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摘要
水下拖曳系统作为一种常用的探测设备，被广泛的运用在水下噪声测量、资源勘测和国防等多个领域，由于在水下探测中，拖曳阵的水下姿态会对系统的稳定性与探测结果产生较大影响，当探测环境发生改变时，为了快速调整水下姿态从而达到提高探测结果的真实性与精确度的目的，在实际使用中需要对水下拖曳系统的水下姿态进行快速预报。文中将拖曳缆等效为多段刚性杆模型，对水听器阵与拖曳缆建立稳定状态下的力平衡和力矩平衡控制方程，采用了非线性方程组的迭代求解方法进行数值求解，得到了基于多段杆模型进行非线性方程组求解的快速预报方法。与文献中实验的结果和围绕该实验数据进行的部分文献仿真结果进行了对比，在10kn与18.5kn两种情况下，该计算与所进行对比的文献仿真计算结果的误差较小，并且与实验结果更为接近，验证了计算结果的准确性。与以往的微分求解方法相比，计算时间得到了缩减，能够达到快速预报的目的。通过上述结果，可知该数学模型可以快速解决拖曳阵姿态仿真问题，并能够为类似的系统设计与使用提供依据。
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单位武汉理工大学; 武汉普惠海洋光电技术有限公司
