超空泡鱼雷双雷齐射命中概率解析方法

双雷平行航向齐射,是直航鱼雷提高命中概率的有效手段之一。文中建立了超空泡鱼雷双雷齐射模型,并根据命中方程将齐射两雷一次转角射击等效为直进射击,明确了鱼雷命中目标的实质,即鱼雷末弹道相对速度方向与等效初始目标方位角方向重合,使得齐射问题得以简化。根据鱼雷直进射击规律,以脱靶量作为命中指标、以目标水线面形状作为命中范围建立双雷齐射命中概率解析模型,并考虑诸如平台探测误差、鱼雷航行误差和目标航行误差影响,利用统计方法作为对比试验,试验结果表明解析计算模型与统计计算模型结果相吻合,验证了解析模型的正确性。最后分析了各误差源灵敏度,明确了提高鱼雷航向控制精度和方位探测精度是提升命中概率的有效途径。

水下高速超空泡鱼雷建模与分析

超空泡技术可以大幅减小水下鱼雷的阻力,提高水下武器的速度及战斗力,因为空泡的包裹使得水下超空泡鱼雷的流体动力问题极其复杂,分析了水下高速超空泡鱼雷纵向平面上空化器、尾翼控制面的动力及其尾部滑行力。根据纵平面基本动力学方程,给出了超空泡鱼雷纵平面的非线性基本动力学模型,并计算了模型的具体参数。在纵向平面上,超空泡鱼雷的运动方程是一个具有动态耦合的弱阻尼系统。仿真分析了超空泡鱼雷纵向运动和稳定性。

超空泡鱼雷推进系统相关问题设计初探

总结了超空泡鱼雷对推进系统的3个设计要求,通过超空泡鱼雷推进系统与传统推进系统比功率的对比,确定超空泡鱼雷推进装置的类型宜选喷射推进装置;计算确定了鱼雷航程与燃料比冲量及密度的关系,选择水反应金属作为主要燃料。对采用金属水反应发动机的超空泡鱼雷推进系统工作原理和控制方式进行了详细论述,提出使用启动药柱和涡流旋转燃烧室解决金属水反应发动机启动和持续反应的问题,通过改变超空泡鱼雷尾部喷嘴喷出气体的方向来控制鱼雷的航行姿态。研究表明,采用铝水反应发动机的喷射推进系统可以满足超空泡鱼雷推进系统的设计要求。

超空泡鱼雷技术特点分析

在简要回顾各国超空泡鱼雷发展概况的基础上,解释了几个易混淆的与空泡有关的新术语(空泡、超空泡、自然超空泡、通气超空泡和空泡数),分析了超空泡的形成机理和特点,详细阐述超空泡鱼雷在总体结构和性能、动力推进、控制系统和弹道形式等方面的技术特点,概括超空泡鱼雷与普通鱼雷在结构外形、流体动力布局、系统组成和工作特性等方面的不同之处。

超空泡鱼雷外形优化

为了优化超空泡鱼雷的外形参数,获得同一空化数下的最大航行体体积,基于经验公式,考虑到空泡与超空泡雷体的关系,通过对圆盘空化器产生的超空泡形态近似处理和对超空泡鱼雷外形分段分析,推导了航行体最优外形下的半径计算公式.计算了一定空化数下航行体优化后的体积,与已有的某超空泡航行体原型做了对比,验证了优化结果的有效性.结果表明,外形优化能够增加航行体的容积和航程,提高超空泡鱼雷的性能.这为提高超空泡鱼雷的航程提供了一个方向,对今后超空泡航行体外形的优化设计提供参考.

