舰船装备集成优化设计发展分析

舰船装备设计是复杂的系统工程,传统设计中仍然面临着专用设备多,互联、互通、互操作能力不足,总体集成优化有待提升等问题。本文调研分析国外在舰船装备总体集成优化方面的技术特点及其发展趋势,对强化我国舰船装备集成优化设计能力具有重要的启示意义。     

Thoughts on development of modern ship technology北大核心CSCD

随着海上新质作战概念的不断革新,现代海战形态呈现出多域攻防、分布协同、高效杀伤的特点,正在加速推进新型水面舰船技术的创新发展。围绕作战空间、作战体系结构、作战单元、作战武备等方面,总结归纳现代海上新质作战概念的主要特征,梳理水面舰船的体系定位及作战能力演变,系统分析新型水面舰船装备发展的主要特征,提出关于发展水面舰船总体集成技术、网络信息技术、数智赋能技术、新型能源保障技术、先进材料技术、环保节能技术的若干思考。     

波浪补偿下舰船液压起重机结构优化设计

常规液压起重机结构优化设计应用与波浪补偿下的舰船液压起重机时,存在结构优化能力较低的不足,为此提出波浪补偿下舰船液压起重机结构优化设计。分析波浪补偿下舰船液压起重机整体结构,对液压起重机吊臂结构进行受力计算,对大受力点进行合理优化设计;依托结构力学关系,分析起重机液压缸转角三角形关系,实现舰船液压起重机液压缸转角结构优化设计,完成波浪补偿下舰船液压起重机结构优化设计。仿真试验数据表明,提出的起重机结构优化设计较常规起重机结构优化,结构优化能力提高42.64%,适合波浪补偿下舰船液压起重机结构优化。     

集成优化思想在舰船总体设计应用中的思考

舰船总体堆砌式设计及各设备独立性太强,导致总体设计冗余度大幅增加,舰船上的空间越来越小,维修保养也变得更加困难。随着电子技术的发展,集成电路被广泛应用,舰船设备逐渐实现了自动化和小型化。通过进一步引入总体集成优化思想,对资源进行整合优化,可以降低设备冗余和系统复杂度,节省舰船可利用空间、降低维修保养难度,并提高舰船总体性能。     

水面舰艇船体防腐和阴极保护的优化设计方法

海水及海洋大气对船体金属的腐蚀是困扰舰船的一大难题，现代水面舰船防腐蚀设计的重要性日趋明显。介绍国内外水面舰船防腐蚀设计的现状、现代水面舰船防腐蚀和阴极保护优化设计的方法、耐腐蚀材料的选用和应注意的事项。阐述目前国内现代水面舰船防腐蚀存在的主要问题和今后的发展趋势。     

基于高频快速优化算法的舰船RCS分析

舰船雷达波隐身技术是舰船设计的重点工作,针对舰船RCS计算分析难点问题,提出了一种高频快速优化算法,可对电大尺寸舰船目标的RCS进行高效精确分析与求解,有效提高舰船雷达波隐身优化设计能力。     

基于XML的水面舰船质量特性信息集成研究

开展水面舰船质量特性综合设计是从源头对舰艇设计质量加以控制和管理的有效手段。系统地研究水面舰船质量特性综合设计中质量特性信息集成方法,分析水面舰船质量特性的形成过程及其特性,建立基于质量物料清单的质量特性信息集成模型。在此基础上,运用XML实现水面舰船质量特性的统一表达,并给出一种水面舰船质量特性信息集成模式。     

基于任务驱动的舰船集成优化设计方法及应用

在确定舰船平台装载容量和主要作战性能指标的前提下,针对由于舰载资源扩展的约束性、多维度多任务执行的并发性而导致的舰船综合作战能力最大化与空间、排水量、能量及信息等资源稀缺性之间的矛盾,打破以往基于功能堆砌的集成方式,提出基于任务驱动的集成方式,形成创新集成优化设计方法,用于指导总体设计方案优化,从而实现舰船功能系统的冗余优化和减员增效目标。论文提出了舰船集成优化设计流程;建立了集成优化效果的多目标综合评价模型;然后针对作战航行任务完成了详细的集成优化实施方案和计算过程。案例应用结果表明:采用论文提出的方法生成优化方案,与原方案相比,人员编制缩减27.3%,集成优化效果提升15.1%。该方法具备良好的工程适用性,可为优化装舰系统规模、提高系统运行效率、减少人员编制以及降低全寿期费用等提供普遍适用的解决方案。     

水面舰船研制过程中重量重心控制方法

舰船研制过程中的重量重心控制是关系舰船在全寿期内能否保持舰船基本生存能力特性(稳性、不沉性)的重要问题。介绍了国内外舰船设计过程中排水量极限和重心高极限、排水量及重心高储备设计、各阶段重量重心计算细致度、减重优化设计等控制方法,通过分析舰船建造和使用中的重量重心控制现状和控制方法,提出了水面舰船研制中建立完整的重量重心控制体系,在总体顶层、系统设计、建造、管理等方面的重量重心控制措施和储备设计方法。     

舰载通信天线集成发展分析

通过介绍国外先进舰载射频集成的特点,研究分析舰载通信天线集成的发展趋势与特点;从舰船总体时域、空域、频域、功率等资源匹配的角度出发,优化天线口径,选择合适的集成方式,解决水面舰船天线拥挤、电磁兼容性和隐身性差的问题,从而有效提升水面舰船的作战能力.     

