线导鱼雷动力电池管外激活发射初始弹道研究

为研究线导鱼雷动力电池管外激活发射初始弹道,文中运用流体力学理论,对线导鱼雷出管过程动力学进行分析。基于鱼雷航行动力学方程,结合线导鱼雷特点,建立线导鱼雷管外激活出管纵向运动模型,分别对横舵管制舵角和鱼雷出管速度取不同值时,纵平面初始弹道进行仿真,得到动力电池激活前鱼雷与发射艇的水平距离、深度差、鱼雷俯仰角以及速度的变化曲线,并对仿真数据进行分析。结果表明:以上2个参数对线导鱼雷管外激活初始弹道以及鱼雷航行姿态都有影响,通过合理设定横舵管制舵角,并尽量提高鱼雷出管速度,线导鱼雷管外激活发射可获得安全的初始弹道以及良好的姿态控制,验证了该发射方式的可行性。

UUV冲压活塞式装置发射鱼雷内弹道特性研究

针对无人水下航行器轻量化、体积小的要求,文中提出了一种液压缸-冲压活塞-栅状管式发射装置。为评估该装置动力特性,基于流体动力学和内弹道理论,建立了该装置发射鱼雷动力学模型,以液压缸速度为输入,获得冲压活塞前后端压力特性和发射鱼雷内弹道特性。经对比验证,上述模型计算结果与计算流体力学仿真结果基本吻合,证明了所建模型的可靠性。研究结果表明,冲压活塞运动过程中产生的最大阻力约为0.43 MPa,为满足液压缸速度输入,液压缸输出压力及功率可采用上述结果作为设计依据;冲压活塞运动在0.42 s后作减速运动,此时鱼雷运动约3.9 m,为减小鱼雷后续管内运动时的压差阻力,栅状管孔位可根据上述结果进行优化以提升补水能力,从而提高发射装置的做功能力。

一种提高正横布置潜艇发射装置发射安全性的方法

正横布置的潜艇发射装置在发射鱼雷诱饵时,由于受潜艇航行带来的水流作用力的影响,鱼雷诱饵出管后将向潜艇的尾部方向回转,如果潜艇发射鱼雷诱饵时的航速较高,则这种回转将十分严重,有可能与发射艇的尾部相碰撞,这将给发射艇及鱼雷诱饵带来安全性问题.文中提出了一种鱼雷诱饵发射装置在艇上作向前倾斜的斜置式布置结构.数值仿真结果表明:此种布置方式可以削弱鱼雷诱饵出管以后的回转趋势,从而可以避免较高航速时鱼雷诱饵与发射艇的回转碰撞.

遗传算法在自航式鱼雷发射管长度优化中的应用

自航式鱼雷发射管长度优化是一个复杂的非线性规划问题,常规优化算法难以找到全局最优解,为此,本文选择遗传算法进行自航管长度优化研究。根据优化问题的数学表达式(5),对不等式约束的处理和遗传算法五要素的确定进行了讨论,并采用内弹道模型(式(13)-式(18))求解鱼雷出管速度,从而使遗传算法得以实现。以鱼雷自航发射为例进行了模拟计算,模拟进化结果(表1)表明,采用遗传算法进行自航管的长度优化是有效的,可为后续相关课题的研究提供借鉴。

基于适应性权重遗传算法的自航式鱼雷发射管优化设计

为了对自航式鱼雷发射管进行优化设计,采用适应性权重遗传算法解决多目标非线性优化问题。选择发射管长度、体积、重量作为优化目标,通过运用“界限构造法”确定权重和目标函数、适应性罚函数法处理不等式约束,将多目标优化问题转化为单目标优化问题进行处理。以鱼雷自航发射为例进行了模拟计算,仿真结果表明,采用适应性权重遗传算法进行自航式鱼雷发射管的优化设计是有效的,可以为工程实践提供参考依据。

