关于操舵试验推算方法的思考

介绍了SOLAS操舵试验要求和IACS对操舵试验的解释,对IACSUISC246提出的等效推算方法进行分析,得出对一般船舶推算因子简单有效的结论。同时也基于实践,提出其他推算方法。     

IMO框架内的舵效换算风险分析（英文）

基于SOLAS第Ⅱ-1/29条要求的全速操舵试验可能存在翻船风险,MSC.365(93)决议对SOLAS有关操舵试验的要求进行了修订。本文结合IACS相关文件,以船舶操纵理论知识为基础,结合模型试验和实船试验数据,对IACS UI SC246 Rev.1中提出的舵效换算方法开展了可行性分析与评估,为舵效换算及等效操舵提供了理论依据和试验基础。     

基于舵机能力验证要求的舵系优化设计

在IACS统一解释文件UI SC246 Rev.1提出根据非满载试航船舶操舵试验结果对满载航行状态船舶舵机能力进行验证的换算方法之后,相当一部分采用半悬挂舵的船舶出现了无法按该方法通过舵机能力验证的状况。为解决上述问题,本文基于常规船型半悬挂舵的3种典型布置方案,通过设计相同的舵面积和不同的几何外形,得到3个计算模型,利用计算流体力学(CFD)方法对各方案的全浸没和部分浸没状态分别进行计算分析。计算结果表明,舵叶平衡比对舵杆水动力扭矩存在直接影响,适当大的舵叶平衡比设计可以显著降低舵叶全浸没状态和部分浸没状态的舵杆水动力扭矩。基于此结论,对某型未能通过换算验证的船舶舵系进行优化设计,适当增大了舵叶平衡比。后续船试航结果表明,舵机能力验证满足UI SC246 Rev.1的要求,确认了CFD计算结论的正确性,为以降低舵杆水动力扭矩为目标的舵系优化设计提供了理论和实践依据。     

仿生型操舵倒航机构倒航性能试验及数值研究

为研究喷水推进操舵倒航机构的倒航性能,以仿生型操舵倒航机构为研究对象,基于带自由液面的力特性循环水槽及操纵力试验台架,对操舵倒航机构在不同流量条件下进行水动力试验,采用六分量仪测量操舵倒航机构受到的力。基于CFD技术,采用RANS方法和VOF算法对该机构进行水动力仿真计算,得到作用于操舵倒航机构上的力及流场特性,并将该计算与试验结果进行比较。结果表明,计算与试验值存在一定偏差,但在工程可接受范围内,说明所采用的计算方法可以用来预测仿生型操舵倒航机构在倒航工况下的水动力特性。     

浅谈水面舰船操舵系统陆上联调试验

操舵系统陆上联调试验是为减小水面舰船研制风险,及时消除设备及元器件的早期故障,确保操舵系统协调、可靠、安全运行的有效手段,通过介绍操舵系统陆上联调试验的基本方案设施、场地要求及试验项目,进一步阐明了陆上联调试验的必要性和可行性.     

人力操舵装置满足规范要求的判断与设计分析

文章介绍了规范对于人力舵装置操舵时间和操舵力等的规定，操舵装置各要素的计算公式，并着重提出降论述了人力操舵装置能同时满足规范对于操航空时间和操舵力规定的阉断式为Ｍ〈０．７０ηｐｔ，以及未能满足规范要求时的改进设计措施。     

一种自适应自动操舵系统

本文用自适应控制理论设计了一种自适应自动操舵系统。由计算机仿真、实物联调和实船试验及使用结果表明,这种操舵系统具有良好的操纵性能。     

一种自动操舵装置动态性能分析设备

文章针对自动操舵装置在修理调试阶段及系泊、航行试验时,缺乏动态性能分析设备,难以准确获取超调量、稳定时间等动态性能指标的问题,设计出一种自动操舵装置动态性能分析设备。该设备由工控机作为上位机、以ARM为控制器主板的核心控制器,与电源系统、取样滤波电路、模数转换电路、通信电路、专用接口等以及系统软件共同构成。该设备自动检测自动操舵装置运行时的动态参数,自动分析动态性能指标,指导技术人员有针对性地调整自动操舵装置控制器相关控制参数。分析设备体积小,质量轻,接口适应性强,方便携带,运用在修理保障和试验中,可大大节约时间,提升保障效率和效果。     

小型船舶液压操舵系统的设计

液压操舵已逐步在小船上得到了应用，文中介绍了小船液压操舵系统的设计原理和有关零部的选用原则，以及使用中的注意事项。     

船舶操舵陆上仿真系统的研制

本文提出了一种新颖的旨在缩短船舶自动舵产品研制周期并降低海试成本的船舶操舵陆上仿真系统,并介绍了其硬件组成、各模块功能以及系统软件的设计.船舶操舵陆上仿真系统具有可扩充的船舶模型数据库,通过半物理和全数字两种仿真形式,既可用于检验实际自动舵产品的操舵性能,亦可对自动舵控制算法进行计算机仿真测试.实际使用表明,该系统运行可靠、结果可信.     

