国外光电桅杆设计特色分析

系统分析美国、英国、俄罗斯等国在光电桅杆设计方面的特色。这些设计方面的成功实例，正是值得我们借鉴的，而目前国内对此论述和研究尚少。笔者通过对国外光电桅杆技术的跟踪研究，对国外光电桅杆技术的设计优点进行了系统分析，对国内的光电桅杆设计与研究也会有所启示。     

从传统潜艇潜望镜到光电桅杆(Ⅰ):国外光电桅杆发展与评述

本系列论文主要阐述了从潜望镜到光电桅杆发展的原因和趋势,提出了我们的看法,为发展我国的光电桅杆“呜锣开道”。其中（１）阐述了从传统潜望镜到光电桅杆发展的原因、光电桅杆的优势、国外光电桅杆发展的特点和趋势分析;（２）从现代潜艇与反潜战的角度剖析了对光电桅杆的需求;（Ⅲ）进一步阐述了光电桅杆的发展与几个认识问题的辨证关系,以期进一步说明发展研制光电桅杆的必要性和重要意义。     

面向21世纪的潜艇光电桅杆

叙述潜艇光电桅杆的工作原理及技术特点，介绍几种面向２１世纪的光电桅杆当前的研制状况。     

俄罗斯的潜艇潜望镜和光电桅杆

对俄罗斯的潜望镜制造厂商作了扼要介绍，并对几种潜艇潜望镜和光电桅杆进行了较深入地叙述，同时给出了有关的性能指标。     

光电桅杆转动密封的泄漏量计算及其控制方法

光电桅杆的转动密封技术是潜艇光电桅杆必须解决的关键技术之一，光电桅杆的转动密封对泄漏量要求极其严格，而泄漏量是光电构桅杆最重要的总体性能参数之一，本文首先分析一光电桅杆对转动密封的特殊要求，通过对泄漏量的理论分析计算，提出改善光电桅杆转动密封性能的途径。     

国外潜望镜和光电桅杆观察窗的选型分析

对潜望镜和光电桅杆使用平面窗和球面窗的利弊进行分析和比较，并对国外公开的各种典型的潜望镜和光电桅杆使用的窗口和俯仰角之间的关系进行列表分析和比较，对今后的观察窗口的选择趋势进行预测。     

俄罗斯PARUS-98潜望镜系统综述(续二)

对俄罗斯PARUS-98E光电桅杆的基本性能、光学系统原理和瞄准线稳定和控制作了深入说明。叙述了与PARUS-98E潜望镜系统有关的电机和测角解算器的性能和数据。最后对PARUS-98E光电桅杆的设计特点进行了分析。     

光电桅杆——非穿透式潜望镜系统

光电桅杆作为非穿透式潜望镜系统，是一种新型的美国海军潜艇系统，该系统具有向操作者提供不断收集信息的能力以及强大的图像处理、增强和显示能力，大大提高了潜艇的作战性能。该系统由光电传感器、高速图像处理器、对人眼安全的激光测距仪、电子支援措施和预警天线构成。操作者通过有专用控制装置的舱内工作台控制该系统，其图像和状态信息显示在工作台上的显示屏上。在“弗吉尼亚”级潜艇上，光电桅杆同潜艇其他系统的接口通过电气结构连接。总结了光电桅杆系统的设计经验、系统构造及其作战能力、性能特征，同时提出了光电桅杆系统近年来的一些海上航行的经验教训，为未来的光电桅杆系统平台升级提供参考。     

光电桅杆视频测距

本文综合应用ＣＣＤ电视摄像、计算机及图像处理技术，对光电桅杆视频测距系统的原理及对影响测距精度的各项误差因素进行了讨论与分析，提出了对仪器系统误差进行补偿的办法。     

计算机控制的光电桅杆瞄准线稳定与跟踪系统

本文主要对使用计算机补偿光电桅杆因潜艇摇摆所引起的图象运动进行了讨论。利用矢量光学理论建立了瞄准线稳定和目标跟踪的数学模型，并给出了系统组成框图。研究表明，采用计算机控制光电探测头棱镜俯仰和方位的回转，能达到稳定瞄准线和跟踪目标的目的。     

空中爆炸下舰船桅杆结构动态响应的数值模拟

对某舰的桅杆结构及相关甲板,用Lagrange单元进行模拟,桅杆周围的空气用Euler单元进行模拟,Lagrange单元和Euler单元耦合界面采用一般耦合方法.运用动力有限元软件MSC/DYTRAN进行计算,欧拉方程求解时使用具有二阶精度的Roe求解器,用MSC/PATRAN进行前后处理,模拟了桅杆结构在空中爆炸下的全过程.从计算结果可以得到爆炸冲击波的传播过程,桅杆结构中各点的加速度、速度、位移、应力响应.分析爆炸冲击波的比冲量及靠近桅杆结构的冲击波峰值压力表明本文计算结果是合理的;计算中考虑了流固耦合效应,模拟出了冲击波的反射和绕流,更加接近实际情况.因此文中的研究,对桅杆抗爆设计具有一定的参考价值.     

