基于合成双射流的襟翼舵效增强技术研究

飞机在起降和大机动过程中,襟翼偏角过大会导致襟翼上方出现流动分离,从而使舵面效率降低甚至失效。为有效解决舵效问题,提出了一种基于合成双射流的襟翼舵效增强技术,针对无缝襟翼,探究了合成双射流不同控制参数对升力、舵效的影响规律。研究结果表明:合成双射流能在襟翼表面形成周期性涡结构,增强边界层底部低速流体与主流的动量交换,提高边界层抗逆压梯度的能力;襟翼处合成双射流可有效提高升力、增强舵效;当合成双射流无量纲驱动频率为3.89、动量系数为3.01×10–3时,舵效增强效果最好。此外,还设计、制作了合成双射流激励器与机翼一体化模型,并开展了飞行试验,可实现的滚转角速度达15.69(°)/s,验证了合成双射流增强舵效的可行性和有效性。

基于卷积理论的船舶舵效辨识及艏向短时预测方法

针对船舶较长的操舵响应时间使得航向难以快速把定,甚至引起艏向角振荡及更多的安全问题,应用卷积理论并结合二阶惯性系统的单位脉冲响应特性,设计一种对船舶舵效进行辨识并对未来短时间内艏向变化进行预测的方法。利用采集的实船数据对该方法进行验证。用该方法得到的舵效和艏向短时预测结果可为船舶在紧迫局面下的避让提供可靠的决策支持信息,可为船舶自主航行智能决策提供支持。

随浪中船舶舵效损失试验研究

本文报道了船舶随浪航行时舵横向力测量模型试验。以静水中船后舵横向力为参照基准，分析了船舶位于波面不同位置处的舵效损失及其原因。并试图说明，舵效损失是船舶随浪航行发生横甩的一个重要原因。

超空泡航行器舵效的水洞试验研究

为了获得超空泡航行器可控弹道与总体设计输入条件,对通气超空泡的生成和尾翼舵角的力学特性进行了缩比模型试验.通过改变通气量和尾翼舵角,对模型超空泡的形态和力学特性进行了深入分析,获得了尾翼舵角对升力的影响规律及尾翼舵效随攻角和通气量变化的规律,并探讨了由于空泡尾部重力效应引起的上漂现象的补偿方法.试验结果表明:在沾湿条件下,水下超空泡航行器尾翼舵面升力线斜率可取正值常数进行全域投影,这与同样条件下常规水下航行器相同;完成超空化后,当攻角为0.4°时,主体空泡耦合升力损失将导致舵效减小,且舵效对通气量的改变不敏感;当攻角大于1.2°后,舵效特性逐步恢复,此时主体空泡已经脱离翼面,舵面处于沾湿状态.

采用不同气动控制舵面的临近空间高超声速滑翔飞行器舵效研究

在升力体构形的基础上,构造了3种不同布局方式的气动舵作为控制面,通过数值模拟手段对FLAP舵、后缘舵及全动舵的舵效进行了比较分析,并对带全动舵滑翔飞行器的气动特性进行了风洞试验研究。数据显示全动舵在纵向通道内调节压心位置的能力较大,有足够的配平能力,在偏航及滚转控制时舵效均高于FLAP舵及后缘舵,同时可有效降低对舵机载荷的要求。研究表明对于升力体构形的飞行器而言,全动舵在临近空间高超声速范围内作为气动控制舵面具有一定优势。

以舵效最优为目标的襟翼舵优化设计

以远洋渔船母型襟翼舵为对象,高精度CFD 求解器作为评估工具,利用试验设计（DOE）和响应面方法（RSM）,采用转角比、尾弦比以及厚度比作为设计变量,以升力系数为设计目标,对渔船的襟翼舵进行了参数化优化设计;在此基础上,利用Bezier 翼型重构方法、PSO 优化算法对襟翼舵的翼型进行了优化设计,最终优化方案与渔船母型船襟翼舵相比,升力系数增加了15%～36%.文中建立的以数值评估优化为特征的襟翼舵参数化设计方法也可用于其他类型舵的优化设计.

船舶倒航舵效及操纵

根据舵压力、船桨舵效应横向力和风流对倒航船舶舵效的作用规律，讨论船舶倒航舵效差的原因，提出了船舶倒航操纵方法和操纵应注意的有关问题．

双桨游览船舶无舵效运动建模与控制研究

针对以太阳能和锂电池为能源、以无刷直流电机为推进装置的双推进双体游览船舶,论文通过对双体船受力分析,依据船舶运动建模方法,建立船舶在舵失效情况下的运动仿真模型。通过检测左右舷螺旋桨的转速,实时计算双桨转速差产生的等效舵效值,并给出合适的转速控制值。最后,以实船数据为依据进行舵失效情况下的船舶操纵控制策略优化,并进行系统仿真;仿真结果表明,论文提出的控制策略有效实用,提高了船舶操纵控制性能以及安全性能。

