波浪环境下潜艇近水面操纵特性仿真分析

为研究波浪环境下潜艇近水面的操纵特性特别是垂直面的深度控制问题,基于海勒莫公式和势流理论分别计算近水面一阶波浪力和二阶波浪力,以模型潜艇为研究对象,将波浪力计算模型融入潜艇垂直面非线性操纵运动方程,进而对波浪环境下潜艇近水面操纵运动特性进行仿真研究,分析潜艇在不同有义波高、航速和初始潜深条件下的垂直面潜浮运动响应规律和...     

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。     

潜艇操纵的控制方法研究进展

论述了潜艇操纵控制策略的发展的发展历史与现状,讨论了各种控制方法在潜艇操纵控制中的应用及存在的问题,并着重介绍了变结构控制这一控制策略在非线性,强耦合操纵对象中应用时的特点,此外,还对潜艇操纵控制策略的研究和发展作了展望。     

北极海域潜艇浮起操纵控制研究

针对潜艇在北极冰层覆盖或冰间湖海域浮起时的操纵控制，建立基于潜艇可浮海域垂向密度梯度实测数据的浮力模型和无航速浮起操纵模型，并开发了相应的操纵控制软件。以艇体姿态和垂向速度为目标，研究潜艇在北极海域的浮起操纵特性，获得北极海域典型垂向密度梯度条件下的潜艇浮起操纵控制方法。仿真试验表明：利用自身的操艇系统，潜艇能以可控方式在极地海域安全浮起，浮起惯性的有效控制是潜艇浮起操控有效性和安全性的关键因素。     

潜艇空间强机动操纵安全性仿真计算与分析

随着潜艇技术的发展,研究潜艇空间强机动的运动特性、操纵控制方法和战术运用,已成为提高潜艇作战能力和生存能力亟待解决的课题.依据潜艇操纵性理论,采用潜艇空间六自由度运动方程为仿真数学模型,对某型潜艇进行空间强机动时的操纵安全性进行了仿真分析,研究了潜艇强机动的操纵控制措施和方法.     

水下状态潜艇的静力学特性及其对操纵运动的影响

本文概括介绍了潜艇水下操纵常见的两类主要事故的由来与危害以及应急操纵的基本概念,论述了水下状态潜艇的流体静力学特性与升降舵的动力学特性,及它们对潜艇运动状态与应急挽回操纵的影响,揭示了潜艇水下操纵运动过程中纵倾与深度易变化、不稳定的力学上的根本原因,对提高潜艇操纵的安全性有重要指导作用。     

基于模糊控制的潜艇高压气自动控制研究

潜艇高压气使用具有不可逆和非线性,结合模糊控制基于语义描述和非线性的控制特点,综合潜艇操纵专家的操纵经验,设计潜艇高压气模糊控制器。仿真结果表明,潜艇损失浮力时,利用模糊控制器能有效精确地对潜艇高压气自动控制。     

潜艇抗沉辅助决策系统研究

潜艇抗沉辅助决策系统是提高潜艇损管指挥效能的有效途径。根据潜艇不沉性理论,结合潜艇不沉性的数学模型,针对潜艇水上和水下发生破损情况,建立辅助决策模型,给出了包括浮态、稳性、破损舱室灌注时间等信息的计算方法。基于潜艇水下抗沉要求,提出了高压气使用的优选方案和平衡艇体步骤,对潜艇抗沉训练、战场抢修和生命力保障提供了信息支持。     

潜艇X舵发展概况及其操纵控制特性分析

作为潜艇尾操纵面的一种发展趋势,X舵正在被越来越多的国家海军所接受。介绍了X舵在国外的发展概况,分析了它的操纵和控制特点,给出了X舵舵卡时的操纵措施。针对X舵操纵不直观这一现象,提出了X舵潜艇等效舵角转换装置设计思想,简化了X舵潜艇的操纵复杂度。通过仿真计算,比较了在舵面积相等的情况下X舵和十字舵的操纵特性     

利用潜艇研究模型研究操纵运动图

操纵限制图是一种将深度和航速相结合的图解描述法，运用该方法有助于出现破损或升降舵发生故障的潜艇恢复安全。论述了通过建立相关图表和限制来对运动轨迹进行预报的方法，介绍了已经开展的为改进数字模拟工具、物理模型试验和实艇测试三者之间的相关性研究工作，特别介绍了QinetiQ公司使用潜艇研究模型开展的研究工作。潜艇研究模型（SRM）已经被使用了十多年了，经过1999年的重大修改后，成为能力更强、更先进的研究工具。该模型为半自动化、需要最少的岸基支持，因而可以不受任何设施的约束，可以在30m深度进行操作，并能通过重装包覆再现一系列艇体外形与操纵面的布置。潜艇操纵自航模型为无风险测试艇体外形和控制方案提供了理想的平台。SRM可用于研究极限操纵运动以编制操纵限制图（MLD），而这些工作对于实艇试验而言是非常危险的。最后论述了潜艇升降舵卡舵事故的响应以及恢复安全的试验结果。     

