随着人类对海洋资源的开发以及自主水下机器人（Autonomous Underwater Vehicles,简称AUVs）执行任务的复杂程度越来越大,人们对AUV提出了更高的性能要求。但AUV受到水下通信和自身携带能源两个因素的制约,需要定期回收AUV进行能源补给和数据传输。无人水面艇（Unmanned Surface Vehicles,简称USVs）作为一种小型无人水面平台,能够连通水下、水上无人平台,因此,基于USV自主回收AUV是一种极具发展前景的回收方式。为了建立AUV和USV之间的物理联系,使USV成为AUV的有力支撑平台,利用USV自主回收AUV成为了一个亟待突破的瓶颈技术。为了解决上述问题,本文首先提出一套利用USV自主回收AUV的方案,即利用拖曳装置将USV与AUV连接起来;其次对拖曳装置进行了总体设计及优化、稳定性分析、水动力系数计算以及动态模拟;最后通过外场试验验证了拖曳装置的稳定性,证明了该拖曳装置的有效性和可行性。本文具体研究成果如下:（1）提出一套通过USV自主回收AUV的方案,并通过三维软件对该方案（拖曳装置）进行总体设计及优化,然后对尾舵进行受力分析并通过仿真分析尾舵对拖曳装置的影响。（2）通过对拖曳装置进行受力分析,建立拖曳装置纵平面动力学方程,推导出拖曳装置运动稳定性判定统一表达式,并通过CFD方法对其进行仿真分析,计算出稳定性分析所需的水动力系数。根据求解的水动力系数及运动稳定性判定统一表达式表明,该拖曳装置具备良好的动态稳定性。（3）通过STAR-CCM+软件的重叠网格等功能对拖曳装置进行动态模拟,计算出USV在固定航行速度下,拖曳装置在水下的稳定平衡位置。并由计算可知,通过调节拖曳装置尾舵角度可以实时调节拖曳装置的深度和姿态,使拖曳装置具备自主调节能力,更有利于提高与后方AUV对接的成功率。（4）开展湖上试验验证拖曳装置的稳定性。本文通过湖上试验,获得了不同USV航速下拖曳装置在水下稳定航行的深度数据和姿态数据,验证了拖曳装置的动态稳定性,可为AUV自主回收提供一个相对稳定的移动对接平台。