IMO框架内的舵效换算风险分析

基于SOLAS第Ⅱ-1/29条要求的全速操舵试验可能存在翻船风险,MSC.365(93)决议对SOLAS有关操舵试验的要求进行了修订。本文结合IACS相关文件,以船舶操纵理论知识为基础,结合模型试验和实船试验数据,对IACS UI SC246 Rev.1中提出的舵效换算方法开展了可行性分析与评估,为舵效换算及等效操舵提供了理论依据和试验基础。

波浪中船舶操纵横摇预报及舵效影响分析

基于经典MMG模型建立操纵性和横摇四自由度耦合模型,并利用耦合模型叠加波浪力的方式,论文对一艘S175自航船模进行波浪中操纵性和横摇预报,并根据自航模试验进行对比验证;其波浪力采用三维面元法计算,并根据船舶实时速度和遭遇浪向进行二维插值。在验证模型准确性后,对船舶在不同舵速、浪向角下的操纵运动进行时域模拟,比较了舵速和遭遇浪向对船舶舵效的影响,分析了浪向、波频对船舶操纵和回转时横摇的影响。

浅谈提高长江船舶舵效的途径

长江航区航道复杂，对船舶舵效要求较高，提高长江船舶舵效的途径主要有：利用常规舵系统提高船舶舵效；利用特种舵系统提高船舶舵效；提高操纵人员的技术素质以保证舵效的发挥。

倒车时舵效差的原因浅析

船舶在避让过程中常出现紧迫危险局面，在此局面中驾驶员常用倒车操纵船舶，而倒车倒航时船舶的操纵性能、运动规律和舵效与正车进航时是不一样的。本文着重分析倒车时舵效差的原因。

潜艇操纵运动的舵效仿真研究

针对潜艇空间操纵运动数学模型的复杂性,运动方程中水动力系数难以全部取得以及方程解算难度大等问题,在不影响潜艇空间运动主要特性的前提下,通过理论分析和实操经验以及计算机仿真需要,从潜艇对称性和潜艇运动特性入手,对现有潜艇空间操纵运动模型进行了合理地简化和求解,并进行了计算机仿真验证。根据计算机仿真结果对潜艇舵效进行了研究分析,为通过控制潜艇方向舵角和首、尾升降舵角来联合操纵潜艇运动提供了良好的参考和依据。

浅谈舵效

通过概括舵效的概念及舵的工作原理,分析各种条件下影响舵效因素及提高舵效的措施,为船艇操纵人员提供参考。

IACS等效操舵舵效换算方法分析

SOLAS78议定书第Ⅱ-1/29条要求的全速操舵试验要求,不能完全满足行业发展需求,且可能存在翻船风险,MSC.365(93)决议对SOLAS有关操舵试验的要求进行了修订。结合IACS相关文件,以船舶操纵理论知识为基础,结合模型试验和实船试验数据,对IACSUISC246Rev.1中提出的舵效换算方法开展可行性分析与评估。

波浪中船舶操纵横摇预报及舵效影响分析

随着我国社会主义现代化建设的不断发展,我国的海洋船舶运输技术得到了前所未有的发展。波浪中船舶操纵横摇预报直接影响着船舶运输的有效开展。该研究将在经典MMG模型的基础上,建立集操纵性、横摇四自由度耦合模型,并在该模型叠加波浪力方式下,对S175自航船模进行操作性、横摇预报,对自航模试验做出验证,模拟了波浪中船舶不同舵速、浪向角下的运动状态,探究了波浪中船舶操纵横摇预报及舵效影响,为相关行业提供一个参考与借鉴。

舵效失灵,谁在作怪?

某轮航行途中,不慎丢失2/3舵叶,致使舵效大大降低甚至失效,差点酿成重大事故。船舶进坞后对舵叶进行了详细勘察,分析了舵叶丢失的直接原因和间接原因,制定了相应修理措施。当天,当船长下令向右转向时,发现失去舵效,航向无法控制。船首开始向左旋转,并逐渐加速旋转,船舶位置大幅度向左偏离,操舵至右满舵也没有效果;发现舵效失灵后,船长立即采取慢车航行,并通知轮机长对舵系统进行检查,同时命令三副带领相关人员到舵机间待命,水手长、木匠等到船首备双锚,开启船舶失控灯,告知附近船舶规避,防止碰撞事件发生。

江海直达船舶的舵效分析

江海直达船舶在内河水域航行时,由于内河船舶密度高和码头水域狭窄,因此避让及调头作业是最为常见的工况,要求江海直达船舶具有良好的变向操纵性能。船舶的回转性是反映变向操纵性能的重要指标,针对江海直达船的尺度要素和舵参数,采用经验公式对其回转直径进行计算分析,提出了江海直达船舶的舵面积系数建议,并针对不同水域环境条件提出了增加其舵效的有效建议。

船舶倒航舵效及操纵注意事项

本文根据舵压力、船桨舵效应横向力和风流对倒航船舶舵效作用规律,分析船舶倒航时舵效差的原因,提出了一些船舶倒航操纵注意事项。

关于某科考船改善舵效的论证

文章根据船东需求,结合本船主要参数,就作业航速舵效要求,高速航行安全性两方面,对原单舵,普通双流线型平衡舵与双襟翼舵选型对比,舵面积选定展开论证,考虑其它案例、重量、造价、阻力因素,得出结论。