大潜深潜艇设计中计算深度的探索与建议

指出随着下潜深度的增加,给现行的潜艇设计计算规则提出了挑战。《舰船通用规范》将腐蚀补贴厚度和超深附加深度与下潜深度线性相关,使深水、大直径潜艇背上补贴厚度过重的包袱和深度达200～300m的超深附加深度。建议把腐蚀补贴厚度不放在安全系数中,而按照不同材料、不同服役年限、不同使用部位外加腐蚀补贴厚度的方法来解决;建议用在不同深度时限制潜艇的使用航速,超过工作深度后,限制潜艇的下潜纵倾角,及确定一个比较合适的挽回时间的思路来确定超深附加深度。     

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。     

潜艇方向舵对艉升降舵舵卡的挽回操纵仿真分析

为分析潜艇方向舵对艉升降舵卡下潜大舵角的影响,建立潜艇水下空间运动及舵卡均衡模型,仿真分析表明,潜艇艉舵卡下潜舵大舵角后,立即减速并使用"方向舵满舵+艏上浮舵满舵"的抗沉措施在中低航速时是一种有效的挽回艉舵卡下潜满舵的手段。     

螺旋桨空化噪声对潜艇航行隐蔽性影响分析

潜艇的螺旋桨噪声与潜艇的航速、下潜深度以及螺旋桨的特征尺度密切相关,是潜艇水下的重要噪声源。为此,定性分析潜艇螺旋桨的噪声来源,进而对螺旋桨的空化噪声特性进行定量仿真分析和实验验证。在此基础上,结合战术背景和水文条件对潜艇攻击中的搜索目标、接敌占位和攻击后的撤离规避等环节提出了具体可行的潜艇小噪声操纵控制方案,得出的结论对于减少潜艇螺旋桨空化噪声、保持潜艇声隐蔽操纵方法的作战运用具有重要的参考价值和指导意义。     

潜艇应急操纵挽回方式控制效果的仿真分析

在美国海军舰船研究与发展中心(DTNSRDC)发表的潜艇标准运动方程的基础上,根据潜艇特殊工况或大功角状态下的水动力特征对潜艇操纵运动方程进行了修正,建立了包括高压气吹除压载水舱模型的潜艇应急操纵模型.依靠建立模型对潜艇应急操纵时操纵首尾舵和高压气吹除压载水舱等挽回方式的效果进行仿真分析,通过算例对分析结果进行验证,结果表明模型仿真的准确性.最后针对挽回过程提出了控制过程中的合理化建议.     

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。     

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。     

潜艇动力抗沉非线性效应及计算分析

应用潜艇垂直面非线性操纵性运动方程、破损舱进水方程和压载水舱排水方程,建立潜艇动力抗沉运动方程。数值计算潜艇典型隔舱破损进水后的动力抗沉运动,分析典型隔舱动力抗沉挽回运动和无法挽回运动的特征。针对不同初始航速、初始潜深和破口面积情况,数值计算得到典型隔舱动力挽回限界线。通过对典型隔舱动力挽回非线性限界线的分析,提出潜艇动力抗沉效应的概念,以及衡量潜艇动力抗沉能力大小的衡准参数——高压气吹除动力挽回深度、动力抗沉水动力初速和水动力航速系数,由此分离出潜艇动力抗沉运动中的高压气效应和水动力效应。     

潜艇动力抗沉非线性效应及计算分析

应用潜艇垂直面非线性操纵性运动方程、破损舱进水方程和压载水舱排水方程,建立潜艇动力抗沉运动方程。数值计算潜艇典型隔舱破损进水后的动力抗沉运动,分析典型隔舱动力抗沉挽回运动和无法挽回运动的特征。针对不同初始航速、初始潜深和破口面积情况,数值计算得到典型隔舱动力挽回限界线。通过对典型隔舱动力挽回非线性限界线的分析,提出潜艇动力抗沉效应的概念,以及衡量潜艇动力抗沉能力大小的衡准参数——高压气吹除动力挽回深度、动力抗沉水动力初速和水动力航速系数,由此分离出潜艇动力抗沉运动中的高压气效应和水动力效应。     

基于STAR-CCM+的潜艇无动力低速下潜受力仿真

本文以SUBOFF AFF-8全附体潜艇模型为研究对象,对微型潜艇在执行特种任务时以3种速度、8种纵倾角姿态的组合做下潜运动的受力进行仿真。通过改变不同来流速度以模拟潜艇在不同速度下的稳态下潜,得到潜艇8种姿态下以不同速度的阻力和纵倾力矩,从而给潜艇下潜时调节首、尾压载保持受力平衡提供依据;同时进行潜艇在水下直航状态的垂向力系数和纵倾力矩系数仿真验证,结果与试验值对比误差较小。     

近冰面航行潜艇阻力及绕流场分析

[目的]采用数值模拟方法探究潜艇近冰面航行时的水动力性能.[方法]选取Suboff全附体潜艇模型为研究对象,在STAR-CCM+软件中采用RANS方法,再结合SST k-ω湍流模型和体积分数法计算艇体的水动力性能.然后进行网格无关性验证以及近冰面水动力特性分析的方法验证,以确定计算方法的有效性.[结果]结果表明,潜艇近...     

