双推进器框架式自主水下航行器结构设计

这款自主水下航行器采用开放式框架承载结构，整体布局围绕载荷搭载与航行稳定性做了针对性优化，框架主体采用轻量化硬质型材拼接成型，预留了充足的载荷安装空间，可根据不同作业需求搭载水文探测、地形测绘、目标搜寻等不同功能模块，框架上下层的安装平面做了统一的安装孔位标准化设计，不同功能载荷可通过标准紧固件快速完成换装，无需对主体框架做二次加工改造。

动力系统采用左右对称布置的双推进器设计，两个推进器分别安装在框架左右两侧的独立安装位上，推进器轴线与航行器主体轴线保持平行，同时在垂直方向上与航行器浮心位置保持齐平，可有效降低航行过程中的俯仰力矩，减少航行姿态调整的能耗。中部的球形耐压舱是整个航行器的核心承载单元，主要用于放置控制电路板、储能模块、导航定位组件等核心电子元器件，球形结构具备最优的耐压性能，可在同等壁厚条件下承受更大的外部水压，适配更深水域的作业需求，耐压舱两侧的横向支撑轴与框架主体连接，连接处设置有减震缓冲垫，可降低推进器运行过程中产生的振动传递到舱内，避免对高精度传感元件的测量精度造成干扰。

从实际应用场景来看，这类框架式AUV多用于近海水文监测、水下管线巡检、水下搜救、海洋科研采样等场景，相较于传统的回转体流线型AUV，开放式框架结构的维护成本更低，载荷拓展性更强，作业人员可在岸基快速完成载荷更换与设备检修，无需拆解整体外壳结构。设计过程中重点考量了航行过程中的水阻力特性，框架杆件均采用小截面流线型型材，在保证结构强度的前提下尽可能降低迎流面积，减少航行过程中的水阻损耗。推进器外围设置有防护格栅，可避免水下杂物、缆线等缠绕螺旋桨，提升复杂水域航行的可靠性。

安装边界方面，框架底部设置有四个对称分布的支撑脚，支撑脚高度统一，可保证航行器在岸基停放、布放回收过程中保持水平姿态，支撑脚底部做了防滑耐磨处理，可适配甲板、岸滩等不同停放场景的接触面。整体重心位于浮心正下方，可保证航行器在无动力状态下保持正浮姿态，避免出现侧翻、倒扣等异常工况。航行器的前后端预留有应急抛载机构的安装位，可在出现动力故障、通信中断等异常情况时自动抛下载荷块，实现自主上浮回收。

结构设计过程中对各部件的安装公差做了明确约束，左右推进器的安装同轴度误差控制在合理范围内，避免因安装偏差产生额外的偏航力矩，中部球形舱的安装位置经过重心配平计算，确保搭载不同载荷时可通过调整配重块位置实现整体重心与浮心的匹配。框架的连接节点均采用可拆卸式紧固件连接，便于运输过程中拆解分装，抵达作业现场后可快速完成组装调试，无需专用的大型组装设备。推进器的线缆通过框架型材内部的走线槽布置到中部耐压舱内，线缆外部设置有防水护套，走线槽边缘做了圆角钝化处理，避免长期航行过程中线缆被磨损破坏，提升整体线路的可靠性。

针对水下作业的特殊环境，所有外露金属部件均做了防腐蚀处理，可适应海水长期浸泡的作业环境，不同金属部件的接触面设置有绝缘垫片，避免出现电偶腐蚀影响结构强度。航行器的顶部预留有浮力材料的安装位，可根据实际搭载载荷的重量调整浮力材料的填充量，保证航行器整体浮力与重力的匹配，实现中性浮力巡航，降低推进系统的能耗，延长单次作业的续航时长。