摇摆作用下舰炮指向运动误差补偿分析

针对摇摆作用下舰炮射击诸元解算问题,将舰船横摇、纵摇、垂荡运动转换为舰炮系统串联运动链的虚拟关节变量,并根据静水—摇荡运动响应,构造舰炮指向误差模型.在此基础上,采用机构位姿精度建立舰炮指向补偿模型,基于目标方位及弹道方程给出舰炮射击诸元的摇摆补偿流程.仿真结果表明:舰炮串联系统的摇摆误差是不可完全补偿的,位姿误差补偿...     

定海神针——减摇鳍

晕船是很多乘坐船舶的人感到讨厌的事情,究其原因主要足由于舰船在大风浪中航行时产生摇荡的结果。舰船的摇荡不仅令人感到不舒适,而且也影响船上人员的工作,对于军舰上的官兵而言,还会影响战斗力的发挥。事实上,舰船的剧烈摇摆是六种状态的矢量合成,即横摇、纵摇、升沉、首摇、横漂和纵漂,其中对舰船稳定航行影响最大的是横摇。然而,细心的人们会发现,在惊涛骇浪的大海里,鱼儿却能门如地游来游去。这是什么原因呢?原来,在鱼身上长着若干对平衡器——鳍,鱼的背鳍和臀鳍都能起稳定作用,防止鱼身左右摇晃。后来,对鱼的大量仿生学研究给了舰船设计师们以重要的启发:可以利用鳍的作用减小船舶在大风浪中航行时产生的摇摆,于是造就了目前世界上比较普遍采用的减摇装置——舭龙骨和减摇鳍。     

航速振荡对船舶纵摇与垂荡耦合运动的响应模型

为解决船舶纵向速度振荡对纵摇与垂荡运动响应影响问题,开展了有船舶纵向速度振荡条件下的纵摇与垂荡耦合运动响应模型研究。建立了一组坐标系,基于弗汝德-克雷洛夫假定,推导了船体切片的浮力、阻尼力和惯性力,通过对切片的积分得到了船体纵摇和垂荡的水动力(矩),推导并得到了纵摇与垂荡耦合运动响应方程。初步讨论分析了纵向振荡速度、加速度和位移对船体水动力及波浪力(矩)的影响,得到了纵向振荡位移对纵摇与垂荡耦合运动特性有显著影响的初步结论。     

小水线面双体船横摇阻尼特性数值与试验研究

针对安装稳定鳍的小水线面双体船开展了零速静水自由横摇衰减数值与试验研究。通过不确定度分析验证数值计算方法的可靠性,进而对比船体的线性横摇阻尼和非线性横摇阻尼,并分析摩擦阻尼和稳定鳍对小水线面双体船横摇恢复力矩的影响规律。结果表明:由数值计算求得的自由横摇衰减曲线与试验结果吻合良好;在线性横摇运动假设下,线性横摇阻尼系数随着初始横倾角的增加而增大;将通过数值计算求得的非线性阻尼系数代入到非线性横摇运动方程中能准确地模拟船体的自由横摇衰减运动;摩擦阻尼和稳定鳍对小水线面双体船零速静水自由横摇时的横摇恢复力矩贡献很小。     

舰船鳍减横摇控制算法与控制参数设计

针对舰船横摇运动线性二阶模型,利用最优控制得到了减横摇控制参数的计算公式,考虑航行速度的影响说明了如何调整参数,讨论并通过仿真实验验证了性能指标函数中加权因子对横摇的影响。     

分叉理论在非线性船舶横、纵摇耦合运动中的应用

以分叉理论为工具,研究非线性船舶横、纵摇耦合运动中的分叉,给出了分叉集,绘出了分叉集曲面,对分叉类型作了判断,绘出解的拓扑结构．     

双浮体波浪能转换装置中重心布置对波浪能吸收影响分析

提出一种基于横摇运动的双浮体波浪能转换装置,利用水面浮体与水下浮体之间的相对横摇运动实现对波浪能的吸收。在保持水下浮体稳定的前提下,水面浮体的横摇运动决定了整个装置对波浪能吸收情况。水面浮体的横摇运动受其横摇固有频率的影响,主要是重心布置。为了合理选择水面浮体的重心位置,采用数值分析的方法对箱型浮体在长峰不规则波下的工作情况进行分析,讨论重心布置对波浪能吸收的影响以及对PTO参数选择的影响。结果表明,重心的布置可改变波浪能吸收的频段,重心布置越低,可吸收的波浪能频段越广,越有利于波浪能的吸收。     

规则波浪中船舶操纵响应遭遇频率频散概念与机制

采用船舶单自由度横摇运动方程,以及纵摇与垂荡耦合摇荡运动方程,数值模拟了规则波浪中船舶操纵响应不规则摇荡运动现象。假定波浪中船舶遭遇频率具有谐波分量形式,定义了遭遇频率常量、强度和散射频率,提出了船舶遭遇频率频散概念,推导了遭遇频率的频散关系,分析得到了航速和浪向角度变化引起的两种频散机制。散射机制表明:顶浪航行时航速散射效率最高,正横浪航行时航向角散射效率最高。     

深V型滑行艇横摇阻尼的实验确定

对深V型滑行艇模型进行了静水横摇衰减实验和零速正横浪规则波中横摇运动实验,讨论了在处理试验数据时所面临的一些问题;采用分段最小二乘拟合法对静水横摇衰减实验曲线进行光顺,用峰值处理法计算不同横摇角时的横摇阻尼,并进行多项式回归得到深V型滑行艇横摇阻尼公式.     

潜艇舱室进水时应急挽回过程中的横摇运动

通过分析潜艇应急操纵情况下的横摇运动方程,提出了影响潜艇横倾变化的因素。然后,对不同事故状态下的舱室进水事故进行了数值仿真,确定采取不同挽回措施时潜艇运动状态的变化规律,验证潜艇状态参数对潜艇横倾变化的影响规律,并提出了减小应急上浮过程中横倾威胁的方法,以防止潜艇应急挽回过程中出现横摇、"枯叶"上浮现象。