超大潜深潜器耐压结构参数设计可行区域研究

快速选取潜器耐压结构参数是超大潜深潜器总体结构方案论证的需要。针对采用高强度钢和超高强度钢材料典型带肋圆柱壳结构,在分析超大潜深潜器耐压结构强度标准和强度计算方法的基础上,提出超大潜深潜器耐压结构参数设计可行区域设想和可行区域边界计算方法。通过编程计算,绘制出超大潜深潜器耐压结构参数设计可行区域图谱,为超大潜深潜器总体结构方案论证提供一个有力的设计工具。     

深海耐压舱室寿命估算

耐压舱室在深海中下潜一定深度和收回过程中,受到的水压可以简化为底周期循环应力。在该循环应力作用下,根据断裂力学理论和结构损伤-安全设计原理,以临界裂纹尺寸的设计方法结合具体工程应用案例计算设备寿命,得出在一定初始裂纹深度和长度下设备的理论使用次数。采用计算机程序实现迭代计算。此应用案例在疲劳的可靠性计算中具有一定的工程指导意义。     

自主水下机器人下潜困难问题的数值仿真与试验研究

自主水下机器人在近水面运动时,受到文丘里效应产生向上吸力的影响,使得潜器初始下潜困难,近水面的深度保持能力也受到影响。为了研究水下潜器近水面下潜困难问题,文章运用计算流体力学（CFD）软件对某AUV主体周围流场进行近水面数值模拟。模拟结果表明,影响升力和抬头力矩的主要因素是初始的下潜深度和速度。水域试验表明随着初始下潜深度的增加,AUV 的下潜将变得越来越容易,这与模拟结果相一致。     

潜艇的先进制造技术与隐身性能

隐身性是提高潜艇战斗力和生命力的重要保障,低噪声和大潜深是潜艇隐身性的重要指标.本文从生产工艺的角度论述了降噪技术和增大潜深技术与先进制造技术的密切关系,提出了"总段模块化制造技术"和潜艇"精度制造技术"的设计思想,这对潜艇的设计以及制造工艺的提高具有重要的参考价值.     

饱和潜水系统外围支持管系设计研究

饱和潜水技术是目前世界上潜水技术发展的最高技术,是一个国家综合实力的体现,在水下大深度救援、海洋施工与作业、海洋科学考察以及军事领域的应用越来越广泛,国内部分设计院所及船厂也都先后开始了饱和潜水支持船的设计研究及建造。饱和潜水系统复杂,控制精密,其系统的安全性直接决定了水下工程的成败,决定了潜水员的生命安全。文章以上海振华重工(集团)股份有限公司建造的145m饱和潜水支持船设计为例,首先简要介绍了该船饱和潜水系统的组成及布置,并在此基础上介绍了需要为饱和潜水系统提供支持的各种系统的设计情况,使得饱和潜水系统与母船各系统和谐地融为一体。希望本文的内容能为饱和潜水系统的自主研发提供一些参考。     

顶推船队耐波性试验研究

介绍顶推船队耐波性试验,测量不同航速、不同浪向角对应的驳船和推轮纵摇角、横摇角、重心处垂向加速度和升沉幅值、驳船连接装置处垂向加速度,并对结果进行分析。     

A study of the dynamic response of submerged rectangular flat plates

The dynamic response of flat horizontal plates vibrating in air and under water has been investigated experimentally and analytically. The effect of the boundary conditions and the depth of submergence of the plates has been studied. Excellent agreement was obtained between the analytical solution and the experimental results. An approximate expression for the evaluation of the modal added masses for rectangular plates has been derived. This can be used to estimate the natural frequencies of plating constituting the internal structure within the cargo spaces in tankers and liquid cargo carriers.     

小水线面双体船下潜体局部强度分析研究

本文针对小水线面双体船特有的下潜体结构,运用MSC.Patran软件建立下潜体有限元模型,参考英国劳氏船级社特种船规范中的设计载荷,对下潜体典型部位三舱段模型进行计算分析,并考虑了破损工况下的下潜体局部强度问题。计算结果表明,下潜体各舱室破损状态下的应力比健康状态下大,且下潜体船艏和艉部目标舱的应力比舯部略大,各目标舱中强扶强材、纵桁、横框架和横舱壁是应力较大的结构,在设计和建造时应重点考虑。