潜艇应急上浮运动研究进展综述

本文综述了国内外潜艇应急上浮运动研究的发展状况,首先介绍了应急上浮运动数学模型构造,并重点阐述了水动力系数的研究进展,然后对潜艇应急上浮运动的预报方法进行了介绍,并对潜艇应急上浮运动稳定性研究和分析进行了简要的概括,最后对潜艇应急上浮运动研究今后的发展进行了展望。     

潜艇应急上浮稳性研究

通过对应急上浮运动及高压空气吹除主压载水舱规律的简化,给出了潜艇应急上浮运动方程.将上层建筑的背水量作为临时加载,推导出应急上浮稳性计算方法.将非定常势流理论用于应急上浮运动流场分析与水动力计算.考虑了非线性自由表面条件,在应急上浮运动中随时进行流场以及自由表面的运动计算,从而实现了应急上浮运动与流场的耦合求解.采用将艇体及自由表面划分成四边形单元的方法计算流场,用Adams方法计算自由表面运动和艇体上浮运动.文中给出了某潜艇应急上浮运动和稳性的算例,计算结果验证了方法的可靠性.     

潜艇应急上浮操纵与控制研究评述

  目的  潜艇应急上浮性能是潜艇生命力的一个重要方面,与潜艇的安全性密切相关。为了掌握潜艇应急上浮过程中的运动规律,  方法  通过建立带有上层建筑非水密区域及流水孔的潜艇结构模型,采用重叠网格方法离散计算域求解RANS方程获得潜艇受到的水动力,并联合六自由度运动方程对应急上浮时的运动姿态进行求解。  结果  得到了上浮过程中纵倾角、横倾角和横摇周期的变化情况,模拟出了潜艇零航速上浮时水下、出水及水面振荡全过程的运动姿态。  结论  研究成果可用于潜艇应急上浮的操纵与控制模拟,为潜艇总体性能设计提供技术支撑。     

基于体积力模型的潜艇应急上浮运动数值模拟分析

[目的]为了探索潜艇应急上浮运动的规律,基于体积力的螺旋桨简化模型,开展不同航速下潜艇的应急上浮运动数值模拟.[方法]对艇体水下定深直航、上浮以及上浮出水进行数值模拟,对比分析不同航速下潜艇上浮过程中艇的螺旋桨转速与航速的匹配,以及上浮运动时间和艇体姿态的变化.[结果]结果显示,随着螺旋桨转速的增大,潜艇获得稳定航速的...     

潜艇应急上浮非线性分析综述

潜艇在无法继续原有航行状态时需进行应急上浮,应急上浮是一个非线性运动,对其分析的关键在于对水动力系数进行分析,而水动力系数获取有实验与计算机仿真两种方式。潜艇应急上浮运动是非线性运动,运动过程可用非线性数学模型描述,合理选择和建立非线性数学模型对运动分析的准确性至关重要。     

潜艇水下运动稳定性非线性分析研究

应用非线性系统运动稳定性理论和同伦延拓数值计算方法,分析了潜艇水下运动的稳态响应及运动稳定性, 潜艇应急上浮运动稳定性实例分析结果通过其大攻角六自由度运动方程数值积分的动态仿真进行了验证,表明稳定性分析结果是正确的。从而说明了采用同伦延拓法分析潜艇水下运动稳定性是有效的。     

潜艇上浮力学分析与数值模拟综述

无论是常规潜艇还是核潜艇都会进行上浮运动,潜艇主艇体截面近似为椭圆,尾翼近似为矩形平板,因此上浮过程最终可以看做是椭圆截面绕流和平板绕流力学问题。在上浮至水平面处时,应采取水下数值模拟方法对问题进行分析,同时应考虑自由液面问题对水下数值模拟方法的影响,因此自由边界的数值方法对应急上浮运动研究也是至关重要的。     

潜艇带固有初始横倾应急上浮安全性研究

通过理论分析和非常规水动力模型试验的方法,研究潜艇带固有初始横倾应急上浮的安全性.通过分析、换算,对实船带横倾上浮状况进行预报,并进行了实船试验验证.提出的研究途径及试验方法,可有效应用于潜艇应急上浮安全包络的实际工程预报.     

