空气涡轮机带负载启动过程仿真

涡轮泵发射系统是目前世界上海军现役潜艇最先进的液压平衡式深水发射装置。空气涡轮机是涡轮泵发射系统的动力核心。为深入研究该涡轮机的工作特性,为进一步的研发工作奠定理论基础,运用热力学、空气动力学等理论建立空气涡轮机及其辅助系统的仿真模型,根据仿真模型编制仿真软件,进行空气涡轮机启动过程的动态仿真,并对仿真结果进行析。仿真结果表明,空气涡轮机带负载的启动特性可满足涡轮泵发射系统的要求。该模型不仅可用于该涡轮机的仿真研究以摸索其工作特性,其仿真结果还可为试验样机的总体设计及其试验的提供理论依据。

液压平衡式水下鱼雷发射系统活塞缓冲特性数值仿真

为研究水下鱼雷发射系统水缸活塞缓冲阶段对系统造成的冲击振动影响,采用计算流体力学(CFD)仿真对其缓冲机构特性进行研究。仿真中采用一维仿真与CFD仿真相结合的方法。气瓶与气缸热力学模型、活塞及鱼雷动力学模型均用一维常微分方程(ODE)描述,采用四阶龙格库塔法求解;包括水缸、发射水舱和发射管的整个海水区域的流体流动采用CFD方法求解。一维模型和流体计算模型之间用活塞与鱼雷的受力和运动速度作为中间变量相联系,从而实现流体与固体之间的耦合。仿真结果表明,发射结束时缓冲座内海水瞬时压力过高会对潜艇结构造成较大冲击,为降低鱼雷发射冲击振动与噪声必须对活塞缓冲机构进行优化。

基于STPA的鱼雷发射安全性分析

针对复杂鱼雷发射系统传统安全性分析方法的局限性问题,提出了一种新的鱼雷发射安全性分析方法。采用系统理论过程分析方法对鱼雷发射安全性问题进行研究。通过系统级分析建模,识别鱼雷发射过程的不安全控制行为,分析其产生的关键原因;构建鱼雷发射安全性计算分析框架,选取具体不安全控制行为作为计算分析对象,开展了基于STPA的鱼雷发射定量安全性分析。结果表明,采用STPA方法可为鱼雷发射安全性设计提供指导。

基于模糊层次分析法的鱼雷武器系统作战效能评估

潜艇鱼雷武器系统在现代高技术战争中发挥着日益重要的作用,其作战效能评估也越来越受到重视。潜艇鱼雷武器系统的作战效能评估,基于鱼雷武器系统作战效能指标体系,运用模糊层次分析法(FAHP)实现,并结合实例对评估结果进行了分析,验证了此方法的可行性。

潜艇鱼雷发射系统军事需求及对策分析

潜艇鱼雷发射系统是潜艇武器系统的重要组成部分,其战技性能直接影响潜艇整体作战效能。本文针对潜艇鱼雷发射系统研究与建设现状,结合未来海战中潜艇作战行动的特点,分析了潜艇鱼雷发射系统的最新军事需求。通过分析鱼雷发射系统的综合指标要求,指出了其未来的发展趋势和涉及的关键技术,特别强调了鱼雷发射系统的整体性要求,并提出了几点建议。

鱼雷发射装置空发系统战损分析

实施潜艇战场损伤分析是开展潜艇战场损伤评估与修复的必要前提,文中立足于潜艇战场损伤分析的特点及重要性,以鱼雷发射装置空气发射系统为例,首次综合运用基本功能项目分析(BFIA)、损伤模式及影响分析(DMEA)、损伤树分析(DTA)和损伤定位分析(DLA)等现代损伤分析技术进行潜艇装备损伤评估,有利于搜集整理潜艇装备损伤数据、预测装备损伤信息、准确有效实施装备战场损伤的快速评估。

基于Fluent/Simulink的水下发射系统发射阀流场数值仿真

发射阀是水下鱼雷发射系统的重要部件,其流量特性决定了鱼雷发射内弹道及相关的发射系统瞬态特性。为研究发射阀内部流场规律,提出了基于可压缩流体力学控制方程描述发射阀处流体流动和1D常微分方程描述气瓶与气缸热力学特性,采用商用计算流体力学软件FLUENT和1D仿真软件Simulink联合仿真的方法对发射阀的内部流场进行了数值模拟。由数值计算得到的发射阀质量流率与解析结果具有很好的一致性,从1个侧面验证了计算流体动力学(CFD)模型的正确性。所获得的数值模拟结果可为进一步研究水下鱼雷发射气动系统的流致振动与气动噪声等特性提供参考。

