拖曳声呐对舰运动性能的影响研究

拖曳声纳工作进,拖体的拖后距离、工作深度与载舰的航速及拖缆的长度有关。笔者通过对拖体、拖缆的水动力计算,得出了舰作变减速运动时浸润缆长的安全值,并与实船测量数据进行比较,检验了这些安全值的安全性;通过实船测量研究了载船回转时拖体的运动状态,研究结果对舰的操纵具有指导意义。     

拖曳声纳与舰船运动性能影响研究概述

本文的主要目的是概述海上拖曳系统的一般模型，本模型既包含拖体也包含拖缆和拖船。拖体处理为六自由度运动刚体模型。拖缆处理为空间三维非均质系统。拖船则处理为四自由度(进退、横移、偏航、横倾)非线性操纵运动。模型完全是一般的，可以在直角坐标系下预报拖曳系统三维操纵运动性能。包括进行直航和逼转拖曳运动模拟。     

海流对声纳目标定位精度影响分析

侧扫声纳在海洋工程等各方面都有广泛的应用,实际工作中经常采用拖曳方式作业,由于海洋环境的特殊性,风流对拖体的水中姿态有明显的影响,声纳测量和显示的是从拖曳载体到反射物体的距离,反射物体的实际位置依据拖体的水平姿态特性,所以其定位精度受海流等各方面影响较大。根据海洋调查侧扫声纳定位的基本原理和声纳工作的主要参考技术指标,分析对海流声纳探测目标定位精度影响,提出削弱海流影响的主要方法。     

变深声纳拖曳装置发展中的几个问题

声纳系统是海军的重要装备,也是最基本、最重要的反潜探测设备。舰用反潜声纳是海军水声设备中用得最多的探测设备。在舰用反潜声纳(主动/被动)中,有基阵安装在舰壳的舰壳声纳和声纳基阵在拖曳电缆末端的鱼形拖体内的变深声纳(VDS)两类。舰壳声纳是早期反潜用的声纳,它具有较强的机动探测能力等优点,但这种声纳也有很多缺点,最严重的是工作时     

电子罗盘在水下拖体的应用

电子罗盘正广泛应用于各类导航和精确定位系统中,作为水下探测装置的水下拖体,在海洋科学研究领域中的应用也日益广泛.结合水下拖体的设计介绍了PNI公司TCM3三维电子罗盘的特性,详细说明了利用TCM3实现对水下拖体姿态的实时监测以及参数的读取控制.通过浅地层剖面仪系统中TCM3的应用,体现了电子罗盘在水下拖体中的实用性.     

拖线阵目标左/右舷分辨技术研究(Ⅱ)——噪声相关性模型

本文给出了利用三元水听器组实现拖线阵目标左右舷分辨的噪声相关性模型,进行了理论分析和计算,通过对实验数据的处理和分析,验证了理论计算的结果,并将处理算法扩展到宽带情况。研究结果表明基于噪声相关性模型的三元水听器组是能够进行左右舷分辨的,并且算法简单,易于工程实现。     

合成孔径声纳新进展

主要介绍低频宽带合成孔径声纳(SAS)湖上动态实验情况,研究SAS的关键技术。这是国内首次SAS动态湖上试验。探测沉底目标,并对目标轮廓进行描绘。用简易装置测量拖体的姿态,解算运动轨迹,并进行运动补偿实验研究。介绍了多基地方法来抗湖底混响的实验情况。其中有些关键技术已经与国际先进水平同步研究。实验结果表明,经过SAS处理后,对沉底目标更为清晰地成像。     

拖缆涡激振动的试验研究

为了解圆柱型声纳阵拖缆在水下拖曳时，由于尾流中发放旋涡激起的涡激振动情况和有关规律，作者进行了试验研究分析。论文概述了试验模型设计、试验条件工况及测试分析系统，在理论分析的基础上，对涡激振动诸多因素（斯特劳赫尔数、雷诺数Ｒｅ、拖速、缆的倾角和导流方式）进行了专门分析，得到了它们之间相互影响的规律曲线和比较结果。这些试验数据和分析结果对进一步开展该类课题的研究，对声纳阵拖缆的设计，提供了技术依据。     

玻璃钢浮标拖体结构强度及稳定性分析

在Donnell理论的分析基础上,结合有限元软件分析了某型玻璃钢浮标拖体的结构强度和稳定性.首先,采用Donnell理论分析了经简化处理的拖体主体的稳定性,以此建立选择壳体参数的理论依据.接着,采用ANSYS软件对浮标拖体结构进行了一系列方案计算.综合考虑重量、强度和稳定性三个因素,分别变化了材料铺层方式、壳体厚度以及肋骨尺寸等参数,最终得到了符合设计要求的结构形式.     

