網通信
4.5.7 通信系統綜合配置情況
4.6 水下無人航行器任務載荷系統
4.6.1 任務載荷類別及組成
4.6.2 偵察探測和海洋測量設備
4.6.3 信息對抗設備
4.6.4 水中武器和彈藥
4.6.5 水下作業工具
4.6.6 任務載荷綜合配置情況
4.6.7 任務載荷應用情況
4.7 水下無人航行器布放回收系統
4.7.1 水面艦船及其布放回收系統
4.7.2 潛艇及其布放回收系統
參考文獻
第5章 水下無人航行器技術
5.1 水下無人航行器技術內涵
5.2 總體技術
5.2.1 總體設計技術
5.2.2 航行性能優化技術
5.2.3 結構設計與材料應用技術
5.3 能源及推進技術
5.3.1 能源技術
5.3.2 推進技術
5.4 控制技術
5.4.1 自動控制理論和技術
5.4.2 智能控制理論和技術
5.4.3 控制技術在航行器中的應用
5.5 導航技術
5.5.1 捷聯慣性導航技術
5.5.2 水聲導航技術
5.5.3 衛星導航技術
5.5.4 組合導航技術
5.5.5 協同導航技術
5.6 通信技術
5.6.1 通信系統概述
5.6.2 海軍通信技術特點
5.6.3 航行器通信技術特點
5.6.4 水聲通信技術
5.6.5 無線電通信技術
5.6.6 衛星通信技術
5.6.7 光纜通信技術
5.7 目標探測技術
5.7.1 聲納目標探測技術
5.7.2 光學目標探測技術
5.7.3 電子偵察技術
5.7.4 目標協同探測技術
5.8 海洋環境觀測技術
5.8.1 概述
5.8.2 水下滑翔器技術
5.8.3 水聲測量技術
5.8.4 水文測量技術
5.8.5 海洋觀測系統技術
5.9 信息對抗技術
5.9.1 水聲對抗技術
5.9.2 電子對抗技術
5.10 魚雷武器發射或布放技術
5.10.1 潛艇魚雷發射裝置
5.10.2 水下無人航行器魚雷發射／布放裝置
5.11 水下作業技術
5.11.1 概述
5.11.2 機器人及其技術
5.11.3 遙控潛器及其技術
5.11.4 自主式潛器水下作業技術
5.12 艦艇布放回收技術
5.12.1 水面艦艇布放回收技術
5.12.2 水面無人航行器布放回收技術
5.12.3 潛艇布放回收技術
5.13 水下無人航行器自主性
5.13.1 無人飛行器自主性
5.13.2 無人航行器自主性
5.13.3 自主控制技術
5.13.4 自主導航技術
參考文獻
第6章 水下無人航行器發展趨勢及展望
6.1 國外水下無人航行器發展特點
6.2 水下無人航行器裝備發展趨勢
6.3 水下無人航行器展望
參考文獻
致謝
1.1 水下無人航行器的基本概念
1.2 水下無人航行器的產生
1.2.1 載人潛器及遙控潛器的發展
1.2.2 水下無人航行器的產生背景
1.3 水下無人航行器的發展
1.3.1 美國水下無人航行器的發展
1.3.2 英國水下無人航行器的發展
1.3.3 法國水下無人航行器的發展
1.3.4 德國水下無人航行器的發展
1.3.5 挪威水下無人航行器的發展
1.3.6 加拿大水下無人航行器的發展
1.3.7 俄羅斯水下無人航行器的發展
1.3.8 日本水下無人航行器的發展
參考文獻
第2章 水下無人航行器的主要用途及特點
2.1 國外水下無人航行器的主要用途
2.2 水下無人航行器在民用領域的主要用途
2.3 水下無人航行器在軍事領域的主要用途
2.4 水下無人航行器的工作模式
2.5 水下無人航行器的主要特點
2.6 水下無人航行器的基本特征
參考文獻
第3章 軍用水下無人航行器的裝備定位
3.1 水下無人航行器的歸類
3.2 軍用水下無人航行器的基本功能
3.3 軍用水下無人航行器的使命任務
3.4 軍用水下無人航行器的裝備分類
3.5 軍用水下無人航行器的使用方式
參考文獻
第4章 水下無人航行器系統
4.1 水下無人航行器總體
4.1.1 航行器總體概念
4.1.2 航行器系統組成和功能
4.1.3 航行器載體結構
4.1.4 航行器總體外形
4.1.5 航行器總體布置
4.1.6 航行器主要特性和參數
4.2 水下無人航行器能源及推進系統
4.2.1 能源系統
4.2.2 能源系統應用情況
4.2.3 推進系統