总体者，集大成也

对舰船总体设计片面的理解不利于舰船总体能力的提升。分析舰船总体的组成要素及分解原则和方法，指出舰船总体设计应以提升舰船能力为根本出发点，在综合能力、相互作用和空间集成三方面发挥顶层牵引作用，强化舰船总体层面一体化设计是历史发展的必然。     

水面舰船建筑造型设计述评

水面舰船建筑造型不仅关系着舰载设备的性能发挥,而且对舰船总体综合性能产生直接影响。提出了水面舰船建筑造型设计约束。通过对二战后三个特定时期典型水面舰船的功能、性能及造型协调处理分析,总结了水面舰船建筑造型设计发展的特点和趋势,给出了影响水面舰船建筑造型影响的主要因素。     

浅谈水面舰船电磁兼容设计研究

电磁兼容是目前世界各国都十分重视的技术问题。文中我国近几年在一些水面舰船的研制中，在电磁兼容方面所暴露出来的问题，重点是舰船电磁环境控制，电子设备相互干扰，舰船总体采取的措施，以及控制装船系统和设备的电磁兼容性能，最后就近期内舰船电磁兼容工作提出几点建议。     

总体者,集大成也

对舰船总体设计片面的理解不利于舰船总体能力的提升.分析舰船总体的组成要素及分解原则和方法,指出舰船总体设计应以提升舰船能力为根本出发点,在综合能力、相互作用和空间集成三方面发挥顶层牵引作用,强化舰船总体层面一体化设计是历史发展的必然.     

嵌入式系统的低能耗舰船电路设计

在嵌入式环境下进行舰船电路系统设计,提高舰船控制电路的集成性,提出一种基于DSP技术的低能耗舰船嵌入式系统电路设计方法,采用ADSP21160处理器为核心控制芯片,进行舰船电路的AD模块设计、控制单元设计、信号处理模块设计和通信模块设计,实现舰船的信息采集和数据处理及远程通信功能,在ARM嵌入式系统中进行舰船电路的集成开发,降低电路的能耗,提高电路的集成性和可靠性。测试结果表明,采用该方法进行舰船电路设计,电路的功率放大能力较好,信号处理能力较强,具有很好的电路稳定性。     

水面舰船研究设计自动化系统

介绍俄罗斯联邦国防部第一中央科学研究所研制的水面舰船研究设计自动化系统。该系统由两个在信息上互有联系的程序综合体构成。第一个综合体为水面舰船基本要素优化综合体，它包括战术块、技术块、经济块、优化块四个部分；第二个综合体为舰船方案技术上可行性论证综合体，是舰船装备组成优化模块的逻辑延伸。对使用综合体进行研究设计所涉及的原始信息、工作内容、工作顺序以及输出信息作了说明，并指出：研究设计自动化系统的发展方向是使系统以舰船的信息模型为基础，建立获得专家系统所需知识的方法以及模型化算法计算机模拟程序的通用化。     

水面舰船论证阶段船型方案多目标优化方法

为在水面舰船论证阶段有效开展船型优化选型,基于水面舰船船体参数化建模方法、CFD水面舰船航行性能快速预报技术、多目标优化技术等,建立水面舰船论证阶段船型方案多目标优化方法和流程.通过实例应用表明,该方法流程可有效支撑在该阶段开展船型方案的多目标优化工作.     

互联网环境下的舰船电气设备检修系统

目前舰船电气设备检修系统存在检修耗时长、电流不稳定等不足,基于此提出互联网环境下的舰船电气设备检修系统设计。首先,通过数据接入层、网络层和应用层对舰船电气设备检修系统的总体框架进行设计,然后,通过在数据接入层接入数据串口UHST0和UHST1,与网络层的MN420H519芯片进行连接,将芯片存储的数据通过发光二极管、计数器等传入状态显示模块和检修分析决策模块,实现对互联网环境下的舰船电气设备检修系统硬件设计;最后,通过节点算法完成系统软件设计,至此完成互联网环境下的舰船电气设备检修系统设计。实验结果表明,与传统的舰船电气设备检修系统相比,提出的舰船电气设备检修系统的检修耗时更短,电流的稳定性高。     

水面舰船航行性能MDO系统顶层设计研究

水面舰船航行性能设计是一个典型的多学科设计优化问题,适宜于采用基于系统工程思想的MDO创新设计理念和方法。文章首先分析了水面舰船航行性能设计领域开展MDO应用研究的重要意义,之后阐述了MDO概念内涵;制定了总体研究思路,确定了系统设计目标、技术指标及顶层设计技术方案,剖析了需要首先解决的若干关键技术,并给出关键技术的攻关建议。     

舰船总体多学科优化设计系统分解

舰船总体是一个复杂的大系统,具有层次多样性.按一定规则对舰船总体进行多学科设计优化（MDO）的系统分解是MDO的基础.分析舰船总体MDO的系统定义和舰船设计中各个对象、环节之间的耦合关系,以及典型系统对总体方案的影响因素;针对方案阶段舰船总体MDO,对舰船总体进行多学科的系统分解,确定舰船MDO的各系统（学科）,梳理出各子系统间的关系,提出舰船多学科的学科体系,构建系统间的耦合关系图.