玻璃钢浮标拖体结构强度及稳定性分析

在Donnell理论的分析基础上，结合有限元软件分析了某型玻璃钢浮标拖体的结构强度和稳定性。首先，采用Donnell理论分析了经简化处理的拖体主体的稳定性，以此建立选择壳体参数的理论依据。接着，采用ANSYS软件对浮标拖体结构进行了一系列方案计算。综合考虑重量、强度和稳定性三个因素，分别变化了材料铺层方式、壳体厚度以及肋骨尺寸等参数，最终得到了符合设计要求的结构形式。     

深海拖曳系统自稳定二级拖体姿态控制研究

二级深拖系统具有可控性强、母船扰动弱等优点,是重要的海洋探测平台。在实际工作中,二级拖体姿态稳定是保证探测数据准确的基本前提。本文以具有自主调节功能的二级拖体为例,对其姿态控制进行研究。首先建立了二级拖缆的“弹簧——阻尼”模型,并在此基础上建立了二级深拖系统的数学模型。其次根据该系统具有非线性、时变性等特点,设计了具有参数自修正功能的模糊自适应PID控制器,以实现在不同工况下对二级拖体的姿态进行控制。仿真结果表明,未加载控制器时,海况变化对拖体姿态有显著影响,其俯仰角和横滚角均会发生大范围波动。加载模糊自适应PID控制器后,拖体通过自主调节,能够使姿态波动控制在较小范围,从而满足工作要求,验证了拖缆数学模型的正确性和所采用的控制方法的可行性。     

二级深拖系统的回转运动特性

相对于一级深拖系统,二级深拖系统具有良好升沉补偿功能,并且较易对拖体进行定深或定高控制。在实际工作中,母船经常需要根据探测情进行回转机动。为了研究母船回转过程中拖体运动规律和拖缆构形的变化情况,采用凝集质量法建立了二级深拖系统的数学模型,计算分析了母船不同回转参数下拖体运动状态的变化规律,得到了拖缆的瞬态和稳态构形图。仿真结果表明,在360°稳态回转和360°单圈回转条件下,母船回转半径、拖曳速度均对一级拖体和二级拖体的深度变化以及稳态特性有显著影响。母船小半径大速度回转时,两级拖体的回转半径和深度变化较大,应予以特别关注。     

水下拖体运动特性及计算法

拖体为满足所要求的性能，必须研究在一定拖曳特性，同时采用流体力学理论并确定准静计算法，动态计算法以及拖体的运动方程，此外还必须推算出有关的流体力系数，在此基础上，才能实现拖体系系统的良好设计。     

拖曳系统运动传递计算

由母船、拖缆和拖体构成的拖曳系统,在拖航作业中,母船受风浪扰动发生升沉和纵摇运动,水面扰动沿缆传递至拖体,影响探测设备性能。文中研究的合理简化的母船波浪运动预报模型、结合已有的拖缆动力学计算模型耦合拖体空间运动模型,构造衔接条件和转换关系式,建立较为完整的水下拖曳系统运动传递模型。编制相应计算程序,计算了二段式拖曳方式对扰动的传递,归纳其扰动传递特性。表明该模型可应用于拖曳运动稳定的设计分析。     

深海拖曳系统自稳定二级拖体姿态控制研究

以具有自主调节功能的二级拖体为例,对其姿态控制进行研究。首先,建立二级拖缆的弹簧-阻尼模型,并在此基础上建立二级深拖系统的数学模型;其次,根据该系统具有非线性和时变性等特点,设计具有参数自修正功能的模糊自适应PID控制器,以实现在不同工况下对二级拖体的姿态进行控制。仿真结果表明:未加载控制器时,海况变化对拖体姿态有显著影响,其俯仰角和横滚角均会发生大范围波动;而加载模糊自适应PID控制器后,拖体通过自主调节能够将姿态波动控制在较小范围,从而满足工作要求,验证了拖缆数学模型的正确性和所采用控制方法的可行性。     