德国轻型超空泡鱼雷研发现状及展望

德国的一种实验型超空泡鱼雷的速度和机动性已获得了重大进展,其惯性制导的超空泡鱼雷航速已成功地超过了200 kn,该雷采用鸭式前舵控制,在雷头直接配备横滚-纵倾控制系统以达到很高的旋转角速率,所设计的子系统,例如惯性导航、自动驾驶电子装置、机械装置与声纳器件可承受高重力环境和强冲击震动。由于超空泡鱼雷的高速以及所采用的火箭推进技术,使该鱼雷适用于短距离的水下防御,这种鱼雷的高速度、快速反应时间以及良好的机动性有利于水面舰艇和潜艇的近程使用。

美国超空泡鱼雷专利技术新动向

近几年来,美国海军研究署持续投资美海军水下战中心和宾夕法尼亚州立大学应用研究实验室,用于开展超空泡武器技术的基础研究和应用研究。美海军近期对超高速鱼雷的最迫切需求是将其应用于鱼雷防御系统,以对抗尾流自导鱼雷。这里介绍2004年以来公布的4项由美海军水下战中心的研究人员作为发明人的美国专利,这些研究成果集中反映了可供参考的对超空泡航行体的空泡产生、保持、控制的一系列措施,这将有助于了解美海军在超空泡鱼雷技术方面的最新进展。

基于THINC/QQ格式的超空泡鱼雷三维流场特性及水动力性能优化研究

为了研究超空泡鱼雷的超空泡形态演化及水动力特性,采用开源软件OPENFOAM对超空泡鱼雷自然空泡的复杂流动过程进行了三维数值仿真研究。首先,基于THINC/QQ格式、剪切应力传输k-ω湍流模型以及Schnerr-Sauer空化模型在非结构网格上建立了不可压缩流体体积函数多相流模型,并通过与水洞实验案例对比验证了该求解器的准确性。在此基础上,该研究对无尾翼鱼雷模型开展了不同速度、不同空化器形状以及不同表面浸润性条件下的超空泡流动数值仿真,给出了典型工况下超空泡鱼雷的三维流场演化过程以及水动力变化规律,对比了多种空化器形状和尺寸参数的超空泡流场和水动力特性。结果表明:具有一定锥度或者本身阻力系数较小的空化器可有效降低航行阻力,但因损失空泡体积可能会降低航行稳定性。文中还新颖地研究了鱼雷表面材料亲疏水性及其布置位置对超空泡水动力性能的影响,可为超空泡减阻领域的相关研究提供参考。

超空泡鱼雷命中概率解析方法

建立超空泡鱼雷命中概率的解析模型,是明确鱼雷射击过程中各项误差源影响规律的有效途径。文中针对超空泡鱼雷直航攻击过程,考虑平台探测误差和鱼雷航行误差的影响,建立了鱼雷脱靶量散布模型。同时考虑目标水线面对命中概率的影响,建立了目标命中范围模型,并且通过理论分析提出将目标运动误差统一到平台探测误差上,既能保证计算准确度,还可有效避免目标二维散布带来的建模困难问题。在此基础上,建立了超空泡鱼雷命中概率解析模型,通过与统计方法的对比,验证了解析模型的计算准确性。此外,文中还通过灵敏度分析,明确了初始视线角的探测误差和鱼雷航向误差是对命中概率影响最大的误差源,可为超空泡鱼雷作战效能的提升提供参考。

基于脱靶量散布的超空泡鱼雷命中概率研究

为评估超空泡鱼雷等直航鱼雷的作战效能,明确其命中概率尤为重要。文中提出直航鱼雷的脱靶量解析形式,直观地揭示了鱼雷距离目标最近时的散布规律,同时考虑水面目标几何尺寸以及鱼雷毁伤半径,建立了鱼雷命中目标的判定模型。进一步分析了从对目标探测到命中目标的直航鱼雷攻击全过程,提取出过程中的误差来源,并采用基于蒙特卡洛的统计方法对超空泡鱼雷命中概率进行评估。通过仿真试验分析了初始雷目距离、初始目标舷角和目标航速对命中概率的影响。结果表明,超空泡鱼雷最佳射距在5 km以内,在初始目标舷角为20°~150°之间具有更高的命中概率,对低速目标的攻击优势主要体现在大舷角范围内。

超空泡鱼雷超空泡发生器方案设计探讨

根据俄"暴风"超空泡鱼雷公开资料,运用气体发生器及动力源火工品设计原理,进行超空泡鱼雷超空泡发生器方案论证,对超空泡发生器气源类型、总体结构、气量调节等关键技术进行了研究,并设计了试验用超空泡发生器。验证试验结果表明:设计的超空泡发生器能够满足鱼雷超空泡的用气量要求,并可实现流量控制。说明设计方案具有较好的可行性。

