空泡鱼雷推进系统相关问题设计初探

空泡鱼雷推进系统相关问题设计初探
空泡鱼雷推进系统相关问题设计初探

水中武器

水中武器 ?水雷 布设于水中,当舰船与其碰撞或进入其非触发引信作用范围,自动或由人工控制而起爆的水中武器。由雷体、主装药、引信、起爆装置、辅助仪表、布雷附件和定深装置等构成。 主要用于毁伤敌舰船或阻碍其行动,也可破坏桥梁和水工建筑等。通常由水面舰艇、潜艇和飞机布放。可布成攻势水雷障碍和防御水雷障碍。具有隐蔽性好、威胁时间长、布设简便、扫除困难、用途广泛等特点。按在水中状态,分为锚雷、沉底雷和漂雷;按装药量,分为大型水雷、中型水雷和小型水雷;按引信类型,分为触发水雷、非触发水雷和控制水雷;按布雷平台,分为舰布水雷、潜布水雷、空投水雷和通用水雷等。此外,还有火箭上浮水雷、自导水雷、自航水雷等特殊性能的水雷。水雷全长1-4.6米,直径270-1200毫米,总重125—1700千克,装药量20—1200千克。布雷水深,沉底雷从数米至300米; 锚雷从数米至1800米;自动上浮水雷2000米;漂雷为数米。战斗有效期从12小时到48个月。 相关兵器: 沉-1型水雷 沉-4型水雷 ?自导式深水炸弹 简称“自导式深弹”。能自动发现、锁定、跟踪和攻击目标的深水炸弹。主要用于攻击潜艇。按携带方式,分为空投自导式深水炸弹和舰射自导式深水炸弹;按水下动力方式,分为有动力自导式深水炸弹和无动力自导式深水炸弹。主要由战斗部、主动声目标探测引信、控制机构和降落伞等构成。总重量11—100千克,弹径123—250毫米,弹长0.9—2.5米。自导作用距离100—600米,攻击范围在1000米以内。采用聚能装药,药重2.5-20千克。 ?火箭式深水炸弹 用火箭发动机推进的深水炸弹。其射程可达数百米至数千米,装药重量20多千克。按发动机类型,分为液体火箭式和固体火箭式;按稳定原理,分为尾翼式和尾旋式等。由弹头和弹尾组成。弹头为卵形密封金属壳体,内装炸药和引信;弹尾装有火箭发动机和稳定器。 火箭式深水炸弹发射时后坐力小,可多发齐射,弹着点密度大,命中概率较髙。 ?深水炸弹 简称“深弹”。由水面舰艇、海军飞机或直升机投射,在水中一定深度爆炸的水中武器。 主要用于攻击潜艇,也可用于攻击水面目标,开辟雷区通道等。按携带方式,分为航空深水炸弹和舰(艇)用深水炸弹;按装药性质,分为常规深水炸弹和核深水炸弹;按使用方式,分为投放式深水炸弹、发射式深水炸弹和火箭式深水炸弹等。通常由弹头和弹尾构成。

现代鱼雷定深设计需求及概想

第23卷第6期 鱼雷技术 Vol. 23 No. 6 2015年12月 TORPEDO TECHNOLOGY Dec. 2015 收稿日期: 2015-04-23; 修回日期: 2015-09-21. 作者简介: 艾 东(1968-), 男, 高级工程师, 主要从事水中兵器应用研究工作. 鱼雷技术 https://www.360docs.net/doc/233202091.html, 449 DOI: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.06.011 现代鱼雷定深设计需求及概想 艾 东, 何华云 (海军东海舰队, 浙江 宁波, 315122) 摘 要: 针对传统鱼雷在定深设计上存在的主要问题, 提出了现代鱼雷定深设计的需求及概想, 重点阐述了鱼雷定深在设计理念上的3个转变和2个打击能力的拓展, 以实现提高鱼雷作战效能的目的, 并为新型鱼雷及武器系统定深设计提供参考。 关键词: 鱼雷; 定深设计; 需求概想 中图分类号: TJ630.33 文献标识码: A 文章编号: 1673-1948(2015)06-0449-05 Requirements and Concepts of Depth Setting Design for Modern Torpedo AI Dong , HE Hua-yun (East Sea Fleet of People ′s Liberation of Army Navy, Ningbo 315122, China) Abstract: Aiming at the major problems of depth setting design for traditional torpedoes, this paper puts forward re-quirements and concepts of modern torpedoes ′ depth setting design with focus on three transforms of design idea and two expansions of strike ability. This study may improve operational efficiency of a torpedo, and provide a reference for design of new type torpedo and weapon system. Keywords: torpedo; depth setting design; requirements and concepts 0 引言 鱼雷作战能力的大小是由鱼雷的航速、航程、航深、自导作用距离、搜索扇面角、搜索弹道形式及精度、引信作用距离、平台抗打击能力、装药量等战技性能指标综合决定的[1], 其中航深是一个重要的量值指标。鱼雷运动的三维空间中, 水平面运动方向由所探测的目标位置决定, 垂直面运动由鱼雷弹道及定深决定, 纵向运动由鱼雷速度决定, 其中目标方位和鱼雷速度通常为确定值, 设定量少, 而深度通常为不确定值, 战术运用灵活性、复杂性较高。多年的演练表现出传统鱼雷的定深方式已越来越不适应当今作战快速性、灵活性、智能性的特点, 需要在设计理念上 求取创新和突破, 实现TTPs(战术、技术与程序)概念下鱼雷武器的战术逻缉和弹道设计的战技契合和战术物化[2]。 1 传统鱼雷在深度设计上存在的主要问题 1.1 深度设定参数复杂, 简捷性不足 潜艇发射线导鱼雷攻击水面目标时, 指挥员要下达接敌深度、搜索深度、上限深度、下限深度、攻击深度等参数多项指令, 参数值的确定较为复杂, 对指挥员技战术水平有较高要求, 而参数设定的依据主要缘于战场水文、气象环境要求以及各个深度参数之间的特定关系, 如接敌深度是隐蔽航渡向目标接近的深度, 通常与目标不在同一水文层, 比搜索深度大, 比下限深度小, 搜

