潜艇拖曳通信浮标体应用与发展初探

潜艇拖曳通信浮标是解决潜艇深水隐蔽通信的一种重要手段.多年来,其应用与发展一直受到各国海军及相关研究部门的高度重视.本文对潜艇拖曳浮标体的国外研制状况进行了介绍及分析,并对潜艇浮标体应用与设计思路进行了初步探讨.     

拖曳式通信浮标对潜艇隐蔽性的影响

使用通信浮标是解决潜艇水下安全通信的重要手段之一。本文对拖曳式通信浮标对潜艇隐蔽性的影响进行研究,对机载雷达对潜艇的发现率进行建模仿真,并实例分析装备拖曳式通信浮标后潜艇隐蔽性的变化,获得了有益的效果。     

近水面拖曳浮标测试系统运动特性研究

通信浮标能提高潜艇通信性能,因此提出一种二级拖曳通信浮标,并设计一种近水面拖曳浮标测试平台。该平台由拖船与升沉补偿装置、拖体与拖缆等组成,可以模拟潜艇运动,用以测试拖曳浮标。为研究测试平台的动力学特性,首先建立测试平台和被测对象的动力学模型及其仿真模型,模型涵盖非线性波浪力计算、柔性脐带缆建模、深度模糊控制、升沉补偿装置以及多体刚柔耦合等,随后基于试验得到的被测对象水动力学参数,对测试平台在不同拖曳速度和拖缆长度下的拖曳试验进行仿真研究。仿真结果表明：拖曳速度增大后,一级拖体稳定深度可减小30%,深度波动幅度无明显变化,而被测对象的稳定深度增加20%以上,深度波动幅度可减小80%以上;一级拖缆的长度增加对一级拖体和被测对象的深度影响可忽略不计;二级拖缆长度的增加会导致一级拖体的深度小幅度增加,但不会影响被测对象的稳定深度及其波动幅度。研究结果可为潜艇拖曳系统测试平台的设计与试验提供理论参考。     

潜艇通信浮标系统通信效能评估指标体系研究

从通信浮标的系统功能特性和潜艇通信保障军事需求出发,结合潜艇作战的特殊性,以业务性能指标和战术性能指标为基础构建了通信浮标指标体系模型。该模型可以对潜艇使用通信浮标时对通信浮标的基本通信保障能力进行较为全面的评估。     

潜艇通信浮标发信延时时间优化方法

潜艇通信浮标能为潜艇提供有效的隐蔽发信手段。本文对通信浮标延时参数选择方法进行研究,以解决使用通信浮标存在的问题。通过对发信延时参数进行优化,能够使通信浮标发信时极大降低潜艇被发现的概率,同时能使通信的实时性得到改善。其研究结果为通信浮标发信延时参数设定提供了参考依据,对提高通信浮标使用效能具有重要意义。     

海洋机动浮标机电测控系统的设计

为克服锚系浮标只能在固定站位进行海洋环境观测的不足,研发了一种可以移动的无人海洋监测平台——海洋机动浮标,本文介绍了海洋机动浮标的总体结构,构建了机动浮标的机械结构模型,设计了机动浮标测控系统,叙述了机动浮标数据通信、运动控制以及机动浮标测控系统的人机界面,并给出了机动浮标在湖中测试的实例。通过本文工作可以发现海洋机动浮标具有自主地在较大区域开展海洋环境观测等能力,对于获取大范围的海洋环境信息具有较重要价值。     

抛弃式通信浮标对潜艇隐蔽性的影响

使用通信浮标是解决潜艇水下安全通信的重要手段之一.本文对抛弃式通信浮标对潜艇隐蔽性影响进行研究,对反潜直升机对潜艇的发现率进行建模仿真,并通过实例分析装备抛弃式通信浮标后潜艇隐蔽性的变化,获得了有益的效果.     

