刘宗凯, 李占江

(1.南京理工大学 自动化学院， 江苏 南京 210094;2.南京越博动力系统股份有限公司， 江苏 南京 210094)

0 引言

搭载在潜航器上的光电桅杆是集图像处理、光学跟踪、高精度测量等关键技术为一体的潜载光电跟踪与瞄准装置，它主要应用于海面搜索、海空目标信息采集等领域，也是未来战争中潜载激光定向能武器得以应用的关键载体。潜载及光电桅杆的结构如图1所示，其主要是由潜航器艇体、指挥塔围壳、螺旋桨推进器、光电桅杆、光电跟踪与瞄准装置所构成。不同于传统的武器系统，定向能武器的光电跟瞄系统需要连续跟踪目标，并引导激光束持续而稳定的聚焦在目标区域，且保持至少20～30 s[1]，这就使得对其跟踪精度的要求要比传统武器高1～2个数量级，因此与其相配套的光电跟瞄系统需要具有极好的振动隔离能力和光轴稳定控制能力。

图1 潜航器与跟踪瞄准系统原理图Fig.1 Schematic diagram of submarine and tracking and sighting system

潜航器在水下高速潜行时，由于黏性边界层的剪切作用，当来流绕经艇体各附体时会诱发多种尺度的涡，高雷诺数条件下流体微团的轨迹极其紊乱，并随时间变化很快，这使得多尺度涡的生成和脱体显现出更多的随机性，黏性边界层的不确定演化将使大部分旋涡无法与绕物体的切平面保持对称，从而引起流体的横向运动，这些运动将会改变涡旋的形状和排列，一些小尺度的涡旋会在一定范围内随机波动(湍流脉动)。对于较高雷诺数的情况，则会导致边界层分离并诱导出形态各异的脱体涡，同时引起力和转矩的明显波动。……