4.2.4 推進系統應用情況
4.3 水下無人航行器控制系統
4.3.1 控制系統構成
4.3.2 航行器操縱控制（制導／自動駕駛）性能
4.3.3 控制處理器軟件結構
4.4 水下無人航行器導航系統
4.4.1 導航系統特點和要求
4.4.2 捷聯慣導系統
4.4.3 水聲計程儀
4.4.4 羅經
4.4.5 全球定位系統
4.4.6 捷聯慣導／水聲計程儀組合導航
4.4.7 羅經／水聲計程儀組合導航
4.4.8 其他組合導航
4.4.9 水聲定位系統
4.4.10 回聲測深儀
4.4.11 測高儀
4.4.12 導航系統和設備綜合配置情況
4.4.13 導航系統和設備應用情況
4.5 水下無人航行器通信系統
4.5.1 通信系統特點和用途
4.5.2 水聲通信
4.5.3 無線電通信
4.5.4 衛星通信
4.5.5 光纜通信
4.5.6 以太網通信
4.5.7 通信系統綜合配置情況
4.6 水下無人航行器任務載荷系統
4.6.1 任務載荷類別及組成
4.6.2 偵察探測和海洋測量設備
4.6.3 信息對抗設備
4.6.4 水中武器和彈藥
4.6.5 水下作業工具
4.6.6 任務載荷綜合配置情況
4.6.7 任務載荷應用情況
4.7 水下無人航行器布放回收系統
4.7.1 水面艦船及其布放回收系統
4.7.2 潛艇及其布放回收系統
參考文獻
第5章 水下無人航行器技術
5.1 水下無人航行器技術內涵
5.2 總體技術
5.2.1 總體設計技術
5.2.2 航行性能優化技術
5.2.3 結構設計與材料應用技術
5.3 能源及推進技術
5.3.1 能源技術
5.3.2 推進技術
5.4 控制技術
5.4.1 自動控制理論和技術
5.4.2 智能控制理論和技術
5.4.3 控制技術在航行器中的應用
5.5 導航技術
5.5.1 捷聯慣性導航技術
5.5.2 水聲導航技術
5.5.3 衛星導航技術
5.5.4 組合導航技術
5.5.5 協同導航技術
5.6 通信技術
5.6.1 通信系統概述
5.6.2 海軍通信技術特點
5.6.3 航行器通信技術特點
5.6.4 水聲通信技術
5.6.5 無線電通信技術
5.6.6 衛星通信技術
5.6.7 光纜通信技術
5.7 目標探測技術
5.7.1 聲納目標探測技術
5.7.2 光學目標探測技術
5.7.3 電子偵察技術
5.7.4 目標協同探測技術
5.8 海洋環境觀測技術
5.8.1 概述
5.8.2 水下滑翔器技術
5.8.3 水聲測量技術
5.8.4 水文測量技術
5.8.5 海洋觀測系統技術
5.9 信息對抗技術
5.9.1 水聲對抗技術
5.9.2 電子對抗技術
5.10 魚雷武器發射或布放技術
5.10.1 潛艇魚雷發射裝置
5.10.2 水下無人航行器魚雷發射／布放裝置
5.11 水下作業技術
5.11.1 概述
5.11.2 機器人及其技術
5.11.3 遙控潛器及其技術
5.11.4 自主式潛器水下作業技術
5.12 艦艇布放回收技術
5.12.1 水面艦艇布放回收技術
5.12.2 水面無人航行器布放回收技術
5.12.3 潛艇布放回收技術
5.13 水下無人航行器自主性
5.13.1 無人飛行器自主性
5.13.2 無人航行器自主性
5.13.3 自主控制技術
5.13.4 自主導航技術
參考文獻
第6章 水下無人航行器發展趨勢及展望
6.1 國外水下無人航行器發展特點
6.2 水下無人航行器裝備發展趨勢
6.3 水下無人航行器展望
參考文獻
致謝
書摘/試閱
（6）通信系統。航行器主要采用光纖有線通信和水聲、無線電及衛星等無線通信手段。如配置光纖信號纜、無線電高頻調制解調器、水聲調制解調器、衛星通信接收機等。有的采用單一通信手段，有的采用多種通信手段。通信系統的主要功能，一是要確保母船（艇）或岸上指揮中心對航行器的有限監督和控制，二是要確保航行器能將周圍環境信息、目標信息及自身狀態信息可靠、準確和按時傳回給母船（艇）或岸上指揮中心。
