压电喷水推进装置是结合压电泵技术和喷水推进技术的一个崭新应用领域,为水下驱动装置提供了新的研究方向。本文在充分分析国内外研究现状的基础上，基于仿生学原理和压电材料的逆压电效应，设计并制造了压电喷水推进装置，并对装置中的动力部分—压电反推喷流泵进行测试。本文的主要研究内容如下：1.喷水推进装置现状和应用前景通过查阅国内外相关资料，综合分析和研究了国内外有关水下驱动装置的的发展历史和前景应用。微小型驱动装置主要包括仿生驱动装置和压电驱动装置，其中压电驱动装置凭借其自身的优点，可用在高效率、大范围、长时间的水下作业；也可以用在隐蔽性强、机动性能高、电磁干扰严重的领域。2.双晶面圆形压电振子的性能分析压电喷水推进装置的重要组成部分是压电反推喷流泵，而泵的核心驱动元件为压电振子，其性能的优劣直接影响压电泵的工作性能。本文结合压电学基础理论，对所选用的圆形双晶片压电振子进行性能测试，搭建测试平台，测试不同驱动信号对压电振子振动的影响，得出驱动电压为正弦波时压电振子的振动性能最好，并测试了不同频率和不同电压下的压电振子振动性能。研究压电振子的支撑方式及压电振子变形时与预紧力的关系，为设计性能优越的压电反推喷流泵提供理论依据。3.压电反推喷流泵基本参数的影响和分析研究泵的结构因素对压电反推喷流泵中压电振子振动的影响，其中包括腔体高度，缓冲腔形状，流道长度及出口处有无倒角对压电振子中心点振幅的影响。建立压电反推喷流泵的喷水动力学模型，通过对动力学参数的分析，得出压电反推喷流泵的速度和推力与压电振子的振幅、频率、流体密度、喷水流直径等因素有关。4.压电反推喷流泵的结构设计和工作原理分析对两种常见的截止阀悬臂梁阀和伞形阀进行比较和分析，得出伞形阀具有较大的通流面积和较高的自吸性能，适用于高输出流量的泵体中。此外还对伞形阀的工作原理进行分析。得出要想获得较大的喷流效果应选用伞形橡胶阀作为截止阀。在单入口双阀压电反推喷流泵的设计为理论基础上，选择伞形橡胶阀作为单向截止阀，设计了多个入口、不同入口方向和双振子双阀压电反推喷流泵，并对它们的结构和工作原理进行分析。此外还研究了压电反推喷流泵腔内压力分布规律，并以两种常见的出流方式轴向出流和径向出流进行比较说明，得出轴向出流时流体压力沿径向呈对数分布压电振子边缘处的压力最大，径向出流时更易于提高压电反推喷流泵的自身性能。此外还推导了孔口出流原理，为设计性能更加优越的压电反推喷流泵提供了理论依据。5.压电喷水推进装置的性能试验与研究研制了多入口多阀，双振子双阀和单入口双阀泵的三种不同出水方式的压电反推喷流泵试验样机。搭建压电反推喷流泵的试验测试平台，对压电反推喷流泵的输出输出压力和输出流量进行测试。选择性能较好的压电反推喷流泵制作压电喷水推进装置，搭建试验平台测试装置的速度和推力，得出不同喷水推进装置在不同频率处的性能变化规律。