潜艇水下抗爆炸冲击及防护方法探讨

潜艇在海战中不可避免地要受到来自鱼雷、水雷、导弹以及深水炸弹等水中兵器的打击,因此潜艇水下抗爆炸冲击问题一直备受关注,同时提高潜艇水下抗爆炸冲击能力也是提升潜艇生命力的一个重要方面.综述了潜艇抗爆的研究现状及采用的常用抗爆方法,提出了3种最新的研究方法,重点分析了气泡帷幕衰减水中冲击波的理论机理和实验研究成果,为潜艇抗爆炸冲击提供了行之有效的研究思路.     

深水爆炸载荷及对潜艇结构毁伤研究进展

深水爆炸载荷及对潜艇结构的毁伤研究可以为反潜武器的高效毁伤和潜艇结构的安全性提供必要支撑.长期以来,研究人员在水下爆炸领域取得了巨大的进展,但研究成果大多基于浅水模型,深水爆炸领域仍存在许多问题有待研究.本文从实验研究和数值模拟2个方面综述深水爆炸领域的国内外研究进展,报告深水爆炸实验技术和数值模拟技术研究现状,总结水深对水下爆炸冲击波、气泡载荷特性和潜艇结构毁伤特性的影响规律,对该领域有待研究的问题进行展望.     

UUV与潜艇协同作战模式及关键技术

潜艇的隐蔽性是其威慑力关键所在,这也导致其信息保障较为匮乏,对战场态势的掌控能力有限。结合潜艇的典型运用模式,阐述了水下行动面临的主要问题。基于潜艇和UUV的技战术特点和未来水下战场环境的复杂性,构建、研究UUV与潜艇协同的攻防体系和典型作战模式。最后,围绕潜艇指挥控制、水声通信、组网协同和UUV技术等方面,对相关技术进行了系统研究和论述。     

潜艇水下悬停运动控制仿真研究

为了探明潜艇水下悬停控制系统的工作原理,为其工程设计提供初步的理论基础,对潜艇水下悬停实际操纵运动情况进行分析,找出了造成潜艇悬停深度不稳定的主要原因。然后分析了潜艇悬停运动的特征,由此建立了潜艇水下悬停运动的数学模型及干扰力计算模型,并对潜艇水下悬停运动的控制进行了仿真研究。数值仿真结果表明,与手动控制潜艇悬停相比,自动控制潜艇悬停能更好地控制潜艇深度。     

基于RBF径向基网络的潜艇水下悬停控制

潜艇水下悬停是指潜艇在水下无航速时深度的保持和变动。它是一个非线性过程,随潜艇状态及航行环境的不同而有很大变化,传统控制方法缺乏自适应能力从而影响了控制效果。本文简要论述了潜艇水下悬停的概念及对潜艇的意义,研究分析了潜艇水下悬停运动的数学模型及干扰力数学模型,将RBF径向基网络控制技术引入潜艇水下悬停过程,通过仿真证明RBF径向基网络控制与传统的控制方式相比有优势。     

水下运输潜艇

第二次世界大战期间,鉴于盟军运输舰艇在大洋上被德军潜艇累累击沉,美国海军决定用潜艇从水下运送兵力和物资,于1944年将一艘老式作战艇改装成水下运输潜艇,取名为“海狮”号,这便是世界上最早的运输潜艇。 由于水下运输潜艇活动隐蔽,有攻其不备、出奇制胜之效,且水下运输不受气象和水文等条件的影响,在登陆作战中能够增加登陆成功的可能性,因此,水下运输潜艇出现之后,立即引起了人们的极大关注。1958年,美国正式建造了世界上第一艘水下运输潜艇“灰鲸”号。“灰鲸”号在     

远场爆炸潜艇典型舱段冲击响应

应用Autodyn有限元计算程序,建立潜艇典型舱段在1 000 kg TNT当量装药水下爆炸,潜艇壳体距爆炸中心30 m,60 m,120 m,180 m四种工况条件下的潜艇壳体损伤及潜艇典型位置冲击环境。计算结果表明,远场爆炸条件下,潜艇壳体迎爆面一般不会出现塑性损伤,潜艇舱室隔板是应力最大的部位。30 m,60 m,120 m,180 m四种工况条件下,潜艇典型位置的速度响应峰值分别为6.5 m/s,4.5 m/s,1.6 m/s和1.0 m/s。     

潜艇水下旋回操纵运动特性仿真研究

潜艇水下旋回运动既是潜艇一种重要的战术机动形式,也是潜艇定深直航、变深潜浮和转向机动3种最基本、最重要的运动方式之一。在对潜艇水下旋回运动特别是水下旋回对潜艇垂直面运动和横滚面运动影响进行理论分析的基础上,结合潜艇水下旋回操纵运动数学模型,编制潜艇水下旋回操纵仿真程序,分别对不同航速条件下潜艇水下旋回操纵运动进行仿真。通过理论分析和仿真研究,得出潜艇水下旋回时航速、横倾角的变化规律和艇重尾重的操纵特性,并针对潜艇水下旋回的特点提出了相应的操纵建议。     

潜艇艉升降舵卡舵事故的抗沉技术

本文论述了潜艇在水下发生升降舵卡下潜舵事故对艇造成的危害和对抗事故的挽回措施，探讨了提高潜艇对艉升降舵卡下潜舵事故挽回能力的措施及其效果。这些措施对提高现代潜艇的生存能力有重要作用。     

潜艇艇体结构生命力评估体系研究

概述了现有潜艇结构生命力评估方法并讨论了其中存在的缺陷,提出了一个以等损伤面概念为核心的潜艇结构在水下爆炸载荷作用下的生命力评估体系,阐述了具体实施步骤并分析了该评估体系的优点.     

