中华人民共和国海洋行业标准 ICS 07.060 CCS N 92 HY/T 0470—2025 水下滑翔机总体设计指南 Guidelines for general design of autonomous underwater glider 2025 ⁃02⁃06发布 2025 ⁃05⁃01实施 中华人民共和国自然资源部 发 布自然资源标准化信息服务平台 专用HY/T 0470—2025 目 次 前言………………………………………………………………………………………………………… Ⅲ 1　范围……………………………………………………………………………………………………… 1 2　规范性引用文件 ………………………………………………………………………………………… 1 3　术语和定义 ……………………………………………………………………………………………… 1 4　总体设计原则和约束 …………………………………………………………………………………… 3 4.1　总体设计原则 ……………………………………………………………………………………… 3 4.2　约束条件 …………………………………………………………………………………………… 3 4.3　安全约束 …………………………………………………………………………………………… 3 5　水动力外形设计 ………………………………………………………………………………………… 3 5.1　水动力外形分类 …………………………………………………………………………………… 3 5.2　水动力外形总体设计 ……………………………………………………………………………… 4 5.3　主体线型设计 ……………………………………………………………………………………… 4 5.4　机翼设计 …………………………………………………………………………………………… 4 5.5　尾翼设计 …………………………………………………………………………………………… 5 6　耐压主体单元设计 ……………………………………………………………………………………… 5 6.1　耐压壳体总体设计 ………………………………………………………………………………… 5 6.2　材料选择 …………………………………………………………………………………………… 5 6.3　尺寸设计 …………………………………………………………………………………………… 5 6.4　密封设计 …………………………………………………………………………………………… 6 7　浮力驱动单元设计 ……………………………………………………………………………………… 6 7.1　模型建立 …………………………………………………………………………………………… 6 7.2　浮力调节方式选择 ………………………………………………………………………………… 6 7.3　执行机构设计 ……………………………………………………………………………………… 7 7.4　结构选型设计 ……………………………………………………………………………………… 7 8　姿态调节单元设计 ……………………………………………………………………………………… 7 8.1　姿态调节单元总体设计 …………………………………………………………………………… 7 8.2　确定姿态调整方案 ………………………………………………………………………………… 7 8.3　建立滑翔运动模型 ………………………………………………………………………………… 7 8.4　设计姿态调节机构 ………………………………………………………………………………… 8 9　能源单元设计 …………………………………………………………………………………………… 8 9.1　确定能源总量 ……………………………………………………………………………………… 8 9.2　设计能源模块 ……………………………………………………………………………………… 8 Ⅰ自然资源标准化信息服务平台 专用HY/T 0470—2025 9.3　设计能源管理模块 ………………………………………………………………………………… 8 10　通信单元设计 …………………………………………………………………………………………… 8 10.1　确定信息 /数据传输需求 ………………………………………………………………………… 8 10.2　设计通信单元 ……………………………………………………………………………………… 8 10.3　通信单元安全 ……………………………………………………………………………………… 9 11　控制单元设计 …………………………………………………………………………………………… 9 11.1　需求分析 …………………………………………………………………………………………… 9 11.2　硬件设计 …………………………………………………………………………………………… 9 11.3　软件编制 …………………………………………………………………………………………… 9 11.4　系统监测设计 ……………………………………………………………………………………… 9 11.5　控制算法 …………………………………………………………………………………………… 9 12　任务单元设计 …………………………………………………………………………………………… 9 13　应急单元设计 ………………………………………………………………………………………… 10 14　甲板控制单元设计 …………………………………………………………………………………… 10 Ⅱ自然资源标准化信息服务平台 专用HY/T 0470—2025 前 言 本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则　第 1部分：标准化文件的结构和起草规则 》的规 定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。 本文件由中华人民共和国自然资源部提出 。 本文件由全国海洋标准化技术委员会 （SAC/TC 283）归口。 本文件起草单位 ：天津大学 、自然资源部第一海洋研究所 、自然资源部第二海洋研究所 、北京蔚海 明祥科技有限公司 。 本文件主要起草人 ：王树新、王延辉、牛文栋、兰世泉、杨绍琼、马伟、刘玉红、张宏伟、杨亚楠、王岩峰、 张涛、辛爱学。 Ⅲ自然资源标准化信息服务平台 专用自然资源标准化信息服务平台 专用HY/T 0470—2025 水下滑翔机总体设计指南 1　范围 本文件确立了水下滑翔机总体设计的原则和约束 ，提供了水动力外形 、耐压主体单元 、浮力驱动单 元、姿态调节单元 、能源单元 、通信单元 、控制单元 、任务单元 、应急单元 、甲板控制单元等方面的设计 建议。 本文件适用于水下滑翔机的整机和各组成单元设计 。 2　规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件 ；不注日期的引用文件 ，其最新版本 （包括所有的修改单 ）适用于 本文件。 GB/T 150.1　压力容器　第 1部分：通用要求 GB/T 3362　碳纤维复丝拉伸性能试验方法 GB/T 3452 .1　液压气动用 O形橡胶密封圈　第 1部分：尺寸系列及公差 GB/T 3452 .3　液压气动用 O形橡胶密封圈　沟槽尺寸 GB/T 3880 .2　一般工业用铝及铝合金板 、带材　第 2部分：力学性能 GB/T 9019　压力容器公称直径 GB/T 23604　钛及钛合金产品力学性能试验取样方法 GB/T 26749　碳纤维　浸胶纱拉伸性能的测定 GB/T 38512　压力容器用铝及铝合金管材 3　术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 。 3.1　 水下滑翔机　 autonomous underwater glider ；AUG 主要依靠调节重浮力差实现升沉 ，借助水动力实现水中滑翔前进的水下无人航行器 。 3.2　 俯仰角　 pitch angle θ 本体坐标系 OX轴与地面坐标系 EXY平面的夹角 。 注1： 当水下滑翔机头部偏向 EXY平面之上时 ，其值为正 。 注2： 水下滑翔机坐标系的定义见图 1。 1自然资源标准化信息服务平台 专用HY/T 0470—2025 注1： 本体坐标系 （标记为SO）又称“固连坐标系 ” ，该坐标系的各轴固连在水下滑翔机本体上 ，与航行器同步运动 。 将水下滑翔机的浮心 O选做本体坐标系的原点 ，OX轴沿水下滑翔机的纵轴 ，向前为正 ，OZ轴位于水下滑翔 机纵剖面内且垂直于 OX轴，当水下滑翔机在海面正常漂浮时 ，其指向下为正 ，OY轴垂直于 OX轴和 OZ轴， 方向满足右手定则 。 注2： 地面坐标系 （标记为 SE）的各轴与地面固连 ，其坐标系的原点 E可选在地面任意处 。将水下滑翔机的入水点作 为坐标系原点 ，且EX轴在水平面内 ，指向水下滑翔机的初始运动方向 ，EZ轴垂直水面朝下 ，EY轴分别与 EX 轴和 EZ轴垂直，方向由坐标系右手定则决定 。 图1　水下滑翔机坐标系的定义 3.3　 横滚角　 roll angle φ 本体坐标系的 OXZ平面与地面坐标系 EXZ平面间的夹角 。 注： 也可表示为本体坐标系 OZ轴与垂直于地面坐标系 EXY平面且通过 OX轴的垂直面的夹角 。从水下滑翔机尾部 朝头部方向看 ，如果 OZ轴偏向垂直面的右侧 ，其值为正