潜艇武备鱼雷的方方面面

潜艇武备鱼雷的方方面面 李伟副教授是山东即墨人,1989年西北工业大学鱼雷制导专业毕业至今,一直活跃在我军潜艇鱼雷科研教学应用一线,成绩卓然。记者在潜院期间,也听到有关人员对李教授的赞美之词,所以我带着很仰慕的心情采访了他。 李教授有着胶东汉子特有的爽快大方。在记者略讲了一下采访意图后,他就滔滔不绝地讲开了。 潜艇自从问世就与战争有着千丝万缕的联系。既然是用于战争的,就必须拥有能打击敌方目标的手段,也就是潜艇的武备。最原始的潜艇武备是挂在艇外的炸药包。后来在美国南北战争出现了“撑杆雷”,有点像我军在革命战争期间使用的长竹竿送炸药包的情形。世界上最早的鱼雷是英国人发明的“白头鱼雷”,它航速6?7节,航程约600米,装8千克炸药,是世界上第一型可以自动推进的鱼雷。由于它没有自动导引装置,只是像打枪一样直来直去,所以也叫直航鱼雷。这种鱼雷后来衍生了许多后代,我国60年代开始生产的蒸汽瓦斯鱼雷,严格地讲也是“白头鱼雷”的后代。 两次世界大战中,潜射鱼雷发挥了巨大的威力,对战争的进程起了很大的作用。有关鱼雷的战史,贵刊的兵器“发烧友”们想来已经很熟悉了,我不再赘述了。

现在世界各国潜艇主动进攻型武备主要有三大类:鱼雷、潜射战术导弹(反潜、防空、巡航、反舰)和战略弹道导弹。鱼雷仍是潜艇的主战装备,缺它不可。有人提出:现代潜射导弹已经发展很完善了,鱼雷是不是已经过时了? 应该说,潜射导弹是很先进了,但“金无足赤”,世界上十全十美的武器是没有的。潜射导弹的最大弱点就是它一发射出水,马上就会被敌方密布于海陆空天四维空间无所不在的侦察手段发现。战争期间,马上就会遭到敌方的迅猛反击,命运可想而知。而潜射鱼雷则可以实施隐蔽攻击,让敌方舰船和潜艇防不胜防。再者,从对舰艇攻击毁伤效果来讲,鱼雷的毁伤效果要比反舰导弹大得多。因为鱼雷攻击部位在舰船水下,水的密度是空气的800倍,同时舰船水下部分易破难堵,而反舰导弹攻击部位则在舰艇上部,很难使舰船进水沉没,所以杀伤威力比鱼雷要差。反潜作战是各国海军的重头戏,美军也历来把反潜作战列为潜艇的首要作战任务之一。综合各国反潜作战理论和实践的发展,可以得出“潜艇是最好的反潜手段”。这就像人们常讲的“坦克是最好的反坦克武器”一样的道理。而鱼雷正是最好的反潜武器,在这方面拥有无可替代的优势。 潜射鱼雷的发展和潜艇的发展是同步的,有了现代化潜艇(常规动力和核动力)才能装载性能先进的鱼雷;反过来,先进的鱼雷也大大提高了潜艇的作战效能。

