GJB 11190-2023《水面舰船雷电试验方法》发布

GJB 11190-2023《水面舰船雷电试验方法》于2023年12月正式发布,自2024年3月1日起实施。该标准包含了舰船雷电电磁效应要求的全部试验方法,涵盖了舰船雷电直接效应和间接效应等多方面,涉及缩比模型附着点、初始先导附着、电弧引入、电流传导、电流瞬态感应、脉冲电磁场和雷电感应瞬态敏感度等试验,包含舰船平台级、系统级和设备级等各层级试验对象。试验方法包括试验环境、试验场地、受试系统、试验设备、试验程序、试验波形、试验步骤和试验结果评定等多方面的要求。

基于大涡模拟的大型水面舰船复杂风场数值模拟

基于大涡模拟LES和雷诺时均N-S方程RANS对不同风舷角下的大型水面舰船风场进行数值模拟,并采用Isherwood经验公式对其风载荷进行计算。将数值模拟结果与经验公式进行对比,验证LES和RANS二者对大型水面舰船风载荷预报的适用性。同时,对比分析基于LES法与RANS法模拟得到的不同风舷角下大型水面舰船的风场特性。研究结果表明:采用数值模拟法能获得合理的数值预报结果,而Isherwood法在部分风舷角下的适应性较差;采用LES法和RANS法得到的表面风压、流线和速度场差异不大,而涡结构差异较大;LES法能较好地捕捉到大尺度漩涡破碎生成小尺度漩涡,而RANS法仅能捕捉到少量长条结构的大尺度漩涡和涡鼓包。

联合动力装置在水面舰船领域的应用研究及前景展望

通过柴油机、汽轮机及燃气轮机等几类常规动力装置的技术特点及其在水面舰船领域的应用,在采用单一动力装置时,很难同时满足水面舰船对巡航工况的高经济性要求,以及对战时工况的高动力性要求。为此发展了由不同类型或不同型号热力发动机组成了CODAD、CODOG、CODAG、COGOG、COGAG、COGAS、COSAG等几类联合动力装置,根据其定义与技术特点和实际应用进行了研究,并对其未来应用前景进行展望。

水面舰船对声自导鱼雷防御机动方法研究

根据水面舰船机动对其辐射噪声和反射强度的影响,首先建立了水面舰船与声自导鱼雷规避机动对抗的数学模型,然后采用Monte-Carlo法,计算水面舰船不同规避机动方法的生存概率,并分析了水面舰船转向、加速对其生存概率的影响,最后,得出水面舰船对声自导鱼雷防御的最优规避机动方法。提出的规避机动方法对水面舰船水下防御系统研究,具有十分重要的指导意义。

水面舰船航行性能MDO系统顶层设计研究

水面舰船航行性能设计是一个典型的多学科设计优化问题,适宜于采用基于系统工程思想的MDO创新设计理念和方法。文章首先分析了水面舰船航行性能设计领域开展MDO应用研究的重要意义,之后阐述了MDO概念内涵;制定了总体研究思路,确定了系统设计目标、技术指标及顶层设计技术方案,剖析了需要首先解决的若干关键技术,并给出关键技术的攻关建议。

一种用于水面舰船的水下爆炸冲击因子

在水下爆炸模型试验和数值计算中常用冲击因子来对结构的冲击环境作简单描述,而传统的冲击因子在描述近距离水下爆炸相似性问题时存在一些不足.该文试图定义一种新型的冲击因子,使之较传统冲击因子有更加广泛的适用范围并提高精度.使用ABAQUS软件对水面舰船模型进行数值仿真,从结构总动能、总势能、平均冲击谱响应3个方面来考察计算结果.结果表明,在新型冲击因子相等的条件下,各工况的上述3方面冲击响应总体效果较为接近.而传统冲击因子相等时,结构冲击响应总体效果差异很大.通过分析可知,该文定义的新型冲击因子不仅能描述爆距变化范围较大的工况冲击环境的相似,还能描述相同爆距下药包水平方向移动的工况冲击环境的相似,这对相关的研究和工程应用有一定借鉴意义.

