王妹婷，齐永锋，汤方平，戴志光，陆柳延，吕学智

(扬州大学能源与动力工程学院，江苏扬州225127)

水下机器人依靠自身携带的能源航行，所需能源的多少取决于水下机器人航速以及航行阻力。在航速一定的条件下，阻力大小则成为影响能耗的决定因素。水下机器人航行阻力很大程度受外形影响，通常来说光顺性良好的外形具有的表面积最少，相应的摩擦阻力也最小［1］。文中采用数学线型设计方法构建流线型水下机器人回转体的光滑曲面，采用纵向函数法描述水下机器人的纵剖线方程。首先搜集几种常见回转体线型，在排水量相同的条件下，计算并比较由几种回转体线型构建的水下机器人直航阻力特性，从中选择构建水下机器人外形的阻力最小线型。该线型采用含参数的数学方程来描述，通过两个型值点解出符合自身实际情况的参数值从而确定阻力最小的机器人外形。要求该数学方程所描述的曲线本身具有如下性质:纵向函数光顺、满足一定连续条件;通过输入参数的控制能反映布置性能等方面的要求［2－5］。水下机器人外形优化设计，可大大减小水下机器人的运行阻力，提高能源利用率。

1 水下机器人外形方案选择

以下4 种回转体线型都是通过回转轴线的纵剖面得出的数学线型，分为首尾两部分，首部又称为进流段，尾部又称为去流段，最大横截面为首尾相接处。

1.1 常见回转体线型

(1)方案1:首尾部均为半椭圆［6］

首尾在……