空中爆炸下舰船桅杆结构变形及破裂的数值模拟

对某舰的桅杆结构及相关甲板，用Lagrange单元进行模拟，桅杆周围、内部的空气用Euler单元进行模拟，Lagrange单元和Euler单元耦合界面采用一般耦合方法。运用动力有限元软件MSC／DYTRAN中的多欧拉-拉格朗日耦合方法，欧拉方程求解时使用具有二阶精度的Roe求解器，用MSC／PATRAN进行前后处理，模拟出了桅杆结构在空中爆炸作用下的变形及破裂。在破口处，冲击波传入桅杆内部，使内部空气压力发生变化。数值分析表明，应变率对结构非线性变形影响较大，计算中应当予以考虑。     

隐身桅杆与主船体耦合RCS特性研究

隐身桅杆技术是舰船隐身技术发展的重要方向之一,影响隐身桅杆RCS的因素很多,其中,隐身桅杆与主船体间的耦合直接影响RCS的考核结果。首次提出了隐身桅杆与主船体耦合RCS相对增加量的概念,并用以表征其与主船体的耦合特性。采用基于矩量法理论分析桅杆与主船体的耦合影响,研究结果可应用于隐身桅杆RCS综合评价。     

综合集成桅杆的简化研究

针对缩尺模型制作,利用Patran软件对实船桅杆原型和简化后的模型进行数值仿真,从振动和结构刚度两个方面与桅杆原型对比,依次考虑01甲板下横舱壁、围住桅杆的各分层甲板以及分层甲板之间舱室隔板的影响,结果表明,各分层甲板以及分层甲板之间的舱室隔板对桅杆的结构性能影响较大。考虑缩尺模型制作焊接局限,对分层甲板之间的舱室隔板进行等效简化,简化后的模型与桅杆原型吻合较好。     

基于双缩尺比的桅杆振动研究

考虑桅杆缩尺模型制作需要兼顾几何高度和板厚两个因素,采用双缩尺比对桅杆缩尺模型进行设计,根据桅杆的相似理论推导了双缩尺比的可行性,基于patran软件建立桅杆原型和缩尺模型的有限元模型进行仿真计算,对比二者的模态频率、振型和振动规律,结果基本符合相似理论的推论,验证了基于双缩尺比桅杆模型设计的科学性与可行性。     

潜艇桅杆通信天线发展研究

桅杆类通信天线是潜艇通信天线的一种重要形式,作为潜艇通信系统的重要组成部分,是潜艇在潜望状态实现对外通信功能的关键。本文从配置、功能、性能等方面对外军常规潜艇和核潜艇桅杆类通信天线进行分析,研究提出外军潜艇桅杆类通信天线尤其是多功能通信桅杆天线的发展趋势。     

复合材料帆船桅杆强度可靠性分析

针对帆船桅杆失效事件,基于船舶领域可靠度理论,对复合材料帆船桅杆的可靠度进行计算。建立复合材料帆船桅杆的有限元模型,对某一铺层方案进行强度校核。基于可靠性理论,采用JC法和Matlab软件对复合材料帆船桅杆的强度可靠性进行分析,最终得到复合材料桅杆的可靠性指标。该研究能避免传统强度校核采用的确定性方法不能保证结构每个位置在一定概率下都是安全的缺点,对复合材料桅杆的结构可靠性研究具有一定的参考价值。     

风载作用下综合集成桅杆动态特性实验研究

综合集成桅杆采用复合材料层合板制造,在风载下的动力性能相比传统桅杆有很大改变.通过水池拖曳实验模拟桅杆受风载时的动力特性,测试压力和加速度等动态响应,分析复合材料层合板的力学特性,并与数值计算结果进行对比分析.结果表明:综合集成桅杆在迎风时的动力响应最大;桅杆复合材料层合板的实验值和计算值吻合良好,其应力值和位移值随载荷的增加呈线性变化,桅杆在流体中运动时不会发生共振.     

应用TRIZ理论解决雷达桅结构振动问题研究

雷达桅是各类海上航行船舶必备的舾装件之一。船舶防泥沙压载舱使上层建筑增高,致使桅杆的高度增加以满足盲区要求,进而使雷达桅自身结构变得细高,增加了振动风险。本文基于发明问题解决理论的思想和方法,对雷达桅结构振动问题展开分析,利用系统功能分析、技术矛盾分析等工具提出雷达桅结构优化方案,并通过数值仿真进行验证。     

特种筒形桅杆风压试验

锥形筒形桅杆是一种新型桅杆 ,由于其结构的特点 ,风载可能对它产生较大的威胁。通过四面锥状筒型桅杆的风洞试验 ,研究了桅杆模型在不同风向下 ,在雷诺数 1 .7× 1 0 5 Re 7.8× 1 0 5的范围中 ,其周向与轴向的表面压力分布 ,给出了桅杆模型表面压力系数沿周向与轴向的变化规律 ,并作了分析 ,阐明了其与风向、雷诺数之间的关系。通过桅杆模型表面压力的周向积分 ,得到了模型的升力与阻力 ,导出升力系数与阻力系数 ,并分析了二者随雷诺数及风向的变化规律。试验分析结果表明 :压力系数沿轴向的分布不均匀 ,靠近桅杆模型的中间部位 ,压力系数较大 ;在桅杆模型的两端 ,压力系数较小。压力系数沿周向的分布与风向有关 ,在迎风面上 ,压力系数最大 ,在背风面上 ,压力系数最小。升力系数与阻力系数也与风向密切相关 ,并且随着风向的变化 ,有较大的变化。在筒型桅杆设计中 ,应充分考虑到风向变化所引起的风载变化。