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。     

潜艇大攻角操纵运动预报

舱室破损进水是造成潜艇失事的主要险情之一.文中针对潜艇首部破损进水并采取应急吹除上浮时出现的大攻角运动状态,建立了潜艇大攻角操纵运动数学模型.通过数学模型中有、无考虑大攻角水动力修正的两种形式,对潜艇首部舱室破损进水的挽回操纵进行了仿真预报比较.仿真结果表明,潜艇在大攻角状态下的操纵运动预报,数学模型中考虑了大攻角水动力修正后的预报更加合理.而且,在潜艇舱室破损进水采取应急吹除挽回时,需要重点关注升降舵对纵倾的控制.     

潜艇损管应急操纵的运动仿真

利用航行训练模拟研究了破损进水对潜艇水下运动状态的影响，建立了与破损进水和应急处理相应的数学模型，模拟了潜艇发生破损时采用应急措施后艇体的运动状态。仿真结果对于实艇抗沉操纵有一定指导意义。     

潜艇应急救生通信现状及发展趋势

潜艇在水下航行时,由于海底和潜艇自身错综复杂的情况,一旦遇到突发险情,往往遭到严重破坏,直接威胁艇上人员生命安全。为高效开展对潜应急救援,需要潜艇配备强有力的应急救生通信手段作为保障。首先分析现有潜艇应急救生通信手段和装备现状,目前潜艇主要依靠应急救生浮标实现对外遇险报警通信,依靠声力电话实现内部应急救生通信。然后通过分析现有手段的不足,结合潜艇遇险救生通信需求,提出潜艇应急救生通信设备未来发展趋势。     

气囊技术用于潜艇应急上浮方案探讨

从潜艇在军事和国防中的重要地位出发,结合潜艇发展史上出现的重大事故,简要介绍了国内外潜艇救生技术的现状和发展趋势,创新性地提出了气囊技术用于潜艇应急上浮方案的设想,并对该方案的组成、工作过程及主要参数计算做了重点阐述.以某救生艇为例建立了潜艇上浮的模型,计算该艇从水下600 m上浮至水面的时间,充分展现了气囊方案的优越性.与潜艇传统的压载水系统做了比较,指出了各自的优缺点.提出了本方案具体实施所需的关键技术及今后研究工作的重点.     

基于数值操纵水池的潜艇倒航操纵性研究评述

潜艇倒航操纵性研究是潜艇操纵性领域的难点问题。在调研和查阅了大量文献资料的基础上,综述了国内外潜艇倒航操纵性研究的发展概况,着重对潜艇倒航操纵运动数学模型、基于 CFD的数值操纵水池技术和潜艇倒航运动操纵性能分析方法等方面存在的问题进行讨论,分析了基于数值操纵水池的潜艇倒航操纵性研究的可行性,提出了基于数值操纵水池的潜艇倒航操纵性研究的基本方法、需要解决的重点问题及关键技术。     

潜艇液压舵机模糊逻辑控制方法

  目的  针对不同工况、复杂环境下的潜艇运动控制进行研究,解决高性能潜艇的实际控制问题并将其运用于搭建实际液压控制平台。  方法  以潜艇垂直面运动为重点,设计垂直面上纵倾和深度模型的解耦控制。基于泵控液压舵机模型和潜艇垂直面运动数学模型,运用快速终端滑模控制算法,通过仿真和试验对系统进行分析。  结果  结合液压系统模型与非线性控制算法的研究论证了该系统在潜艇垂直面运动控制上的鲁棒性与可靠性。与此同时,对液压舵机滞后、振荡性进行的仿真及试验分析,也表明系统可有效降低滑模变结构控制带来的抖振问题。  结论  该系统在模拟研究潜艇的控制特性问题方面具有工程应用价值。