开放系统——鱼雷和UUV设计的方向

第15卷第2期鱼雷技术v01.15No22007年04月 ToR删ⅡcHNOL0cYApr.2007开放系统——鱼雷和UUV设计的方向 钱东,崔立 (海军装备研究院,北京100073) 摘要:描述了英国开发的开放系统方法在鱼雷上的应用项目“先进数字信号处理自导头”,介绍了与之相关的分别由英国和美国开发的开放式声纳系统项目。声纳e01s技术快速插入”和“声学快速cO幅插人”的情况,对鱼雷和无人水下航行体(uuV)开放系统设计中的平台独立性、功能模块化、通用功能软件工具、数据独立性、构件技术应用、模块化与一体化关系等问题进行了讨论。提出:独立于平台的软件是必需的,数据应作为独立构件;应在行业内采用通用软件工具;应对功能模块化水平进行台理设计,在开放性和管理效率之间取得平衡;一体化的核心是信息综合和运用层次上的一体化,一体化设计不应影响关键子系统和功能构件在物理层面的相对独立性。 关键词:鱼雷;无人水下航行体(uuV);开放系统;模块化 中圄分类号:T16;TP303文献标识码:A文章编号:1613.1948(2007)02枷H盯 openArchitecture:TrendofTorpedo andUnmannedUllderwaterVehicleDesign QIANDo醒,CUIK (Na“Academy0fA肿ament,B喇i“g1㈣3,ch洫) Abstract:AlI叩en哦h{t佻turem汕0d妇di画试advanced鲥grIal-p眦e茜曲gh0“nghead(D嘏HH)inthe20rped0pmj嘲i8 de北^bed.nepelev蚰tdelivery唧idsonarc0鸭iIl8e而on(DeRscI)帅dacolls咖rapidcOTsin8酬i明(A—RcI)inthe open蜊l盯8ystemP叫ectareintroducedbri胡y.血dt11eb8u髓of叩曲am岫耐ufe印pliedintorPedo帅dUuVde51印,includingin-depende“cy。fpl耐i皿,functi∞alIIlod山dty,c0咖on80ftwareto出,ind。pe芏ldeocy0fdataset,8p曲cati蚰0fc咖Ponenttech_D0lo盯,me工el时ioⅡbetweenmodul耐tyarmiⅡt。Fad∞,aredi∞ussed.ni6pointeddutthatind8perldentBonware蛐ddataareIlcce时ary,commongonwaret00bshouldbeadopkd“thiⅡ蛐derwaterweap帆do啪in,funcd叩aImodulari审1evel曲ouIdbede_si印edpropedytomakebalnr屺ebefweenopennes8andmanagement础iciency,focu80fintegmLi删hirIfo衄atio“8y“thesi8,aIldinte{印tiondesigIl5hollldn’ta如ctIherel址iveindepend棚cy0fk。yBubBy8temandfuncdonaloDmpon即协. Keyw埘ds:to‘pedo;皿m抓ned呻derwatervehicle(Uuv);openarchitecture;moduld龃tion 0引言 开放系统的概念摄早产生于20世纪80年代的计算机业,它突出的优点使其迅速在各个领域得到广泛应用。在海军装备领域,开放系统最先应用于装备的作战系统,之后又很快应用到声纳系统中。基于其在声纳系统中的研究和应用基础,开放系统技术又开始向鱼雷上转化。本文主要介绍英国在鱼雷开放系统方面的研究情况,并对其应用问题进行了讨论。作为必要的背景,也对开放系统在作战系统和声纳系统中的应用情况做一简单介绍。 l开放系统的概念和特点 开放系统至少有20多种定义,电气和电子工程师协会将其定义为“一类针对接口、服务和保障形式执行足够开放的规范或标准的系统,以确 收稿日期:2007啦Ⅸ. 作者简介:钱东(J958一),男,砸士,高级工程师,长期从事鱼雷武器系统总体技术研究 万方数据 万方数据

2020年世界海事技术发展展望

2020年世界海事技术发展展望 发布时间:2011-08-04 浏览次数:291 技术改变世界。多年来,挪威船级社(DNV)的研究和创新部门根据自身在相关领域的专长和能力,提出了对于未来十年的技术展望。DNV新近出版的《2020 年技术展望》,探讨并总结了对全球新技术发展和应用具有重大影响的七大趋势。 人口:全球人口总量到2020年将超过75亿。西方、中国和日本的人口正在走向老龄化,中东人口却走向年轻化,很多发达国家的工作年龄人口的比例在减小。自然资源的压力、城市化、自然灾难和地区冲突都是造成国内和国际人口迁移的刺激因素。 经济:工业革命将世界经济中心从亚洲转至西方,现在情况正在逆转。全球不同地区间的人口转移意味着越来越多的经济产出将发生在目前的发达经济体之外,这可能会造成更大规模的社会转变,形成新的商业机会,但同时会对环境造成进一步压力。到2020年,全球中产阶级的规模可能会增加一倍,其中亚洲将会占到50%。 治理:当前的政府治理架构主要是在二次世界大战后的环境中形成的,欧盟、金砖四国、维基解密和脸谱等现象那时还未出现,而这些现象对当前世界产生着深远的影响。解决全球化的利弊是很严峻的挑战,还没有形成适合集体行动的治理架构,缺少对全球问题比如金融稳定性、贸易、气候变化、水和安全等的有效而统一的治理,将是未来十年的风险来源。 信息技术:信息技术对个人生活、工商业甚至整个社会产生了巨大影响。信息很容易产生而且可以共享,数据呈指数级增长,进而造成数据检索和安全方面的挑战。随着廉价、小型、功能更强大的计算机的推广使用以及无线连通能力的增强,不仅促进了自动化和泛在计算,同时也产生了与集成软件密集型系统相关的安全和(网络)保安问题。 能源:以环保、可持续的方式以及可支付得起的价格提供能源是人类所面临的重大挑战之一,加之对能源供应安全性问题的考量,这一挑战变得越来越复杂。全球能源消耗到2020年将增长19%,虽然全球能源构成仍然主要是油、气和煤,但未来十年会发生变化,将向低碳能源迈出第一步。 自然资源:资源过度开采是人类所面临的最严峻的挑战之一。水资源将面临短缺,稀土资源稀缺可能会阻碍替代性技术的发展,城市人口的增加会带来新的挑战,但是也带来了废物循环利用的机会。解决这些资源问题虽然任务繁重,但也不是不可逾越的。 气候变化:气候学家认为在未来的三十到五十年内会不可避免地发生重要的不利影响。有些变化已经可以明显察觉到了,如果人们还一如既往,那么全球温室气体排放到2020预计增长20%。未来十年是非常关键的十年,要考虑如何以合理的成本来长久实现减排,同时防止达到不可逆转的倾覆点。