基于偏最小二乘回归的鱼雷管峰压估计

采用偏最小二乘回归方法,经交叉有效性检验建立了鱼雷管峰压的回归方程。通过实验数据比较,该模型拟合精度较强,说明偏最小二乘回归是估算舰艇鱼雷发射内弹道特征参数的一种有效方法。

战雷卡管现象分析及其应急处置和预防措施

针对潜艇发射战雷时可能发生卡管的重大隐患,分析了发射时鱼雷所受抛射压力不足使其达不到额定出管速度或鱼雷受到异物卡滞而影响其出管,鱼雷得不到控制解脱或发射器不做功使其无法获得向前运动推力等产生半卡管和全卡管的原因,并对战雷卡管后带来的安全性问题,从战斗部、一次电池和发射艇3个方面进行了详细地分析,得出了较为全面的安全性评估,为潜艇指挥员快速做出科学合理的反应提供了理论依据。同时提出了战雷发生卡管的应急处置措施和预防方法,为潜艇部队组织实施鱼雷的作战训练提供参考。

基于层次分析法的维修性预计方法

通过对目前常用维修性预计方法的分析,并针对武器装备的维修性要求,结合相关理论与方法,提出了基于层次分析法(AHP)的单元对比预计方法。该方法不仅满足武器装备定性和定量的要求,而且不需要很大的历史数据样本和试验数据样本,只需对武器装备的维修任务剖面进行分析,确定基准单元及其维修数据,然后通过各单元与基准单元的比对,进而得到武器装备的维修数据,具有简单、适用、节省开支的特点,更便于维修性设计。最后应用于鱼雷发射装置证明了该方法的有效性和可行性。

潜艇鱼雷发射装置“卡管”事故故障树分析

“卡管”是鱼雷攻击和训练过程中出现的极为恶劣的事故,本文对导致事故的原因进行了分析。由于试验数据和训练数据有限,传统的故障树分析难以对“卡管”事故原因及出现概率做出准确评价。本文通过采用模糊故障树分析法,建立了该系统的模糊故障树,对事故概率及原因进行了定量及定性分析,为部队装备管理、人员管理和维修决策等工作提供理论依据。

基于蒙特卡洛法的发射管内弹道参数分布的研究

就鱼雷发射装置发射内弹道受诸多随机因素的影响,通过对蒙特卡洛法随机模拟事件的分析,提出了用蒙特卡洛法对鱼雷发射内弹道参数的分布进行分析的观点,给出使用该方法的详细步骤,并通过求解实例,进行了有益的尝试。证明该方法对求解类似问题具有一定的实用价值。

电动力鱼雷动力电池管外激活发射弹道研究

为探讨电动力鱼雷动力电池采用管外激活发射时,发射参数对弹道的影响,建立了鱼雷纵平面运动模型,并针对管外激活情形对初始条件进行设定,利用Simulink编程,对横舵管制舵角、动力电池激活时间和鱼雷出管速度取不同值时的弹道进行仿真。结果表明,以上3个参数对鱼雷弹道都有影响,由小深度向大深度发射鱼雷时,横舵管制舵角应设为正值,由大深度向小深度发射鱼雷时,横舵管制舵角应设为负值,并尽量缩短动力电池激活时间,提高鱼雷出管速度,电动力鱼雷管外激活发射可获得较好的弹道。

偏最小二乘法在鱼雷出管速度预测中的应用

采用偏最小二乘回归方法,经交叉有效性检验建立了鱼雷出管速度的回归方程。通过与实验数据比较,该模型拟合精度较强,说明偏最小二乘回归是估算舰艇鱼雷发射内弹道特征参数的一种有效方法。

雷弹发射管特征参数测量方法

针对现有各种雷弹发射管轴线测量方法的不足,结合鱼雷发射管实际构造情况,提出了利用激光测量技术和曲面拟合技术实现雷弹发射管特征参数提取的方法,对测量误差进行了分析,并通过试验验证了测量方法的正确性和可行性。该测量方法思路新颖、原理正确,消除了人为测量误差,提高了测量精度和自动化水平,实现了对雷弹发射管所有作用面的监测。试验结果表明,该测量方法可以应用到实际的生产活动中。