舵机非稳态激励识别及瞬态声辐射分析

当水下航行器利用舵机改变航向时,舵机的开启会产生很大的瞬态辐射噪声。因此,在舵机安装之前,有必要对舵机的源特性进行评估。文章基于某水下航行器的舵机振动测试试验,应用频域载荷识别中的最小二乘法方法和短时傅里叶变换的信号处理技术,对舵机操舵过程中舵机与试验台架连接的机脚点处的瞬态最大激励力和整体平均激励力分别进行了间接估算,并将估算结果的准确性和可行性进行了验证。考虑到加肋圆柱壳是水下航行器的基本结构形式,文中将估算的激励力结果作为辐射声计算的近似输入,以一个两端简支的加肋圆柱壳体作为水下航行器的一个舱段的计算模型,分别计算了舵机操舵过程中水下瞬态最大和整体平均辐射噪声的大小,提出了一种利用短时傅里叶变换信号处理技术来评估舵机水下瞬态辐射噪声的方法。     

基于HCSR的热点应力插值方法研究

针对《散货船、油船协调共同规范》（HCSR）中的疲劳热点应力插值方法,总结7种不同的插值方式,通过对简化的实体单元和壳体单元模型的分析以及实船模型新旧规范的对比,验证了HCSR中插值方法的合理性,并对两个版本的HCSR方法进行比较.     

新型电液舵机的自抗扰控制算法及试验研究

[目的]直驱式容积控制的新型电液舵机是典型的大惯量小阻尼系统,为解决其控制快速性、稳定性以及安静性之间的矛盾,需开展电液舵机的自抗扰控制研究.[方法]首先,建立电液舵机的自抗扰控制(ADRC)模型,重点设计过渡过程以缓解启停瞬间的液压冲击;然后,搭建实物控制试验台,通过分析实物控制过程的稳定性问题,相应调整算法的滤波效...     

潜艇方向舵舵轴的应力分析

针对某潜艇舵传动装置仿真试验样机，利用简支梁、三弯矩方程和有限元方法对舵轴系统进行了建模、计算及数值分析，为使潜艇舵轴各部件尺寸更趋合理提供设计依据。     

基于船舶驾控测试系统的嵌入式车钟系统设计

针对船舶驾控设备类型多样的特点,提出一种基于船舶驾控测试系统的嵌入式车钟系统,对系统硬件组态进行布局,并结合软件,通过改变拨码盘状态,实现硬件和通信两种作业模式。该系统完成人员安全训练和设备开发功能,具有较高的应用价值。     

超空泡航行体操纵过程流体动力特性数值模拟研究

超空泡航行体操舵过程会引起空泡变形,导致航行体流体动力学特性发生变化。为了了解超空泡航行体操舵过程中航行体的动力学特性,文中采用基于欧拉两流体模型的CFD数值模拟方法及动网格技术对超空泡航行体空化器、尾舵操舵过程以及航行体攻角变化过程中的空泡形态及航行体瞬态流体动力特性变化规律进行了研究。研究结果表明空化器操舵过程中空化器升力随偏转角基本呈线性规律变化,对航行体尾部滑行力的影响相对于攻角变化对滑行力的影响为小量;尾舵操舵过程改变了空泡尾部流场,对于航行体尾部滑行力会产生重要影响。     

VLCC风帆船航态及负荷变化对推进因子的影响研究

文章针对一条VLCC风帆助推船舶开展水池快速性模型试验研究,通过开展直航、系列变漂角、系列变舵角等工况的模型阻力和变负荷自航试验,研究船舶在风帆助航工况下由于航行姿态和螺旋桨负荷变化引起推进效率的变化规律.基于系列变漂角、变舵角的试验分析结果,开展了船舶自航因子的统计回归分析,据此可开展VLCC风帆助推船在特定航行工况的节能收益评估.论文研究表明:该VLCC船舶航态及航行负荷变化对船后推进因子和推进效率影响有其规律性;本文开展的试验研究和分析方法可对此类风帆助推船舶的节能收益进行定量评估.     

船舶附体阻力换算方法研究

船舶的附体种类很多，在总阻力中所占比重较大，可达25％-40％左右，对船舶快速性影响较大。应用若干船模试验与实船试航结果，补充适当的模型试验，对各种附体阻力换算方法进行比较分析，确定比较合适的换算方法，为船模试验结果的准确换算提供依据。     

船用电动伺服舵机性能仿真研究

为降低船舶传统液压操舵噪声及提高舵机的可维护性,提出一种船用电动伺服舵机方案,该方案主要由直流力矩电机和谐波齿轮组成。建立该舵机的模型,采用 Matlab软件进行性能仿真,并分析影响该舵机性能的主要因素。结果表明,电动伺服舵机的稳定性、精度、响应等性能可满足船舶的操纵要求,研究结果可为电动伺服舵机在船舶上的应用提供支撑。     

扭曲舵水动力数值计算和自航约束模试验测量研究

建立了桨后舵水动力的CFD数值计算方法,对两种舵的压力分布和舵力进行了比较,结果显示扭曲舵可以明显减小0°舵角时舵上的横向力和舵轴扭矩。在拖曳水池中进行了自航约束模舵力测量试验,对扭曲舵和普通舵的舵力进行了测量,试验结果也表明,在0°舵角时,扭曲舵上的受力状态得到明显改善。将舵力的数值计算结果与试验结果进行比较,两者有较好的一致性,说明建立的数值计算方法可以对桨后舵舵力进行较好的模拟计算。