自动化控制系统设计实例教学大纲-2017

《自动化控制系统设计实例》课程教学大纲 课程代码:060032005 课程英文名称:Automation Control System Design Examples 课程总学时:16学时讲课:16学时实验:0学时上机:0学时 适用专业:自动化 大纲编写(修订)时间:2017.11 一、大纲使用说明 (一)课程的地位及教学目标 自动化控制系统设计实例是自动化专业的专业基础选修课。通过对该课程的学习,使学生建立起“系统”概念,了解自动化系统主要的控制方法、控制技术,为后续专业课学习奠定基础。 (二)知识、能力及技能方面的基本要求 通过实例教学,针对不同的控制对象,全方位、多视角介绍采用单片机、自动化仪表、工控机、PLC组建不同工业流程的设计实例和实施过程;要求学生了解自动化控制系统的设计原则、设计步骤,建立起“控制”与“系统”的概念,了解自动化控制系统的主流技术和前沿技术。 (三)实施说明 在讲授具体内容时,从一个具体的被控对象分析入手到合理的控制要求的形成,从控制装置、元器件部件选型到控制方案的产生,从硬件结构到电路细节,从软件框图到控制算法以及实施过程一一进行分析讲解;培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。 (四)对先修课的要求 本课程的先修课是《自动控制原理》和《C语言程序设计》。 (五)对习题课、实验环节的要求 无。 (六)课程考核方式 1.考核方式:考查 2.考核目标:考核学生对自动化控制系统的了解程度;考核学生自动化产品研发思路和独立思考能力。 3.成绩构成:本课程的学生成绩采用二级制(通过、不通过)。成绩由学术报告和平时成绩相结合的方法确定。其中:平时成绩由考勤及课堂表现组成,占总的40% ;学术报告成绩占总的60%。 (七)主要参考书目: 1. 《自动化系统工程设计与实施》,林敏等编,电子工业出版社,2008。 2. 《过程控制系统》,俞金寿孙自强编著,机械工业出版社,2009。 3. 《PLC编程及应用》(第4版),廖常初编著,机械工业出版社,2015。 二、中文摘要 本课程是自动化专业学生的一门实践性很强的专业基础选修课程。课程通过对精选实例的自动化控制系统的设计、选型、研制、调试和实施等讲授,使学生建立“控制”与“系统”的概念,了解自动化系统的主流技术和发展趋势。本课程将全方位、多视角地介绍单片机、自动化仪表、工控机、PLC等组建不同工业流程的设计实例和实施过程,本课程将为后续自动化专业课程的学习奠定基础。

潜艇和鱼雷动力电池发展历史、现状与展望-潜艇鱼雷

潜艇和鱼雷动力电池发展历史、现状与展望-潜 艇鱼雷 潜艇和鱼雷动力电池发展历史、现状与展望|潜艇鱼雷摘要本文全面分析了目前潜艇和鱼雷动力电池的现状及其应用,介绍了几型高比能量、高比功率的潜艇和鱼雷动力电池。列举了不同系列电池的性能,并对其在武器装备中的应用情况做了介绍。而且提出了潜艇和鱼雷动力电池的发展方向。 关键词潜艇电池;鱼雷电池;发展1.概述随着科学技术的发展和现代战争的需要,促进了各种武器装备技术的迅速进步。作为海军武器的动力源,无论是潜艇动力电池还是鱼雷动力电池,均取得了惊人的进步,本文就电池在这两个特殊应用场合的现状和发展趋势作以综述。 2.潜艇动力电池2.1潜艇动力电池现状2.1.1概况描述铅酸蓄电池于1888年作为一种优良而可靠的直流电源,第一次应用于潜艇动力推进。至今仍是世界上常规潜艇动力电池和核潜艇的应急电源。由于战术的需要,对于潜艇动力电池的要求主要是大容量,高速率放电和低速率放电均应具有高体积比能,寿命长及安全可靠等。当前较为突出的要求是具有高贮能、高体积比能和快速充电的特性。

潜艇动力电池的发展大致经历了如下过程19401945年的45型电池,19501955年的55型电池,19601965年的65型电池,19721980年的75型电池和1983年至今的85型电池。各型电池的结构特征见表1。 表1潜艇动力电池的结构特征铅酸蓄电池作为潜艇动力推进系统的重要部分,近年来得到了不断完善和发展。目前,其单体结构已改进为双层结构,重量比能量和体积比能量均具有较大提高,其中体积比能量较二次世界大战时期提高近80,大电流下提高达125185,使得目前常规潜艇的水下航速由二战时的13节提高了20节以上。 2.1.2先进电池介绍(1)85型电池是德国著名的瓦尔塔(Varta)电池公司在突破常规结构基础上的改进型产品,内阻显著减小,双层极群结构并联装在一个电解液槽里,采用穿孔的铜片作负极导电材料,比能量提高很多。 (2)209型潜艇动力电池是德国哈根公司生产的另一型具有较高水平的动力电池。首先采用镀铅的铜材作负极板栅,并通过调整活性物质量和导电材料的大小获得与双层结构一样的改进效果,与70年代老产品相比1.25小时率提高了50。 (3)BLC电池是为A17维斯特格兰级潜艇设计的一种类似双层结构的动力电池,采用Pb管状正极板结构,结构对称,单体内装有四个极群。而且增加了活性物质量,提高了利用率。较同时期的其它动力电池重量比能量有所提高。

