非线性船舶操纵性计算(方法和程序)

一、引言操纵性是船舶的重要航行性能。无论是保持既定航向和迅速实现所需要的机动,对于船舶的航行安全和顺利完成其使命都是十分重要的。然而,由于船舶操纵运动时水动力作用十分复杂,至今还缺乏可供船舶设计时采用的比较简便而可靠的操纵性计算方法。第十届国际拖曳水池会议(ITTC)提出,以实船试验数据比较完整的“航海者”型船(AARINER)为标模,对各水池约束试验的水动力系数进得比较,然后计算船模和实船的运动轨迹,并和实船试验结果作比较。M.S.Chitt和J.Strom—     

关于高速舰船操纵性衡准

(一)引言操纵性衡准是指用什么参数来检验舰船操纵性的好坏,以及对此参数提出怎样的数据要求。建立操纵性衡准是一项重要的标准化工作。它对于统一船舶驾驶、设计和研究人员的认识,提高船舶的操纵性能,有重要意义。进行这项工作需要进行许多理论和试验研究,尤其需要积累大量实船试验的统计资料。目前我国在这方面的系统研究工作开展得还不多,实船试验资料也较少且欠完整。许多国家和我国都制定了操纵性实船试验规程,自1963年第10届ITTC以来也多次对实     

自航船模航迹自动记录仪研制报告

前言运用无线电遥控自航船模进行舰船操纵性试验研究是目前国际和国内广泛采用的试验方法。试验中除在模型上用仪器进行测量记录外,一般都在岸上对模型运动轨迹进行测量记录以便分析获得回转直径、纵距、横距、停车惯性冲程等操纵性数据。目前国内所采用的航迹测量记录方法有:1.高台跟踪观测法。这是我国最早的船模操纵性试验水池(上海708研究所露天操纵池)所采用的方     

利用遥控自航船模模拟“船—机—桨”配合工况的设想

制作自航船模,在水池中进行自航试验,是船模试验的一种重要方法,目前被广泛应用来测定舰船的操纵性能,即通过自航船模试验测定舰船的回转性能和航向稳定性能,藉以予报或改善新设计舰船的操纵性能。为了研究舰船的工作条件,我们设想用自航船模作为研究手段,研制一条自航船模,它能模拟实船的工作条件,并能记录与主机工作负荷有关的各个参数。然后应用船模测定的这些参数经过换算分析,以研究实船主机的工况。本文主要探讨利用自航船模     

双尾鳍和轴支架对800 t级排水船操纵性影响的模型对比试验研究

针对某一采用双尾鳍形式的800 t级排水船在进行自航模试验时出现操纵性能不能满足设计要求的情形,文中将其尾部的双尾鳍改成轴支架,并在某露天操纵性水池中,对改进后的自航模进行了回转和Z形操纵试验,通过对实验结果进行比较发现合理设计轴支架的大小和安装位置能够较好地改善800 t级排水船的操纵性能,并能够满足给定的船舶操纵性能设计要求。     

舰船操纵运动时高频波浪力的算例

提出六自由度舰船波浪中操纵性计算方法 ,应用切片理论STF法及二维Frank源汇分布法研究了舰船在波浪中操纵运动时高频波浪力的计算 ,并编制程序 ,数值计算了在波浪中摇荡的一矩形剖面和某舰船的高频波浪力、附加质量 ,方形切片计算结果与已有试验吻合较好     

花絮

我在舰上当“指挥” 我们WPNS成员国军官每天都要在驾驶室现场观摩他们的操纵训练,而且分段实际参加,由日方指定我们的伙伴负责事先教授我们常用操纵口令的日语,最后每人进行30分钟的实际考核。在训练中,毕竟不熟悉舰艇的基本操纵性能,与操舵兵及车钟手又不能实现语言的自由沟通,所以轮到我们进行蛇行机动操纵时,大多数人一会操舰冲到了左边,一会冲到了右边,一会距离太近,一会又被落下。我经过事先观摩,发现“鹿岛”号与我们登陆舰旋回性能非常相似,只是惯性比登陆舰要大,操纵性更好。轮到我操纵时,我只下了4个口令,舰艇就稳稳当当地跟上了前导舰,到达准确的阵位。在一旁观看的编队司令官杉本正彦少将马上过来问我的感觉,并询问我的身份。     