潜艇舵卡和舱室进水情况下的安全性研究

在潜艇空间运动方程基础上,结合潜艇大功角操纵性水动力试验,考虑了大功角状态下的水动力系数项对潜艇状态的影响,建立了完整的潜艇应急挽回操纵模型和高压气吹除压载水舱模型。模拟了目标潜艇艉升降舵卡和潜艇不同部位破损进水典型事故,确定了不同事故情况和不同挽回方式下的深度和速度限制安全操纵运动图,并讨论了最佳操纵方案和限制线上潜艇状态特性。仿真结果表明,数值模拟能够较好的预报潜艇舵卡和进水情况下的性能,以及潜艇能成功挽回浮出水面的能力。     

舵型对潜艇操纵特性影响的仿真分析

本文介绍了X舵与十字舵的布局方式,并针对某型潜艇,在其尾操纵面分别为X形和十字形的情况下,编制了潜艇六自由度运动仿真程序,通过仿真分析,对X舵与十字舵在水平面和垂直面的操纵特性进行了综合比较,通过比较可以看出,无论是在垂直面还是水平面,X舵的舵效均高于十字舵,而且X舵能够有效控制潜艇水下高速回转时的横倾.从而得出结论:X舵的操纵性能均优于十字舵.     

潜艇出水稳性研究

本文通过对潜艇出水容积曲线和出水容积积分曲线的研究,分析了潜艇在出水过程中的受力情况和运动状态,建立了潜艇上层建筑非水密容积内水的流量方程式及其近似解法,并在此基础上推导出潜艇出水稳性的表达式,从而在理论上和计算方法上解决了潜艇出水稳性的计算问题。     

气浮结构的运动特性研究

文章通过理论分析和试验研究探讨了气浮结构的运动特性。按单自由度刚体弹簧体系建立了气浮结构的升沉和摇摆运动方程,进而求气浮结构运动的固有周期,并对气浮结构的运动特性进行了讨论分析。文中引进的气浮力折减系数ka体现了气浮体的恢复力刚度系数与普通浮体的差异,该参数对气浮体的浮态、稳性、运动特性都有很大的影响。理论分析和试验表明气体浮体的固有周期比相应实浮体的大。结合理论和试验,确定了气浮结构作升沉运动时附连水质量系数的取值。摇摆运动的附连水质量系数的确定较为复杂,还需作进一步的研究。     

船舶非线性横摇运动分析的Lyapunov特性指数法

将Lyapunov特性指数用于船舶非线性横摇运动稳定性分析,阐述了Lyapunov特性指数的计算方法.将Lyapunov特性指数作为船舶非线性运动混沌态的判据,给出了Lyapunov特性指数与船舶运动状态之间的关系,通过仿真试验验证了该算法的有效性,并进一步采用Lyapunov特性指数精确寻求船舶非线性横摇运动的阈值,分析了船舶非线性横摇运动的全局稳定性.     

船舶非线性动力学分析方法及工程应用

海洋环境作用下的船舶运动和稳性,是一个完整的非线性动力系统。在考虑海洋环境对船舶作用载荷的非线性和船舶运动固有的非线性响应特性方面,我国进行了大量研究工作,取得一系列创新的理论成果和应用成果。该文总结了基于非线性动力学理论开展船舶非线性运动响应和稳性的研究方法,揭示了船舶运动失稳、大幅运动响应直至倾覆全过程的非线性动力特性。重点介绍了规则波和不规则波中船舶参数横摇、骑浪/横甩等现象的非线性分析方法及主要研究结论。该文给出的非线性动力学方法与耐波性理论相结合的方法,为船舶运动和稳性研究提供了新的途径和方法。     

常规潜艇改装为潜水油船的技术途径

本文提出了一种将退役常规潜艇改装为潜水油船的总体技术方案，计算了该潜水油船方案的装载量、排水量、浮态及稳性、航速及续航力、人员编制等技术指标，并探讨了总布置、补给方式等技术措施。     

静载对潜艇操舵规律的影响分析

通过分析计算潜艇不同静载时作定常运动的平衡角，讨论得到静载对潜艇操纵规律的影响，所得到的结论对潜艇的操纵方式和设计有一定的指导意义。     

舰船舫态监测及预报系统研究

基于随机理论基础的研究方法，应用矩函数法求解随机风浪中舰船的非线性横摇响应，提出了风浪中舰船安全航行的动稳性简化指标，研究建立将理论研究成果与测量技术、数据处理、计算机应用相结合的舰船浮态、稳性监测系统数学模型，给出舰船态监测与预报系统设计方案。     

潜艇应急挽回过程中的安全界限研究

潜艇舱室进水后,应急挽回成功与否取决于破口大小、事故潜深、事故航速以及采取的应急挽回方式等。本文说明了潜艇安全限制线区域范围的确定方法。以某型潜艇为例,通过大量数值仿真制定出不同挽回操纵措施情况下能够成功挽回潜艇舱室进水事故的操纵安全界限,为潜艇操纵人员在遇到不同事故时采取应急处理程序提供科学的理论指导,并对采取准确的操纵挽回方案提供合理化建议。