鱼雷多学科设计优化中的代理模型研究

2008年第27卷 2月 第2期 机械科学与技术 Mech蚰icalScie∞eandTechnologyforAer∞p∽eEngineering Febnlary2008 Vol。27No.2 余德海鱼雷多学科设计优化中的代理模型研究余德海,宋保维,李家旺,杨世兴,王鹏 (西北工业大学航海学院,西安710072) 摘要:代理模型是鱼雷多学科设计优化关键技术之一。首先研究了代理模型中的多项式响应面方法、Kriging方法和径向基神经网络方法。然后分别用这3种方法构建了鱼雷多学科设计优化外形学科的代理模型,并对这3种模型的效果进行了分析。最后结合鱼雷多学科设计优化的特点,给出了这些代理模型的基本特性和使用范围。 关键词:鱼雷;多学科设计优化;代理模型 中图分类号:TJ63文献标识码:A文章编号:1003?8728(2008)02Ⅲ184m4 SurrogateModelsfortheMlllti?disdplinaryDesign OptimizationofaTorpedo YuDehai,SongBaowei,LiJiawang,YangShixing,WangPeng (School0fM8lineEngineering,NonhwestemPolytechIIicalUnive璐ity,Xi’an710072) Abstract:We8tudythefoHowingthree8unogatemodel8u8edintllemulti—disciplinar),de8ignoptimization(MDO)ofato叩edo:polynomialrespon8e8urfacemodel,theKrigingappmximationmodelandtheradi8lbasefunctionneuralnetworkmodel.Thenweapplythethreemodel8tocon8tmctingtlleconfigurationofthetorpedoduringthec伽聃eofMDOandanalyzetheire&ct8.Finallywepre8enttlleircharacteri8tic8andscopesof印plica-tiontotheMDOofthetorpedo. Keywords:torpedo;multi-di8ciplinarydesignoptimization(MDO);8u玎.ogatemodel 多学科设计优化代理模型是指在不降低精度的情况下构造的一个计算量小,计算周期短,但计算结果与数值分析或物理试验结果相近的数学模型¨’2’。将其代人多学科设计优化(multidi8ciplinar),de8igIloptimization,MDO)的计算框架,替代原有的由数值计算软件或物理试验构成的分析模块后,可以实现分析模块与计算框架的集成,从而解决了多学科设计优化的计算量巨大,计算时间太长的难题。目前鱼雷总体多学科综合优化设计代理模型的研究主要集中在模型构造方法和模型品质的对比研究上。代理模型是多学科设计优化实用化的关键。也是困扰多学科设计优化的一个主要难题之一。 在鱼雷总体设计这类复杂系统的MDO问题中, 收稿日期:2∞7一Ol—15 基金项目:国防基础科研项目(舵72∞61149)资助 作者简介:余德海(19∞一),博士研究生。研究方向为水下航行器总体技术与优化设计。wendydh@126.伽 由于在设计过程中要考虑各学科之间的耦合,比单学科优化复杂得多,主要表现为计算复杂性、组织复杂性、模型复杂性和信息交换的复杂性,很难直接将单学科设计优化(8ingledes咖optimization,SDO)中常用的设计空间搜索(de8i印8pace8earch,DsS)优化算法耦合到多学科分析(cont曲uting肌8lysi8,cA)中。代理模型作为学科分析工具和优化算法之间的接口,是处理上述MDO问题的有力工具和有效途径。其本质上是通过试验设计在设计空间中确定构造模型所用样本点的位置。然后利用分析软件或试验的方法确定系统在样本点处的响应值,并利用它们构成一系列样本对,然后以一部分样本对为基础,寻找一个合适的数学近似模型式八茗),使八茹‘)与,,‘符合得最好,并利用剩余的样本对模型进行检验。如果模型拟合与预测精度都满足要求,那么这个数学近似模型式八茹)就是作为代理模型应用到鱼雷多学科设计优化 计算框架中的近似函数。 万方数据

自动舵控制系统设计

自动舵控制系统设计 船舶借助螺旋桨的推力和舵力来改变或保持航速和航向,实现从某港出发按计划的航线到达预定的目的港。由此可见,操舵系统是一个重要控制系统,其性能直接影响着船舶航行的操纵性、经济性和安全性。自动操舵仪是总结了人的操舵规律而设计的装置,是用来控制船舶航向的设备,能使船舶在预定的航向上运行,它能克服使船舶偏离预定航向的各种干扰影响,使船舶自动地稳定在预定的航向上运行,是操纵船舶的关键设备。系统的调节对象是船,被调节量是航向。自动舵是一个闭环系统,它包括:航向给定环节;航向检测环节;给定航向与实际航向比较环节;航向偏差与舵角反馈比较环节;控制器;执行机构;舵;调节对象—船;舵角反馈机构等。自1922年自动舵问世到今天, 代替人力操舵的自动舵的发展确实取得了长足的进展, 在 相当程度上减少了人力, 节约了燃料, 降低了机械磨损, 但是 距离真正意义上的操舵自动化还有相。当大的距离。 一国内外研究现状 自70 年代起,国内一些科研院所、高校开展自动舵的理论与开发工作,并取得了不少成果,一些航海仪表厂家也独立或与研究所、高校合作开展了自动舵的试制和生产,其产品以模拟PID 舵为主。目前虽然国产自适应舵已经投入实船使用,但效果并不明显。智能控制舵还处于理论研究阶段,还没有产品化。航迹舵基