舵操纵机构角频率特性试验技术

操纵机构是舵系统重要组成部分,其结构弹性影响舵系统的动态性能。介绍了一种操纵机构频率特性试验方法,通过设计弹上安装边界,利用基础角运动激励模拟舵机激励,获得了某操纵机构重要环节的频率特性,分析确认了结构刚度薄弱位置。该方法可以提前评估操纵机构结构设计。     

美国海军缘何中止第三艘濒海战斗舰项目

濒海战斗舰是美国海军正在发展的一种适用于近海作战的水面舰艇,该舰使用了创新的船型和可重新配置的任务包,具有航速快、操纵性好、能够进行网络化作     

三体船操纵性计算与特性分析

根据操纵性运动线性方程与一阶KT响应方程对某三体船型操纵性运动进行预报.方程中的船体加速度类水动力导数采用Hess-Smith法计算,船体速度类水动力导数采用细长体理论并结合经验公式和图谱进行计算,舵导数采用短翼理论并结合经验公式和图谱进行计算.最后,根据理论计算结果对侧体位于不同纵向位置的三体船和单体船的操纵性规律、特性以及特征参数进行了分析、对比.计算结果表明,该计算方法具有良好的应用前景.     

回转测噪中的舰艇操纵模式设计

针对舰艇回转测噪中的操纵模式设计方法效率低下的问题,提出一种基于拖线阵稳态特性和舰艇旋回特性的操纵模式设计方法。通过调整法向阻力系数,使零浮力缆稳态振荡响应公式适用于阵流夹角较大的情况,并将其拓展应用于拖点回转运动的场景;利用等效代换原则建立拖线阵稳态振荡响应模型;定义回转测噪理想阵位,提出各车钟条件下满足测噪要求的回转半径区间的计算方法,进而依据舰艇旋回特性得到相应舵角区间。仿真结果表明,所提出的方法能够较高效地实现操纵模式设计,可以满足实际工程的应用要求。     

在风洞中利用主动控制的缩比模型进行飞机动力学的模拟

用在飞机上的自动控制技术目前已有了令人瞩目的发展,这是由于实现所要控制规律的飞行电气控制系统的能力有了显著的进步。采用先进的飞行控制技术的飞机在进行飞行试验时所化的费用,所遇到的复杂性和所冒的风险不断上升。于是人们就利用模拟技术研究飞机的动力性能,这种方法就成为一种重要而又有高费效比的手段。只要借助一台模拟机,数字机或混合机就可以进行飞机动力学的模仿和模拟。此外,如要取得大一点的逼真度或直观性也可使用模型自由飞的方法。不过,进行真实的自由飞模型试验以研究飞机动力学中的稳定性和操纵性问题,其费用,复杂性和结果的不易判定等问题使有效地使用这种方法困难重     

小水线面双体船波浪中纵向运动性能模型试验研究

在拖曳水池里开展了小水线面双体船顶浪规则波中纵向运动模型试验,研究了航速和拖点垂向位置对船体纵向运动性能的影响。试验结果表明:不同航速下,船体的垂荡响应算子和纵摇响应算子均随着波长变化呈现出双极值;航速对垂荡响应算子极值的影响较小,对纵向响应算子极值的影响较大;除了短波中的共振区附近,拖点在重心时的运动响应算子与拖点在推力轴线时的运动响应算子相比有所减小。     

常规船舶操纵运动仿真

本文详细介绍了船舶四象限操纵运动数学模型的结构,考虑船、桨、舵、风、流浅水等因素的影响,进行了仿真计算。仿真结果同“明海”轮的实船数据进行比较,精度满足要求,表明仿真计算是可行的。     