水面舰船总强度标准应用研究

由于现有国内水面舰船设计规范仅适用于船长160m以下的舰船,有必要提出适用于船长160m以上的水面舰船结构设计标准,本文着重讨论了水面舰船总强度标准,综合分析和比较了现行规范对总强度的相关规定,并在整船三维有限元强度分析的基础上提出了当船长超过160m并接近200m时船体的总强度标准的建议,最后给出了设计目标船的结构设计校核应用实例。

水面舰船集成优化设计探讨

舰船综合作战能力的最大化与舰船资源的稀缺性是舰船设计阶段永恒的矛盾,集成优化设计正是在此背景下提出的解决舰船需求与现实之间矛盾的方案。通过提炼国外水面舰船集成优化设计思想,总结舰船集成优化设计的概念与原则;描述国内水面舰船集成优化设计存在的问题,并在此基础上提出舰船总体应通过做好型号总体顶层设计、落实总体设计优化工作及加强对总体和系统的监督管理,舰船系统应通过优化系统结构、提高"四化"(自动化、智能化、信息化及标准化)程度及提高系统效率等方面加强集成优化设计工作;展望了集成优化设计在改变设计理念、提升舰船能力及经济性等方面的收益。

基于板块元的水面舰船远场声目标强度预报方法

提出了一种基于板块元的水面舰船水下远场声目标强度数值预报方法,首先根据水面舰船水下船体及附体的型线进行等效建模,采用板块元方法进行网格划分,建立了水面舰船特有的复杂附体二次反射、海面散射效应的数值模型,将各板块元的声散射视为一种"滤波",各板块元的散射声传输函数具有不同幅度、相位、时延,将其叠加之和进行反傅氏变换后,获得水面舰船波形级的远场声目标强度及方位分布特征。通过分析比较典型声呐探测信号下水面舰船的声目标强度,验证了该方法的有效性,为优化与控制水面舰船目标强度,分析水面舰艇水声对抗的作战效能提供了物理依据。

水面舰船雷达波隐身技术与总体设计

具有优良雷达波隐身性能的现代化水面舰船是各海军强国舰艇平台技术研究的重要发展趋势,以往国内舰艇的雷达波隐身技术虽已有初步应用,但层次还较低,舰船的隐身性设计未能形成自顶而下的组织管理体系,总体设计未能充分牵引系统、设备单位的雷达波隐身技术的研究。简要介绍国内、外雷达波隐身技术发展概况,通过对国内护卫舰雷达波隐身技术应用情况的分析,讨论雷达隐波身技术措施对总体设计的影响以及存在的有关问题,提出水面舰船雷达波隐身设计体系和流程,以及雷达波隐身设计和控制程序,并以此指导某型舰的总体设计,可为今后水面舰船开展雷达波隐身设计提供参考。

星载合成孔径雷达探测水面舰船技术研究

星载合成孔径雷达 (SAR)对水面舰船探测技术作为一种受到普遍关注的获取舰船信息的有效手段 ,较之其他探测方法有着独特的优点 ,根据近年来国内外运用星载SAR所取得的成果 ,对其探测舰船及其尾迹技术进行研究 ,以期获得较好的方法检测船舶及其尾迹。

水面舰船尾流气泡半径变化规律的研究

对水面舰船尾流气泡的半径随其所处深度变化的规律进行了理论分析,并比较了海水压力和气泡中气体扩散对气泡半径的影响幅度。结果表明:对于初始半径较大的气泡,其半径随深度降低而增大;对于初始半径较小的气泡,其半径随深度降低而减小;对于初始半径为70～80 μm的气泡。

水面舰船的冲击环境与相关参数分析

对水面舰船的冲击环境研究是考核舰船生命力问题的重要组成部分.结合大型有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA对某3种不同的排水量、不同类型的水面舰船进行了数值实验研究,分析了不同水下非接触爆炸时,水面舰船船底结构冲击加速度峰值随排水量等参数变化的趋势,为水面舰船生命力评估提供了一种便捷的输入冲击环境.通过数据分析表明:水面舰船底部冲击加速度峰值与排水量、水线面有效承载面积.药包重量、爆心距船体外表面最短距离等参数有关.在对水面舰船冲击环境进行数值分析时,可以参照水面舰船的相关参数合理给出加速度的变化趋势,为舰船抗爆抗冲击分析提供一定的基础.