本上也处于研究阶段,还没有过硬的产品。 目前国外市场上有多种成熟的航向舵、航迹舵产品,其控制方法大多为比较成熟的自适应控制,例如日本Tokimec 公司的PR - 8000 系列自适应自动舵、德国Anschuz 公司的NAU TO CONTROL 综合系统中的自动舵、美国Sperry 公司VISIONTECHNOLOGY系统中的自适应自动舵等。近几年发展起来的智能控制及其它近代控制在自动舵上应用尚处于方案可行性论证及实验仿真阶段,还有待于进一步工程实现研究。 我国对自适应舵的研究起步较晚,自80年代以来,有关单位开展了对自适应舵的研究工作,发表了一些设计方案,仿真研究结果和产品。 1980年,南开大学袁著祉、卢桂章老师采用Norrbin性能指标,利用最小方差自校正控制器自适应律设计了船舶航向保持的自适应舵,发表了仿真结果。 1984年,中船总公司系统工程部林钧清利用最小方差自校正调节器,设计了自适应自动舵的软件,并进行了仿真研究。 1986年,大连海事大学陆样润、黄义新老师等人,采用了对偏航速率进行加权的最小方差自校正控制方案,进行了自适应舵的研制,他们先在实验室的实时仿真器上进行了联机实验,随后

采油工程新技术的发展前景及展望

采油工程新技术的发展前景及展望 【摘要】采油工程技术是实现油田开发的重要手段,是决定油田产量高低、采油速度快慢、最终采收率大小、经济效益的优劣等重要问题的关键技术。本文分析了我国采油工程技术存在的问题,对发展采油工程的基本做法及技术政策作了说明,指出了采油工程技术今后发展的必然趋势 【关键词】采油;工程;技术;前景;展望 1.目前应用采油技术存在的问题 1.1 常规采油工艺难以满足目前开发的需求 抽油杆注塑扶正块、油管扶正器、油管井口旋转防偏磨器等,为了使这些工具在抽油杆柱组合中达到优化合理,引进了“三维斜井抽油工艺技术软件”来进行优化,同时在设计中,对大泵的抽油杆柱下部增加加重杆来防止因下冲程杆柱受压弯曲导致的偏磨,而且在泵下加长尾管,可起到撑直、稳定管柱的作用。由于滚轮扶正器上的扶正轮与油管壁接触面积小,用钢轮则容易损坏油管,若用尼龙轮,其强度又不够。加之滚轮扶正器的轮轴容易断裂,所以下井时间不长,扶正器即失效,而且因滚轮脱落造成卡断抽油杆的事故也时有发生。注塑抽油杆扶正器也同样存在强度问题,因此扶正器只是在一定程度上减缓了杆、管偏磨程度,并没有从根本上解决杆管偏磨问题。 1.2 开发后期垢、锈现象日益严重 近年来,部分抽油井出现了结垢及铁锈卡泵现象,给油井生产带来很大危害。其中,结垢情况主要在抽油泵、电潜泵吸入口、电潜泵叶轮等处,分析原因认为:一方面,经过多年的注水开发,由于地层水、注入水的相互作用、压力下降,原油及岩石的变化等引起原来流体的物理化学平衡破坏,使垢物质析出;另一方面,由于管式泵或电潜泵的机械结构引起在过流断面狭窄处流体流速骤增,压力下降,是垢物质析出所致:另外温度变化也是一个结垢的重要原因。分析铁锈卡泵认为,油藏经过加多年的开发,油井的套管不断发生腐蚀,产生的铁锈,长期积累于套管表面。一方面,在停注降压开采过程中,铁锈因压力变化而崩裂脱落:另一方面,在起下管柱作业时,油管与套管摩擦使锈垢剥落。铁锈悬浮于液体中,并随液流进泵,造成卡泵。近年来,在防垢及铁锈方面进行了一些技术探索,但收效甚微,此需进一步研究、探索和提高。 1.3 重复堵水措施效果日益变差 目前我国有的油田主要遵循“堵水+酸洗+人工举升”的开发模式,从近年来的工作实践来看,主要表现出三轮后重复堵水措施选井困难、措施有效期短、效果变差,特别是在重复堵水方面,主要存在下列两方面的问题:①堵剂适应差、成本高,强度小,不能有效地挖掘远井地带剩余油的潜力;②堵剂耐酸性差,油井