在冲击力作用下船舶动力运动的水池模型试验研究

船舶在冲击力作用下将发和动力运动,由于冲击力较大,作用时间短,因此基于常规相似准则的模型试验不能反映其运动规律,文章探讨了冲量相同的原理,提出了冲量相似的试验方案,并且将模型试验结果与理论计算及实际试验进行对比和分析,为解决此类问题提出了合适的方法。     

多目标灰关联决策的典型水面舰艇反潜性能评估

水面舰艇反潜武器系统具有综合功能强、战技性能指标多的特点,许多指标模糊性、相对性较强,必须寻求一种能对武器系统战技技能进行有效评估的方法,采用多目标灰关联决策的方法对水面舰艇反潜武器系统战技技能进行评估.首先根据灰色系统理论建立了多目标灰关联决策模型,其次以灰色关联度为基本依据构造出水面舰艇反潜武器战技性能评估指数,最后根据所建立的模型对5种典型水面舰艇的反潜性能进行了综合评估.     

微分对策在动态评价舰艇作战能力中的应用

作战能力是表征战斗舰艇战术技术性能的一项重要指标,如何正确评价舰艇的作战能力一直是舰载武器系统配置研究的重点,也是军事系统工程的重要研究方向。该文应用微分对策理论提出了一种动态评价舰艇作战能力的思想,首次定量研究了舰艇机动性与舰炮武器系统毁伤概率之间的关系,为综合评价舰艇的作战能力提供了一条可行途径。     

舰艇结构在水下爆炸冲击作用下损伤响应的相似问题研究框架及其工程应用

通过对加筋板结构在水下爆炸冲击波作用下相似问题的研究方法进行扩展,指出舰艇结构在水下爆炸冲击作用下损伤响应相似问题的研究应分为三步,即准确相似条件研究、近似相似方法研究和模型实验方法研究。在此基础上,提出了相似问题研究的工程运用方向:舰艇结构损伤响应的模型试验预报和舰艇结构损伤图谱。该问题若按所提出的研究框架展开,最终可建立舰艇结构在水下爆炸作用下损伤响应的相似预报体系和用于舰艇结构抗爆抗冲击设计的结构损伤图谱。     

潜艇自航模试验技术研究进展

潜艇自航模试验技术是以按照相似理论设计建造的潜艇自航模型为基础,集成了控制系统、测量系统、通信传输系统,可进行潜艇操纵性、快速性、隐声性等航行性能试验的综合、开放的试验技术,是潜艇水动力综合性能研究的新方法,是对传统研究方法的补充与拓展。美国通过三条潜艇自航模试验研究,已经将潜艇自航模发展成为系统性、综合性的潜艇航行性能试验评估和设计优化的主要平台,其产生的大量研究成果是促进美国潜艇技术水平持续进步的强大动力,也使潜艇自航模技术成为美军新型潜艇研制体系的一重要组成部分。目前,国内的潜艇自航模技术已具备潜艇在水下空间机动的试验研究能力,正在向综合航行性能试验、验证、优化设计功能领域拓展。     

扁平潜器前进与倒航稳定性评估

基于现有条件和针对扁平潜器的特点,由拖曳水池模型试验确定了攻角、漂角水动力,用经验方法近似估算了旋转水动力.用所得到的线性水动力系数,按照线性稳定性理论方法评估了扁平潜器正航和倒航下水平面、垂直面内的运动稳定性.将正航下水平面、垂直面内的运动稳定性计算结果与资料中类似的扁平潜器进行了比对分析,结果表明两者具有相同的稳定性特征,即垂直面内具有运动稳定性,而水平面内不具有航向稳定性.最后采用主推进器PD控制方法,用非线性运动模型数值仿真计算了主推进器控制作用下扁平潜器的运动.仿真计算结果表明,除了水平面倒航运动外,垂直面正航与倒航、水平面正航运动都可以通过主推进器的控制实现扁平潜器的运动控制.仿真计算结果还表明,在相同的PD控制参数下,航速愈低倒航对深度响应时间愈长.