水面舰船减阻节能球鼻艏理论及模型试验研究

基于线性兴波理论,对水面舰船加装减阻节能球鼻艏进行理论和试验研究,发现水面舰船加装减阻节能球鼻艏可获得较好的减阻效果。根据理论优化结果选取多个理论模型进行船模阻力及波形试验。试验结果表明,球鼻艏在特定的中高航速下可以使兴波阻力最多减少37%,总阻力最多减少15%。

水面舰船气泡尾流的电导率特性和热特性的实验研究

在实验室水槽中用微孔陶瓷管模拟了水面舰船的气泡尾流,采用自制的包含电导率探头和温度传感器的复合探头,测量了模拟气泡尾流的电导率信号,并在海上实测了不同水面舰船气泡尾流的电导率信号和热特征信号,分析了这两种信号的形成机理及其主要影响因素。实验测量结果表明:水面舰船气泡尾流区的电导率信号和热特征信号与非尾流区的信号具有显著差别,尾流区与非尾流区的信号差值与海洋垂直温度梯度的大小、目标船的吨位和吃水深度及航速的大小成正比。

水面舰船破损稳性的概率评估方法

水面舰船生命力的主要影响因素之一是舰船遭遇不同武器破坏下的薄弱性,而薄弱性主要由破损稳性决定。目前,舰船破损稳性评估主要运用确定性方法,但该方法不能全面评估舰船破损稳性。为了更加客观、全面地评估舰船破损稳性,探讨水面舰船破损稳性评估的概率方法,提出变区间线性插值计算残存概率Si的新方法并开发计算程序。以某水面舰船为例,计算各种破损情况的进水概率Pi以及残存概率Si,并累加所有破损情况Pi和Si的乘积,得到分舱指数A。研究表明:通过将分舱指数A作为评估指标并考虑不同武器和碰撞的综合破坏效应,概率方法可以实现水面舰船破损稳性定量且整体的评估,能为舰船初步设计阶段主船体的分舱优化以致提高舰船生命力提供一种解决途径。

水面舰船研制过程中重量重心控制方法

舰船研制过程中的重量重心控制是关系舰船在全寿期内能否保持舰船基本生存能力特性(稳性、不沉性)的重要问题。介绍了国内外舰船设计过程中排水量极限和重心高极限、排水量及重心高储备设计、各阶段重量重心计算细致度、减重优化设计等控制方法,通过分析舰船建造和使用中的重量重心控制现状和控制方法,提出了水面舰船研制中建立完整的重量重心控制体系,在总体顶层、系统设计、建造、管理等方面的重量重心控制措施和储备设计方法。

高能激光武器在水面舰船上的潜在应用

分析了反舰导弹对水面舰船构成的威胁和水面舰船现役反导防御系统的局限性,结果表明,现役舰载防御手段的反导能力有限,水面舰船面临着反舰导弹的严重威胁,迫切需要寻求新的防御手段和发展新的防御武器来增强其对付这种威胁的能力。在此基础上,简要分析了高能激光武器的主要特性,并据此对高能激光武器这一新概念武器在水面舰船上的可能应用及作用进行了探讨,认为高能激光武器是一种极具潜力的近程反导防御武器,可在水面舰船的近程反导防御,甚至在为反卫星和水面舰船上提供高分辨率光学警戒支持等方面发挥重要作用。

水面舰船双层结构水下抗爆特性数值模拟

在充分调研国内外相关文献的基础上,选取当代海战中普遍使用的水下攻击武器以及大型舰船典型双层结构为研究对象,通过非线性有限元程序LS-DYNA,对水面舰船双层结构水下抗爆特性进行数值模拟,分析各层结构在遭受水中兵器接触爆炸时的破坏模式并得出结论:采用所使用的材料模型及网格划分方法所得的结果与经验公式相符,具有良好的工程精度;底部破坏具有明显的网格状,破口受强力构件的限制,沿着强力构件裂开,花瓣状不明显;应力集中区域表现在内外底板间强力构件与内外底板的交接处,特别是龙骨等结构处。在此基础上,从吸能效果的角度计算各层结构的吸能比例,结果显示,在接触爆炸作用下,船底内、外底板间结构是主要的吸能结构,其吸收能量大于内、外底板。

美国水面舰船电磁脉冲防护标准浅析

为了提高强电磁脉冲的防护能力,必须面对雷电、核电磁脉冲高功率微波的挑战。首先分析了水面舰船电磁脉冲能量的耦合方式和途径,包括"前门"耦合,"后门"耦合,并在此基础上分析了国外水面舰船,主要是美国水面舰船强电磁脉冲防护的标准及要求,为我国水面舰船的强电磁脉冲防护标准制订提供技术参考。