水下高速射弹超空泡减阻特性研究

第20卷第4期2008年12月 弹道学报 Journal of Ballistics Vol.20No.4Dec.2008 收稿日期:2007212225 基金项目:国防重点实验室基金项目 作者简介:易文俊(1970-),男,副研究员,博士,研究方向为超空泡减阻技术和弹箭飞行控制. 水下高速射弹超空泡减阻特性研究 易文俊1,王中原1,熊天红1,周卫平2 (1.南京理工大学瞬态物理国家重点实验室,南京210094;2.海军装备研究院,北京100073) 摘要:基于Rayleigh 2Plesset 单一介质可变密度混合多相流模型,利用Fluent6.2对带圆盘空化器射弹的阻力特性进行了数值研究.计算了圆盘空化器射弹的空泡形态,分析了空化器直径、空化数、射弹长径比、超空泡形态对射弹超空泡减阻特性的影响,计算了高速射弹的自然超空泡减阻率.结果表明,空化数变化对射弹的阻力特性影响不大;头部空化器直径对射弹阻力系数影响明显;在超空泡状态下,增大射弹长径比,射弹阻力系数减小;高速射弹的超空泡减阻率可达95%以上. 关键词:高速射弹;减阻;超空泡;空化器;空化数 中图分类号:O351.3 文献标识码:A 文章编号:10042499X (2008)0420001204 R esearch on Drag R eduction Characteristics of a U nder w ater High 2speed Supercavitation Projectile YI Wen 2jun 1,WAN G Zhong 2yuan 1,XION G Tian 2hong 1,ZHOU Wei 2ping 2 (1.National Key Laboratory of Transient Physics ,NUST ,Nanjing 210094,China ; 2.Navy Academy of Armament ,Beijing 100073,China ) Abstract :Based on t he Rayleigh 2Plesset ho mogeneous hypot hesis and t he compressible mixt ure multip hase model ,numerical investigations of t he nat ural supercavitation drag characteristics of a high 2speed p rojectile wit h disk cavitator was performed by commercial CFD software Fluent6.2.The nat ural supercavitation p rofile of a disk cavitator was comp uted.The influences of disk cavi 2tator diameter ,cavitation number ,t he ratio of lengt h to diameter ,and supercavitation profiles on it s drag reduction characteristics were analyzed.The drag reduction coefficient s of high 2speed su 2percavitatio n p rojectiles were calculated.The effect of cavitatio n number on drag is little ;t he cavitator diameter of p rojectile head affect s drag coefficient obviously ;under t he conditions of su 2percavitatio n ,t he drag coefficient of projectile decreases while lengt h diameter ratio increases ;t he drag coefficient reduction can be decreased more t han 95%in supercavitation profiles.K ey w ords :high 2speed p rojectile ;drag reductio n ;supercavitation ;cavitator ;cavitation number 随着俄罗斯超空泡鱼雷“疾风”的问世,超空泡减阻技术已经在提高水下航行体的速度方面展示出重大的应用价值,超空泡技术研究已经成为国际前沿性课题[1].美国水下战中心采用超空泡技术设计了“适应高速度水下弹(A HWSUM )”的射弹,由水下炮发射,射弹速度高达1549m/s.在高速射弹的 空泡特性与水动力特性研究方面,俄罗斯和乌克兰开展了大量基础性工作[2,3].我国关于水下航行体的空化问题研究已有一段历史,特别在航行体空泡形态、水动力特性和减阻特性方面也开展了大量的试验和数值研究工作[4~7],但基本上都是针对低流 速、大尺度和人工通气超空化.高速射弹(速度大于

自动控制系统毕业设计..

目录 摘要…………………………………………………………………第1章任务要求和方案设计…………………………………… 1.1 任务要求……………………………………………………… 2.1 总体方案确定及元件选择…………………………………….. 2.1.1 总体设计框图……………………………………………… 2.1.2 控制方案确定………………………………...…………… 2.1.3 系统组成……………………………………………… 2.1.4 单片机系统……………………………………….. 2.1.15 D/A转换........................................................................... 2.1.5 晶闸管控制………………………………………... 2.1.6 传感器……………………………………………… 2.1.7 信号放大电路………………………………………. 2.1.8 A/D转换……………………………………………. 2.1.9 设定温度及显示……………………………………. 第2章系统硬件设计……………………….…………………2.1 系统硬件框图……………………………………………2.2 系统组成部分之间接线分析…………………………… 第3章系统软件设计…………………………………………. 3.1程序流程图..…………………………………..…………… 第4章参数计算……………………………..………………... 4.1 系统各模块设计及参数计算 4.1.1、温度采集部分及转换部分

4.1.2、传感器输出信号放大电路部分:........................... 4.1.3、模数转换电路部分:............................ 4.1.4、ADC0804芯片外围电路的设计:....................... 4.1.5、数值处理部分及显示部分:............................. 4.1.6、PID算法的介绍....................................: 4.1.7、A/D转换模块.......................................... 4.1.7、A/D转换模块................................... 4.1.8 单片机基本系统调试............................... 4 .1. 9 注意事项:................................................................ 第5章测试方法和测试结果 5.1 系统测试仪器及设备 5.2 测试方法 5.3 测试结果 结束语........................................... 参考文献.…………………………………….……….……………

新概念武器设计大赛论证报告1.30终结

“鲨鹰”潜空两栖作战平台设计论证报告 1军事需求分析 1.1战略级“鲨鹰”潜空两栖作战平台 基于我国海岸现今及以后很长一段时间被美日等国部署所形成的第一岛链(北起日本群岛、琉球群岛,中接台湾岛,南至菲律宾、大巽他群岛的链形岛屿带)包围,给我海军战略核潜艇出巡外海造成很大困难,而形成不了战略核潜艇应有的威慑效果,因此设计出这款潜空两栖特种作战平台。此作战平台装载核武器,首先利用其飞行功能快速穿越第一岛链进入远洋;然后利用其潜行功能,潜入深海进行隐藏、游弋。从而达到国家核威慑力的快速的、隐秘的部署,充分发挥国家有限核武器对其他国家,特别是美俄等核大国的威慑力,进而提高国家在国际事务中的话语权等。 1.2战术级“鲨鹰”潜空两栖特种作战平台: 考虑到我国海军的发展,在不久的将来会拥有航空母舰。那么在未来,在航母战斗群不被新型的、更加有效的武器系统替代的前提下,我海军航母战斗群在对抗其他国家的航母战斗群时不会拥有优势,甚至在面对如美国这样,航母战斗群已经经过多年发展的国家的航母舰队时会有很大劣势。因此,战术级“鲨鹰”潜空两栖特种作战平台可作为奇兵,对其舰群核心进行毁灭性打击,消除我军的劣势,形成我军的对敌优势。战术级“鲨鹰”首先利用其潜行能力,潜行到敌航母战斗群附近,在我航母战斗群对其发动攻击之前,潜出水面,进行低