从潜艇潜望镜到潜艇成像系统的新概念

提出了潜艇成像的全新概念。现代潜艇的获取外部图像信息的方式不再局限于潜艇潜望镜和光电桅杆，而是通过空中、水上和水下三维方式的多种成像传感器实时地向潜艇指挥员提供艇外图像信息。通过这种潜艇成像系统提供的全方位信息，这就大大提高了潜艇的作战能力同时也增强了潜艇的隐蔽性。潜艇成像系统是由8种成像子系统组成的。分别对8种成像子系统的技术现状做了简要的分析。     

潜艇悬停运动模糊控制

潜艇水下悬停是指潜艇在水下无航速时深度保持和变动,它是一个复杂的非线性过程。传统的控制方法缺乏自适应能力,影响了控制效果。模糊控制能够很好地解决上述问题。本文从模糊控制原理出发,确定悬停控制的模糊控制器结构,根据典型的阶跃响应指定了潜艇悬停的模糊规则,采用Simulink完成自抗扰微分器的程序设计。通过对2种典型工况进行仿真,表明模糊控制器能在潜艇定深悬停中起到很好的控制效果,并具有超调量小、调整时间短及鲁棒性好的优点。     

潜艇舱室破损时的定深操纵运动仿真分析

潜艇水下发生舱室破损事故后,操纵潜艇使其在某一较浅深度定深航行是一种非常重要的动力抗沉手段,对保持潜艇的水下隐蔽性意义重大。基于潜艇垂直面运动非线性方程,对潜艇首、中、尾部舱室分别发生破损时的定深操纵运动进行仿真,分析潜艇在上浮及保持深度过程中的运动特性,并提出相应的高压气应急使用方法。     

潜艇弹、刚性连接平台静动态响应分析

首先利用ANSYS程序分析了潜艇内部弹、刚性连接平台在受到静载荷和谐响应激励作用下的响应，然后利用LS-DYNA对潜艇典型舱段在受到水下近场爆炸冲击作用时弹、刚性连接平台的响应进行了研究，并进行了弹、刚性连接平台的静动态响应对比分析。     

潜艇AIP作战使用需求分析

潜艇的作战效能与保持潜航和不被探测的能力紧密相关，为了提高隐蔽性，增加水下续航力，研究了一种不依赖空气的推进系统（AIP）。它包括闭式循环柴油机、燃料电池、低功率核反应堆和斯特林发动机等。潜艇第一代混合动力装置一般采用在原型潜艇上添加一个容纳整套AIP系统的加舱来实现。本文从潜艇作战需求出发，对常规潜艇的AIP系统提出了作战使用要求，并对配装于其加舱中的各型电池组数进行了定量分析。     

潜艇流体动力学数值建模研究

潜艇作为海军的重要舰种,具有良好的机动性、隐蔽性和攻击性,是衡量一个国家海上军事实力的重要标志,也是现代化海上战争的重要战略力量。潜艇的三维结构复杂,其尾翼和指挥台的流体动力学特性不稳定,往往会造成潜艇的振动和噪声等负面影响。因此,研究潜艇的流体动力学特性,并在此基础上设计和改进潜艇的机械结构是研究的热点。本研究建立了潜艇的水下运动函数模型,并利用流体力学解析软件Fluent进行潜艇的流体力学数值建模和仿真,对减小潜艇的水下阻力和噪声,提高流体力学性能有一定的指导作用。     

水下杀手皮动潜艇

潜艇素有“水下杀手”的美称。但是,随着反潜技术特别是水下声纳即水下搜索网技术的日益提高,潜艇的水下隐蔽性日渐丧失。为此,科学家们为潜艇技术作出了许多大胆的设想,皮动潜艇正是众多设想中最有效的一种。 据《今日美国报》透露,美国海军正在研制这种新型潜艇。萌生制     

潜艇辐射噪声水平指向性测量方法

当前潜艇水下辐射噪声测试主要还是以水声测量技术为主要手段。本文探讨了1种新的测量潜艇水下辐射噪声水平指向性的方法,思路新颖,简单实用,工程可行性强,能全面准确地获得潜艇辐射噪声在单频和频带内的水平指向性。通过测量分析潜艇水下辐射噪声的指向性,能深刻理解潜艇水下辐射噪声场空间分布的规律,初步判定潜艇辐射噪声源的部位及其频率特性,为潜艇声隐身技术的发展和水中兵器的研制提供科学依据和有利支撑。     

潜艇水下发射导弹运动建模及操纵控制仿真

潜艇在水下发射导弹瞬间受到巨大的发射反冲力和复杂的水动力作用,平衡状态受到破坏。而连续发射又要求潜艇必须在规定时间内恢复到发射导弹允许的深度和姿态,这对潜艇的操纵控制提出了很高要求。在分析导弹潜艇发射阶段受到的静力、艇体水动力和复杂激变力的基础上,结合潜艇空间运动方程,建立用于仿真的潜艇水下发射导弹操纵运动数学模型。在此基础上,编制潜艇水下发射导弹仿真试验平台,分别对潜艇水下导弹单独发射和导弹齐射时的运动过程进行仿真。通过大量的仿真分析,对潜艇水下发射导弹阶段特别是导弹齐射时可能采用的操纵方式作了定性探索。     

潜艇的"水下呼吸器"-AIP系统

潜艇,一种令人生畏的“沉默杀手”。两次世界大战中的出色战绩,让潜艇成为与航空母舰并驾齐驱的海战利器。潜艇最大的优势在于深藏水下的隐蔽性,不过潜艇只能短时间地躲在水里,需要经常回到水面上。而核动力的出现使潜艇拥有了几乎无限的水下续航能力,但占据全世界潜艇总数90％的常规动力潜艇的情况并未得到改善,直到AIP系统的问世。