X舵潜艇内外舵水平面回转操纵数值模拟

基于STAR-CCM+软件建立X舵潜艇水平面回转操纵运动三维数值模型,开展潜艇直航阻力数值模拟,并将其与经验公式结果进行对比,验证数值模拟结果的准确性。在此基础上,数值模拟潜艇不同航速下以15°舵角水平面回转,研究X舵内侧舵与外侧舵的回转性能。模拟结果显示:潜艇在不同航速、相同舵角下水平面回转运动时,外侧舵方案回转周期、战术直径、进距及正横距等回转参数均优于内侧舵方案5%以上;潜艇低速回转时,内侧舵定常回转直径优于外侧舵,而高速回转时,外侧舵定常回转直径优于内侧舵5%以上。该方法适用于潜艇性能研究,研究结果可为潜艇实际操纵提供参考。

十字舵与X舵潜艇的水动力性能数值比较

现代潜艇尾操纵面建筑形式主要选择十字舵与X舵,这2种形式的舵各有其优缺点。在以往关于这2种舵形潜艇操纵性水动力的研究中,有研究者通过编制潜艇六自由度运动仿真程序,对十字舵与X舵在水平面和垂直面的水动力性能进行了综合比较,得出X舵的水动力性能优于十字舵。本文以十字舵和X舵Suboff为研究对象,通过CFD数值方法模拟了潜艇直航运动和垂直面变攻角运动这2种具有典型代表意义的运动情况,分别计算了2种舵形潜艇的操纵性水动力,通过分析计算结果,定量地比较了在舵面积相等的情况下十字舵与X舵潜艇的水动力性能,得出与编程仿真相同的结论:X舵的水动力性能优于十字舵。

X舵潜艇空间旋回运动控制系统设计

[目的]为了解决潜艇X舵的空间旋回运动控制问题,采用模糊控制方法设计X舵空间旋回模糊操纵系统。[方法]构造权限模糊系统,以解决旋回过程中X舵对于纵倾、横倾的控制力分配问题。对潜艇水平面定深和空间变深旋回控制进行仿真。[结果]研究表明,设计的潜艇X舵空间旋回模糊控制系统具有较好的控制效果,能实现无纵倾无横倾旋回运动。[结论]验证了X舵空间旋回模糊控制系统的有效性,对于潜艇操纵有一定的参考借鉴价值。

X舵与十字舵潜艇水下定深回转特性分析

潜艇操纵性能的预测通常是在已经得到各水动力导数的前提下,利用数学模型来实现,该方法计算效率高但精度有限,无法研究潜艇周围流场分布情况且利用该方法对X舵的研究还不够深入。因此,为了对比研究目前国际上流行的X舵与十字舵两种艉操纵面形式,有必要尝试一种直观准确普适的CFD方法。本文利用现有的技术条件,整合整体动网格技术、六自由度运动方法、虚拟桨盘体积力法以及VOF法,直接模拟潜艇的水平面回转运动,从而更好地了解两种操纵面构型潜艇回转时的操纵性能。结果表明:本方法可以高效地获得回转参数,解决了回转运动模拟受到回流影响达到稳定状态时间长的问题;X舵潜艇的水平面回转灵活性要优于原十字舵潜艇。

潜艇X舵发展概况及其操纵控制特性分析

作为潜艇尾操纵面的一种发展趋势,X舵正在被越来越多的国家海军所接受。介绍了X舵在国外的发展概况,分析了它的操纵和控制特点,给出了X舵舵卡时的操纵措施。针对X舵操纵不直观这一现象,提出了X舵潜艇等效舵角转换装置设计思想,简化了X舵潜艇的操纵复杂度。通过仿真计算。