空飞行,突破航母的防护圈,利用子母弹等进攻武器打击航母的甲板及升降机等,使其航母失去主要战斗力,我军机群则配合快速向敌舰队推进,进行攻击,对其整个舰队进行毁灭性的打击。 同时,在封锁敌海岸线时,普通舰艇、潜艇易被发现摧毁且控制范围较小,而战术级“鲨鹰”潜空两栖特种作战平台利用其飞行时的机动性以及潜行时的隐蔽性,可有效控制大范围的海域。 2 “鲨鹰”潜空两栖作战平台设计 2.1基本概念与基本原理 基本概念:“鲨鹰”潜空两栖作战平台是一种具有较强突防能力的武器平台。 基本原理:结合飞行器高机动性、远航程与潜艇高隐蔽性等优点,并结合一些具有强攻击力的武器,使之具有高突防、高攻击等性能。 2.2设计构成 根据目前军事需求分析,设计作战平台的性能和各部件功能,我们首先将武器分为动力系统、武器系统、侦测系统、外形设计及制作材料等部分,在每一个系统中根据需求将部件有效地组合起来。 2.2.1动力系统: 飞行状态经讨论认为现有技术中矢量发动机最为合适,其优点有功率大,可以改变方向,使得空中飞行灵活度,从而提高作战性能;在水中,采用超导磁流体发动机,有效提高航速,更加隐蔽。电能供

国外鱼雷及自导技术现状与发展趋势

国外鱼雷及自导技术现状与发展趋势 近年来,人们关注并展开研究的鱼雷自导技术主要集中在以下几方面: ●尾流自导技术和尾流边界自导技术。通过深入研究舰船尾流场的特性进一步研究有效的尾流跟踪系统,在发展声尾流自导的同时,关注开发新型物理场的磁尾流、热尾流和光尾流自导系统。尾流边界自导(Wake-Nibbling)与尾流自导的不同之处在于,其自导系统是探测和跟踪尾流的边界。据称它比尾流自导更有效。 ●光纤制导技术。瑞典的TP2000鱼雷率先使用光纤制导,即将服役的意大利“黑鲨”鱼雷的光纤已达60 km。采用光纤制导技术可将自导信号转输到作战艇上来处理,使鱼雷自导信息处理能力和智能化水平大幅度提高。光纤水听器的突破,光学信号处理方法及光导集成电路的发展,将有可能实现“全光自导系统”,使自导系统的信息处理速度和抗干扰性能有一大的飞跃。 ●自导声成像技术。主要研究自导声成像的原理和方法、声成像自导系统框架、阵列结构信号处理方法及图像信息的提取和识别等。旨在能由目标回波信号重构目标图像,这将大大增强鱼雷自导目标识别的能力,反对抗能力以及鱼雷精确制导和命中要害部位的能力。 ●宽频带声自导系统。宽频带声自导可提取目标的更多信息,减少海洋信道及混响的影响,有利于目标参数精确估计、目标识别及鱼雷反对抗。主要研究小型宽频带换能器、宽频带阵列处理、宽频带信号处理技术以及宽频带自导系统。 ●自导多目标定位及跟踪技术。为了实现鱼雷对航母编队的攻击,自导应能对多个目标进行高分辨的定位,估计目标参数,并自动选择跟踪所要攻击的目标。 ●鱼雷反对抗技术。面对繁多的干扰和对抗鱼雷的器材及手段,如何采取有效的反对抗措施,排除干扰,命中目标,这是关系到鱼雷“生存”的关键技术。 在鱼雷自导系统发展中特别值得一提的是两雷两技术,即拖曳线列阵鱼雷和光尾流自导鱼雷以及低频声自导技术和目标识别技术。 拖曳线列阵鱼雷 现有体制声自导鱼雷检测低频和远距离辐射声目标能力弱,因此增大鱼雷声自导作用距离的主要途径是提高其自导系统对微弱信号检测及信号处理能力,有效抑制噪声,特别是降低自导系统工作频率(通常在20~40 kHz)。水介质对这一频段声波吸收较大,从而限制了自导作用距离。通常降低工作频率需要加大声学基阵尺寸,而鱼雷头部容积有限。为大幅度提高鱼雷自导作用距离,摆脱鱼雷本体尺度空间的限制,关键是实现声学基阵与雷体分离。 拖曳线列阵鱼雷是实现方式之一。该雷由于线列阵远离鱼雷自噪声,且鱼雷远距离实施攻击,鱼雷自导工作环境相对安静。鱼雷以低速搜索目标,鱼雷自噪声和辐射噪声相对大为减弱,因而有利于鱼雷隐蔽搜索和跟踪目标。拖曳线列阵工作频率可降至5kHz以下,一来可使声传播衰减更小,二来目标辐射噪声一般低频成分更多,可进行线谱检测。

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