X舵与十字舵水下航行体水动力系数的对比

为了满足工程上水下航行体X舵水动力构型快速设计需求,需掌握X舵的操纵水动力特性,并建立适用于X舵水下航行体的水动力系数预报方法。本文采用数值模拟的方法,对比研究十字舵和X舵水下航行体的水动力系数和压力分布特性。结果表明,设计参数相同的情况下,有围壳、无围壳2种模型下X舵的动稳定性系数均低于十字舵,围壳对上方向舵和X舵的压力分布影响均在舵板前缘区域,约为舵板弦长的20%,且围壳对十字舵水动力系数和压力分布的影响均大于X舵。在此基础上,通过不同展长方案下十字舵和X舵水下航行体的线性水动力系数数值研究,得到X舵与十字舵水下航行体水动力系数之间的比例系数,从而提出基于十字舵水动力系数和X舵与十字舵水动力系数的比例特性实现X舵水动力系数快速预报的工程方法。

X形全动舵十字形鳍布局高速水下航行器设计参数对操纵性影响分析

针对X形全动舵十字形鳍布局的高速水下航行器外形结构,采用部件叠加原理建立了航行器流体动力系数与各部分尺寸之间的函数模型,建立了航行器流体动力、操纵稳定性和机动性与流体动力系数的关系。在给定各部件尺寸范围的前提下,通过优化超立方拉丁抽样得到设计变量的样本区间,采用试验设计思想分析了设计参数对航行器机动性能的影响程度,以及操纵性能对设计参数变化的灵敏度。结果表明,当设计参数在约束范围变化时,X形全动舵十字形鳍布局的高速水下航行器纵平面稳定度G_y和侧平面的动稳定度G_z均在0.4以上,具有良好的机动能力;航行器的负浮力大小与重心和浮心相对位置对航行器的G_y、G_z影响比较明显且呈现负效应;全动舵的舵截面弦长和展长对航行器机动性能影响最大,且全动舵宜设计为大展弦比舵并尽量安装在靠近尾部的位置。

现代潜艇尾操纵面的发展状况

介绍了潜艇操纵面的发展情况,论述了“十”字形尾舵和分离式“十”字舵的产生与特点,分析了“X”形尾舵的优点和不足,提出了确定操纵面建筑形式的设计依据。

基于CFD不同AUV艇体阻力性能研究

为了研究不同类型AUV艇体阻力性能特点以及十字舵和整流罩附体对总阻力的影响，在充分研究4种艇型型线的基础上，建立几何模型，选取标准k-ε，RNG k-ε，SST k-ω湍流模式，通过CFD对艇体进行阻力数值模拟。结果表明，十字舵引起的艇体阻力增加比例大约在10％～20％，且随着展弦比的增加而呈减小趋势，直径与艇体最大直径相当的整流罩引起的艇体阻力增加比例大约在40％～50％；流线型BLUEFIN阻力增加值随航速变化较大，而钝性BLUEFIN阻力增加值几乎不受航速的影响，AUTOSUB型AUV阻力性能最优，AUTOSUB和HUGIN适合中高速航行，REMUS和BLUEFIN适合低速航行。

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。

多操纵面飞机交叉耦合控制分配方法

针对操纵面交叉耦合效应下指令分配不精准的问题,基于序列二次规划提出了一种多操纵面非线性控制分配方法。在舵效线性条件下,引入虚拟控制指令建立了线性控制分配模型;考虑操纵面舵效交叉耦合非线性特征,以最小操纵面偏量为优化目标设计了交叉耦合控制分配器;采用修正BFGS算法改进序列二次规划,有效地求解了交叉耦合控制分配指令。仿真结果表明,所提出的方法能够合理利用所有操纵面并实现精确分配。

滚转振荡指标在再入无人飞行器上的应用研究

深入研究了飞行品质规范中滚转振荡指标的物理意义,探讨了以侧滑相位描述滚转振荡指标的机理,分析了影响滚转振荡指标边界的三个因素。针对再入无人飞行器各飞行阶段,分析了滚转振荡指标的适用性。最后,基于方向舵交叉控制可以减小滚转速率振荡幅值比的控制策略,针对再入无人飞行器对滚转振荡指标的边界进行了初步拓展,为再入无人飞行器飞行品质指标的制定提供了一种思路。

船舶横向力与舵力对船舶操纵性的综合影响

通过对单桨单舵船系泊正车时的舵力、螺旋桨推力的估算与此时船舶横向力实验结果的对比分析，对舵力与船舶横向力进行量级分析，同时对系泊倒车时的舵力、船舶横向力的量级关系进行推广，提出利用船舶横向力与舵力的综合作用改善船舶操纵性，特别是在低速靠离码头时要充分注意ｈ／Ｄ，ｂ／Ｄ的数值对舵力与船舶横向力量级的影响．