鱼雷发射过程控制序列的Petri网仿真分析

以某鱼雷发射过程的控制序列作为研究对象,提出了在非完全离散系统基础上建立Petri网结构集的离散化方法;针对该鱼雷发射过程的控制序列建立了Petri网,得到了可达树形式的仿真运行结果,并对发射成功的随机性进行了探讨。本文还对Petri网在类似非完全离散系统中的应用作了分析和展望。

激光熔覆及其在水中兵器修复上的应用

激光熔覆具有热变形和热影响区小、对材料性能影响少、修补范围大及效率高等优点,美海军在水中兵器的快速低成本修补中大量使用了激光熔覆修复技术,不仅提高了修复质量,与镀铬修复相比,不会产生环境污染,而且还降低了修复成本。该修复技术已经在鱼雷壳体、发动机汽缸缸体、垂直发射系统的发射管、阀座、阀杆和轴等易受到腐蚀和磨损部位的修补中得到了应用与推广,取得了极好的经济效益,具有现实意义,因此受到海军的高度重视,该文介绍了美海军舰船上采用这种技术的现状和进展,对我国今后开展这方面的研究将有启示作用。

鱼雷发控系统的自动化检测设计

介绍了鱼雷发控系统测试设备的工作原理及其功能;给出了测试设备的硬件构成和软件设计方法,并分析设计中所采用的关键技术;研究认为,采用LabWindows/CVI作为软件开发平台,具有良好的人机界面。

基于特种活塞发动机的水下鱼雷发射系统仿真

为了给水下鱼雷发射系统寻找合适的原动机,提出了特种活塞发动机方案,建立了水下鱼雷发射系统的数学模型,并对该模型进行系统仿真.仿真结果表明,以特种活塞发动机作为水下鱼雷发射系统的原动机方案是合理的、可行的,发动机的性能能够满足发射系统的要求.

发射系统新型缓冲机构有限元分析

针对气水缸活塞式鱼雷发射装置雷弹发射过程中气水缸冲击振动较大的现实问题,对原紫铜垫缓冲结构进行改进设计,提出采用紫铜垫与橡胶组合的新型缓冲形式。橡胶属于粘弹性材料,以橡胶相关理论为基础,对其非线性特征进行分析,建立了接触式的橡胶有限元简化模型,分析了不同橡胶长度下橡胶应力、变形及接触反力情况,并以功为评价指标与原缓冲效果进行了对比。仿真结果表明,新型缓冲机构缓冲效果优于原缓冲机构,综合考虑,选择橡胶长度为27 mm时缓冲效果较为理想。

一种无主惯导参数注入的姿态角在线修正算法

现役轻型鱼雷敏感元件多采用框架式陀螺,而从框架式陀螺到捷联惯性技术的更新换代,给在役鱼雷发射平台武器发控系统接口带来一系列问题。基于此,研究了一种姿态在线修正算法,该算法射前无需发射平台注入导航参数信息,射后根据加速度计提取姿态角,于鱼雷定常运动段对航姿误差进行在线修正,以达到稳定控制的目的,并能够保持原有发射平台武器发控系统接口不变。仿真结果表明,该算法极大地缩短了鱼雷在发射载体平台上的准备时间,保证了轻型鱼雷在航行过程中的姿态稳定控制要求。

雷弹发射系统应急发射状态下发射阀内流场分析

发射阀是潜艇雷弹发射系统的重要部件,其主要作用是准确控制气体的流量以及压力,从而保证发射过程的精确性。文中采用商用CFD软件,建立了应急发射状态下发射阀内流场的数学模型,使用剪切压力传输(SST)k-?模型并结合动网格技术对该模型进行了数值仿真。仿真结果详细直观地描述了发射阀内流场各个阶段的瞬态压力、瞬态速度分布。所获得的仿真结果可为发射阀流道的优化设计提供理论依据,同时还可为研究潜艇发射系统的振动与气动噪声提供参考。