渐扩型自航发射鱼雷内弹道模型与仿真

为探讨采用渐扩型自航发射管是否提高了鱼雷出管速度和补水压差引起的附加阻力对鱼雷出管速度的影响程度,通过对自航管内非常局限性边界条件下鱼雷受力的分析,建立了渐扩型自航发射管的内弹道模型。结合鱼雷在管内各阶段的运动状态,对渐扩管引起的流体阻力实时计算,进行了计算机仿真。通过仿真结果的比较,证明采用渐扩型自航发射管提高了鱼雷出管的速度,为以后自航发射装置的设计和改进提供了一定的理论基础,并通过比较,说明了补水压差引起的附加阻力也是影响鱼雷出管速度的重要因素之一。

基于遗传算法的鱼雷发射管优化设计

为了优化发射装置质量,探讨大深度鱼雷发射管的优化设计方法,通过解析法建立了鱼雷发射管在满足强度和稳定性要求的前提下,质量达到最轻的优化设计数学模型,并以MATLAB为平台采用遗传算法对该约束非线性混和离散变量优化问题进行全局寻优。计算结果表明,在满足目前战技指标的前提下,现有发射管在质量方面还有很大的优化余地,但不能满足未来大深度发射时的要求。将管体的设计工作程序化,具有一定的工程应用价值,对鱼雷发射管管体优化设计具有一定参考意义。

UUV自航发射方法探究

针对通过鱼雷发射管自航发射UUV,分析UUV自航出管的前提条件以及自航出管是否可行。UUV自航出管的可行性与其重力浮力差、最低出管速度及出管时的潜艇航速相关,探究典型口径鱼雷发射管适合自航发射的UUV。对无人水下航行器内弹道建模,分析自航发射时不同的补水方式对自航发射UUV的影响,从理论上对UUV自航出管的可行性进行论证。

基于CFD的假海试验设施鱼雷接收管数值仿真

鱼雷接收管是假海试验设施的重要组成部分,其主要作用是接收发射出管、沿导向管而来的鱼雷,并使其减速、停止在接收管中。文中采用商用CFD软件,使用剪切压力传输(SST)k-w模型并结合动网格技术,仿真了在一系列参数条件下鱼雷进入接收管的运动过程。仿真中分别考虑了接收管的内半径、管长及雷速等参数,得到了这些参数对鱼雷运动过程的影响。仿真结果表明,鱼雷进入接收管由于受水体作用的影响,具有明显的非线性特征。仿真结果可为接收管设计提供验证和支撑。

鱼雷发射管的光学测量研究

随着对潜艇武器发射系统制造精度要求的不断提高,高精度的检测手段也不断发展。针对鱼雷发射管零件中心线的测量,介绍了一种光学测量方法的原理,并运用该方法对某发射管进行了工业现场测试。

工程实践中鱼雷发射管中心线的测量方法

针对现阶段采用的两点法测量不准,使用自准直仪,通过光学方法测量鱼雷发射管中心线。首先模拟现阶段测量方法获得的鱼雷发射管变形测量结果。再以分段测量得出鱼雷发射器每段的中心轴线。试验证明使用该方法光学测量精度高,理论上可无限逼近真实发射管中心线。

鱼雷发射装置虚拟维修系统的研究与实现

首先介绍了鱼雷发射装置虚拟维修系统的基本组成,然后针对鱼雷发射装置的具体情况,介绍了利用实用三维建模软件Maya的建模过程,给出了鱼雷发射装置虚拟维修系统的实现方法与途径。初步的仿真结果表明,该方法思路清晰,实现简便,能够较好地实现鱼雷发射装置虚拟维修,并且对开发其他有关系统具有参考价值。