二级深拖系统的回转运动特性

为了研究母船回转过程中拖体运动规律和拖缆构形的变化情况,采用凝集质量法建立二级深拖系统数学模型,计算分析母船不同回转参数下拖体运动状态的变化规律,得到拖缆的瞬态和稳态构形图。仿真结果表明,在360°稳态回转和360°单圈回转条件下,母船回转半径和拖曳速度均对一级拖体和二级拖体的深度变化及稳态特性有显著影响。母船小半径、大速度回转时,两级拖体的回转半径和深度变化较大,应予以特别关注。     

拖船回转机动状态下的拖缆暂态分析

拖船直拖到稳态定长回转过程中的拖缆暂态已有研究。对于大半径的拖船回转,Chapman大半径定长回转解法[1],假定拖体轨迹与拖体深度是单调指数关系。对于小半径的拖船回转,拖体的轨迹开始随着拖体深度的波动是一种螺旋线形状,最终趋于Chapman稳态回转值。本文通过定义了一个拖体深度与深度是单调与波动关系,提出了另一种确定Chapman理论大半径与小半径过渡值的方法。在考虑流的影响下的稳态定长回转时,没有求解稳态回转的方法。然而,拖体振幅是拖船回转半径和拖船速度的函数。依据稳态船体回转机动暂态分析来讨论单独360?和单独180?U型回转的动态特性,并得出一些有用的结论。对于某些回转半径而言,拖体所达到的深度比稳态回转所达到的深度大得多。对于180?回转半径小于拖缆长度的回转,拖体深度达不到稳态回转的深度。     

水下声纳被动拖曳缓冲系统—液压蓄能器的应用

1.前言 自从第二次世界大战前后潜艇出现以来,海战就由水面的二维平面战争,演变成水面及水下的三维立体战争了。潜艇成为水面战舰——巡洋舰,驱逐舰,运输舰,登陆舰甚至航空母舰等最危险的敌人。声纳是探测潜艇的水下“雷达”,是战舰的水下眼睛,现已成为必不可少的装备。 为了适应现代战争,声纳的探测半径至少要达到200海里以上。这样强大的声纳自重约达1000kg。声纳一般是安装在一个无动力小潜艇——拖鱼中,由母船拖曳的声纳的总重量达到5000kg左右。根据海水温度及其它因素,拖鱼被置于水中最利于声纳工作的深度。母船通过拖缆拖曳拖鱼,同时通过拖缆供给声纳电力,下达对声纳的指令并获得声纳的探测数据——敌潜艇的位置、深度、速度等。拖缆身兼三职:拖曳动力缆,供电缆和通讯电缆。声纳工作时,母船可以是停泊在水面,但更多的情况是母船在巡航中,其允许的最大航速为20节以上。     

舰船用拖体吊笼水动力性能数值模拟

在船载无人艇收放技术中,拖体吊笼具有使用简单,回收效率高的特点。论文以某拖体吊笼模型为研究对象,对其在静水和波浪条件下拖航运动的姿态进行数值模拟,研究拖缆角度对拖体吊笼运动的影响。开展了相关的模型试验,并将仿真结果与试验数据进行比较。研究结果表明,拖曳角对拖体吊笼的姿态有较大的影响,在波浪环境中其影响尤为显著。     

拖体拖曳稳态纵倾角计算仿真及试验

无动力拖体拖曳过程中,通常对拖体姿态稳定性及稳态角度要求较高。文章给出无动力拖体拖曳过程中稳态纵倾角计算方程,为拖体结构设计提供理论依据,并提出一种动力学及流体力学联合仿真方法,对拖体拖曳稳态纵倾角进行仿真计算。将仿真结果与多次湖上试验的数据进行对比,证明了仿真计算方案可行,且准确性较高,这对今后产品的结构设计、试验方案和设备使用有一定的指导意义。