俄罗斯 开发新型超空泡鱼雷

近日，俄罗斯Elektropribor设计局正在开发新一代超空泡鱼雷——Khishchnik鱼雷，

一种基于独立膨胀原理的三维超空泡形态计算方法

针对超空泡鱼雷机动过程中流体动力计算需实时准确预报出三维空泡形态的问题,文中基于空泡截面独立膨胀原理,提出了一种三维非定常超空泡形态计算方法。通过与Logvinovich模型和计算流体力学(CFD)数值仿真方法的对比,验证了该方法的合理性。采用该方法对鱼雷的变速运动,变深运动,横、纵平面沿正弦轨迹运动及三维空间内螺旋运动的三维空泡形态进行了仿真分析,仿真结果表明,文中方法可以预报超空泡鱼雷沿任意轨迹运动的三维非定常超空泡形态。相较于Logvinovich模型和CFD数值仿真方法,该方法可以求解信息更全面的三维空泡形态,并可节省大量的计算资源。文中所做研究可为工程实践快速提供时变的三维超空泡形态,并可为超空泡鱼雷动力学模型的建立提供参考。

超空泡推进发动机燃料能量特性比较

超空泡鱼雷实现高航速、远航程的有效途径之一是携带高能燃料——金属粉末燃料或金属基燃料。为了说明这些燃料的能量特性,结合水冲压发动机的工作特点,采用最小自由能法对各种燃料进行热力计算,并进一步进行能量比较。分析结果表明,铝粉是较为理想的燃料,镁基燃料不可取。热力计算和能量比较法可为燃料的选择提供依据,进而指导水冲压发动机的设计和试验。

欧洲反鱼雷鱼雷研发展望

介绍了德国研发中的“梭鱼”轻型超空泡反鱼雷鱼雷以及法国提出的重型反鱼雷鱼雷的总体概念、技术特点和部分试验结果，分析了它们产生的背景和意义。“梭鱼”鱼雷采用开式超空泡，头部锥形空化器、控制舵和自导头集成为一体，在已进行的单项试验中，速度达到240kn，可进行机动，自导发现重型鱼雷距离大于200m。仿真结果表明，“梭鱼”鱼雷可为舰艇提供效果显著的近程拦截能力。法国DCN公司基于增加战斗部威力的目的，将研究重点放在了重型反鱼雷鱼雷上。设计了3种威胁想定：反潜机在0．5—3km距离内空投轻型鱼雷，水面舰艇在3—6km距离内发射轻型鱼雷，潜艇在4—10km距离内发射重型线导鱼雷，并对其进行了仿真试验。对DCN通过仿真所得出的不同报警距离的拦截成功率、鱼雷空间交汇时间概率分布、最小交汇距离概率分布以及拦截距离概率分布等仿真结果进行了综合分析。

超音速潜艇,从上海到美国只需100分钟

你听说过超空泡技术吗?这项技术可以使水下装置以极高的速度运行,典型的技术应用是超空泡鱼雷,它的速度可达到200节,相当于每小时370千米,是最快的水下武器。通常情况下,使用超空泡技术的鱼雷速度接近于高速飞行的直升机。传统的舰船速度在30节左右,如果速度能达到200节,将彻底改变海上交通状况。实际上,超空泡是一种奇特的物理现象。

餐余腐殖化产物的制备及其对Cu2+和Cd2+吸附效能

以餐余为研究对象，将其通过水热处理法反应后，得到腐殖化产物，并使用碱提取溶液吸光度法测定腐殖化程度。将所得腐殖质对重金属离子cu2＋、cd2＋进行了吸附实验。实验结果表明所得腐殖质对重金属离子具有一定的吸附作用。pH值为4时，腐殖质对cu2＋吸附率达到54．7％且稳定。pH值为6时，对Cd2＋吸附率达到96．1％且稳定，腐殖质对cd2＋的吸附效果比cu2＋更好。此种得到腐殖质的方法原材料简单，安全、快速、高效，所得腐殖质对重金属有较好吸附效果。