超导拖曳天线性能分析

常规拖曳天线通信存在噪声大、效率低及通信深度浅等缺点，从而严重影响潜艇战斗性能的发挥。为此可以使拖曳天线超导化，使超导材料的良好性能与拖曳天线性能相结合。具体分析对潜超导拖曳接收天线的信号接收和噪声抑制能力，并且与普通拖曳接收天线进行比较，得出超导拖曳接收天线信噪比特征的改善程度。     

海面浮标通信电波传播损耗研究与仿真

论文从海上无线电通信特点出发,采用Longley-Rice模型对海面浮标中继通信系统电波传输损耗进行仿真研究,确立了海面浮标通信与海洋环境及通信系统结构的关系,通过对海面浮标通信电波传播损耗进行研究,为浮标通信系统设计特别是对浮体结构设计提供必要的理论依据。     

基于北斗卫星定位通信的海上溢油跟踪浮标研究

介绍国内外卫星定位跟踪浮标的技术现状，研究提出了基于北斗卫星定位通信技术实现海上溢油跟踪的微型浮标，优化了相关技术参数，其应用可以有效提高海上溢油的快速跟踪技术水平，增强海洋环境保护能力。     

FPSO单点系泊系统安装及回接技术

单点系泊系统作为浮式生产储油卸油装置（Floating Production Storage and Offloading，FPSO）的核心组成部分，需在FPSO进入安装现场之前完成安装，随后FPSO进入安装现场进行回接。以我国南海某具体工程项目为背景，全面、系统地介绍FPSO悬链腿单点系泊系统的安装及回接方法，并采用OrcaFlex分析软件对各个施工步骤进行相关的模拟分析。该单点系泊系统的整个安装过程可分为抓地锚安装、下段锚腿铺设、锚腿张紧、上段锚腿铺设、单点浮筒拖航及就位和锚系回接单点浮筒等6个阶段。     

拖曳线列阵声呐及其左右舷分辨方法概述

概述了拖曳线列阵声呐的发展概况,重点总结了国内外拖曳线列阵声呐左右舷分辨方法的发展情况,包括传统单根线列阵左右舷分辨方法、三元水听器组左右舷分辨方法、双线阵左右舷分辨方法和矢量水听器线列阵左右舷分辨方法等。本文对于拖曳线列阵声呐的相关研究具有一定的参考价值。     

美国潜艇拖曳阵声呐技术特点及发展趋势

根据现有公开技术资料,对美国潜艇拖曳阵声呐的发展情况、技术特点进行阐述,并预测了拖曳阵声呐的发展趋势。     

基于CFD的水下拖曳体艉部流场仿真

水下拖曳体的艉部线型是决定其水动力性能的重要特征之一,良好的艉部线型对减小拖曳体的形状阻力系数,提高拖曳航速,减小拖缆的张力等都有积极意义。选用带十字尾翼的水下拖曳体作为研究对象,应用k-ε模型对其艉部流场特性进行精细分析,分析静压力系数Cp沿拖曳体长度方向的分布,并对水下拖曳体与尾翼交接部上游马蹄涡流动的产生及发展过程进行计算,得出拐角区的流线及流场。计算和实验结果表明,所采用的计算模型和方法合理,可在此基础上应用到其他水下拖曳体的外形优化设计中。     

拖曳系统运动传递计算

由母船、拖缆和拖体构成的拖曳系统,在拖航作业中,母船受风浪扰动发生升沉和纵摇运动,水面扰动沿缆传递至拖体,影响探测设备性能。文中研究的合理简化的母船波浪运动预报模型、结合已有的拖缆动力学计算模型耦合拖体空间运动模型,构造衔接条件和转换关系式,建立较为完整的水下拖曳系统运动传递模型。编制相应计算程序,计算了二段式拖曳方式对扰动的传递,归纳其扰动传递特性。表明该模型可应用于拖曳运动稳定的设计分析。     

GPS声呐浮标定位系统研究

介绍GPS声呐浮标定位系统的组成及工作原理。相对于传统声呐浮标,GPS声呐浮标会使浮标电路功耗增大。但受浮标结构和体制所限,单枚浮标所携带的能量有限,为保证浮标的正常工作时间,系统中增加了一个电源管理模块电路来控制浮标工作的启动时间以减少不必要的电路功耗。     

海洋拖曳系统的船/缆/体耦合模型研究

为进一步提高海洋拖曳系统在不同情况下运动响应的预测精度,将拖曳母船、拖缆和拖曳体三者视为一个相互作用的整体,利用其耦合边界条件,将拖缆顶端和底端的张力及其产生的力矩,分别与船舶操纵性运动方程(MMG模型)和拖体六自由度运动方程相结合,利用拖缆的有限差分方程,建立了船/缆/体三者耦合模型,进而采用数值计算方法,对比分析了该模型与常规算法。结果表明,该模型考虑船/缆/体三者的耦合影响,可更加准确全面地反映拖曳母船的速度、旋回半径、横摇角等操纵性特征以及拖曳体的深度、姿态等信息所受到的影响,从而为准确预报海洋拖曳系统的运动响应提供更为直观、科学的理论依据。