（7）任務載荷：是為航行器執行使命任務而配置的偵察監視設備、目標探測設備、海洋環境信息獲取設備、信息對抗裝置、武器及其發射或布放裝置、水下作業裝置等。目前，國外航行器上配置的任務載荷主要有：偵察監視設備，包括光電成像偵察設備、電子偵察儀、無線電通信偵察儀；目標探測傳感器，包括合成孔徑聲納、側掃聲納、前視聲納、拖曳陣聲納、艇殼線陣聲納、水下電視機、水下照相機和激光掃描系統；海洋環境信息獲取設備，包括CTD傳感器、測深測高儀、淺層剖面儀、水聽器等傳感器；信息對抗裝置，如潛艇模擬器中的潛艇噪聲模擬裝置、回聲模擬裝置和磁模擬裝置等。
4.1.3航行器栽體結構
魚雷、水雷、潛艇和水下無人航行器等水下裝備，為滿足作戰需求，通常要配置與能源、推進、控制、導航、探測（引信）和通信相關的設備及與目標攻擊相關的武器（戰斗部），潛艇還需配備作戰人員。為滿足水下密封和承壓的使用要求，它們通常要使用耐壓艙結構，以容納上述設備、武器和人員。使用比較多的耐壓艙結構形式有球殼結構和圓柱殼結構。從承受深水壓力的結構力學性能角度考慮，球殼結構形式優于圓柱殼結構形式，從設備及武器布置的可行性及空間利用率綜合考慮，選用圓柱殼結構形式比較多。通常，魚雷、水雷和部分單殼體潛艇，以單殼體耐壓圓柱殼結構為主。除了耐壓艙結構外，為了保證這些水下裝備擁有良好的水動力性能，更多地布置相關系統和設備，滿足裝備戰術技術性能指標要求，有的需在耐壓結構外采用具有良好流線形的非耐壓結構包覆。雙殼體潛艇內層為耐壓結構，外層為非耐壓結構。
水下無人航行器載體結構一般包括耐壓艙結構和非耐壓結構。耐壓艙結構既有采用單個整體耐壓圓柱殼體結構的，也有采用多個分散耐壓圓柱殼結構和多個球殼結構的，或它們的組合。耐壓艙結構內主要布置電池、導航和控制等設備及傳感器，耐壓艙殼體結構采用鋁合金、鈦合金、碳纖維等材料制成。非耐壓結構保證水下無人航行器具有較好的低阻低噪外形，確保水下無人航行器的航行穩定性。非耐壓結構采用玻璃鋼、碳纖維等材料制成。近年來發展的幾種水下無人航行器，其非耐壓結構甚至耐壓結構已經大量應用了碳纖維材料，減輕了重量，有利于更多地配置任務載荷。
……
（7）任務載荷：是為航行器執行使命任務而配置的偵察監視設備、目標探測設備、海洋環境信息獲取設備、信息對抗裝置、武器及其發射或布放裝置、水下作業裝置等。目前，國外航行器上配置的任務載荷主要有：偵察監視設備，包括光電成像偵察設備、電子偵察儀、無線電通信偵察儀；目標探測傳感器，包括合成孔徑聲納、側掃聲納、前視聲納、拖曳陣聲納、艇殼線陣聲納、水下電視機、水下照相機和激光掃描系統；海洋環境信息獲取設備，包括CTD傳感器、測深測高儀、淺層剖面儀、水聽器等傳感器；信息對抗裝置，如潛艇模擬器中的潛艇噪聲模擬裝置、回聲模擬裝置和磁模擬裝置等。
4.1.3航行器栽體結構
魚雷、水雷、潛艇和水下無人航行器等水下裝備，為滿足作戰需求，通常要配置與能源、推進、控制、導航、探測（引信）和通信相關的設備及與目標攻擊相關的武器（戰斗部），潛艇還需配備作戰人員。為滿足水下密封和承壓的使用要求，它們通常要使用耐壓艙結構，以容納上述設備、武器和人員。使用比較多的耐壓艙結構形式有球殼結構和圓柱殼結構。從承受深水壓力的結構力學性能角度考慮，球殼結構形式優于圓柱殼結構形式，從設備及武器布置的可行性及空間利用率綜合考慮，選用圓柱殼結構形式比較多。通常，魚雷、水雷和部分單殼體潛艇，以單殼體耐壓圓柱殼結構為主。除了耐壓艙結構外，為了保證這些水下裝備擁有良好的水動力性能，更多地布置相關系統和設備，滿足裝備戰術技術性能指標要求，有的需在耐壓結構外采用具有良好流線形的非耐壓結構包覆。雙殼體潛艇內層為耐壓結構，外層為非耐壓結構。
水下無人航行器載體結構一般包括耐壓艙結構和非耐壓結構。耐壓艙結構既有采用單個整體耐壓圓柱殼體結構的，也有采用多個分散耐壓圓柱殼結構和多個球殼結構的，或它們的組合。耐壓艙結構內主要布置電池、導航和控制等設備及傳感器，耐壓艙殼體結構采用鋁合金、鈦合金、碳纖維等材料制成。非耐壓結構保證水下無人航行器具有較好的低阻低噪外形，確保水下無人航行器的航行穩定性。非耐壓結構采用玻璃鋼、碳纖維等材料制成。近年來發展的幾種水下無人航行器，其非耐壓結構甚至耐壓結構已經大量應用了碳纖維材料，減輕了重量，有利于更多地配置任務載荷。
……
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