训练舰艇综合实习训练系统建设初探

训练舰艇作为培养船舶航行保障及操纵相关技能的重要平台,需要充分发挥教学训练功能。基于对当前训练舰艇实习训练系统存在主要问题的剖析,结合训练舰艇主要教学训练任务及相关需求的分析梳理,提出建设训练舰艇综合实习训练系统应当把握的关键问题,对于训练舰艇的建设具有一定的参考价值和现实意义。

海军生长军官学员考核评价体系构建研究——以海军D学院为例

随着海军院校教学改革与发展不断走深,海军生长军官学员分配工作“阳光工程”不断走实,海军生长军官学员考核评价体系在人才培养中的重要性日益凸显。基于海军D学院多年来学员考核评价的实践经验,本研究构建了以3个一级指标、14个二级指标为支撑的海军生长军官学员考核评价体系,系统阐述了海军生长军官学员考核评价指标设计总则,使用层次分析法求解评价体系的具体权重,并且开展了部队满意度调查问卷,证明了海军生长军官学员考核评价体系的科学性。本文可为其他军队院校开展生长军官学员考核评价工作提供一定的设计参考。

基于舰艇平台授时技术现状及发展研究

为了解军用授时技术现状及发展,结合基于舰艇平台的授时技术对自身及编队时间统一能力的深刻影响,对国内外军用授时技术发展现状进行了相应的研究。通过对授时基本技术、授时技术在国内舰艇的应用、国外军用授时技术发展等方面的理论研究,概括了基于舰艇平台的授时技术现状及发展情况,最后总结提出了我国未来授时技术的发展方向以及需要大力加强无外部授时源方法研究,旨在为未来军用授时技术的发展研究提供一定的参考。

基于LabVIEW的舰艇导航装备综合检测系统研制

针对舰艇导航装备种类繁多、测量节点和测量信号复杂多变的情况,利用虚拟仪器技术设计并开发了航海仪器综合检测系统。该系统包含双通道示波器、信号发生器、信号分析仪、航向信号检测、自动舵检测、计程仪检测、串口信息检测、气象仪信号检测等多个模块。结果表明,该系统能够对航海仪器进行快速、有效的检测,准确地评估航海仪器的工作状态。

基于GIS的舰艇损管信息显示系统

利用地理信息系统(GIS)的产品Map Info,及采用Map X控件与VC++6 .0集成开发方式,建立了舰艇损管信息显示系统。具体阐述了系统的原理、功能及实现方法,并对其功能的进一步完善进行了探讨。

舰艇新型电子方位仪系统的研制

为解决传统光学方位仪在舰艇摇摆情况下存在的稳定性差、被测目标难以对正、有效测量难以完成等问题,文中基于光电成像和数字处理技术,设计并开发了新型电子方位仪。设计方案分别从图像采集和方位解算两方面着手,利用视频数据和云台转角信号,结合罗经航向信息实现对观测目标的自动标定。系统整体主要由视频采集单元、设备控制单元、信息解算单元等组成。其中,观测单元由高清摄像机、云台组成,控制单元由云台控制模块和转角解算模块组成,信息解算单元由航向解算模块、视频显示模块、嵌入式系统、键盘输入模块、数字显示模块和电源模块组成。系统运行时,通过观测单元的云台转角确定目标舷角,利用控制单元实现云台转角的信号传输,基于解算单元和电罗经实时航向信息,依据航向、方位、舷角关系式实现对观测目标的实时方位解算。新型电子方位仪的设计开发可实现对观测目标快速准确的定位,对于提升舰艇快速反应能力具有重要意义。

天文航海作图训练系统研究

针对天文航海作图步骤繁琐,难以实现有针对性的训练指导的突出问题,本文提出并实现一种在计算机上实现天文航海作图训练自动判改和训练指导的方法。本方法有利于学员快速掌握正确的作图方法,也便于教员因材施教,降低工作强度。并且提高了天文航海作图训练的效率。

浮式柔性网阻拦系统对冲击小艇拦截性能分析

浮式柔性网阻拦系统作为一种物理防护设施,对舰船、港口设施和岛礁建设的安全保障发挥着至关重要的作用.阻拦网系统对冲击小艇的拦截过程是一种较为复杂的非线性瞬态响应过程,在小艇高速冲击防护单元时,构件局部会出现撕裂、变形等破坏和失效形式.为对浮式柔性网阻拦系统的拦截性能和结构完整性进行研究,基于任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrange-Eule,ALE)算法和对称罚函数接触算法,使用LS-DYNA软件对阻拦网系统拦截高速小艇的动态过程进行数值模拟.计算得到了阻拦网在冲击过程中结构变形破坏、能量转化、网体受力以及防护单元撞击深度等特征.同时考虑了小艇不同碰撞角度和碰撞高度对防护单元拦截效果的影响,分析总结出相应的变化规律.研究工作可为浮式柔性网阻拦系统优化设计和安装部署提供一定参考.

基于ALE的充气式海上围栏系统气囊单元优化设计

针对充气式海上围栏系统的气囊单元选型,在单层单气室气囊的基础上提出单层多气室气囊、双层多气室气囊两种改进型,建立静水海域中小艇以10、20、30 m/s的初速度垂直撞击气囊中部3种典型拦截场景.基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法,应用有限元软件LS-DYNA进行数值模拟,通过小艇的最大碰撞力、最大反向加速度、单元失效比等数据,分析单层单气室气囊、单层多气室气囊、双层多气室气囊3种气囊单元对来袭小艇的拦截效果,发现双层多气室气囊的拦截能力最强.借助正交试验进一步优化双层多气室气囊的设计参数.通过优化后的结果发现,优化后的双层多气室气囊的最大碰撞力相比原设计方案提高了9%,显著提高了气囊的拦截能力.

基于贝叶斯神经网络的船用惯导定位修正方法

船用惯性导航系统(inertial navigation system, INS)通常采用与全球卫星导航系统(global navigation satellite system, GNSS)组合导航的方式提高其长时间工作的定位精度。当GNSS失效时,其定位误差将随时间迅速发散。针对这一问题,设计了采用反向传播神经网络(back propagate neural network, BPNN)、根据INS原始输出数据拟合修正经纬度的定位修正方案,提出了基于Bayesian算法更新网络权重系数的方法,结合理论分析和试验研究确定了神经元个数与训练数据集的分配方案。实船试验结果表明,当GNSS失效时,在后续2 h,通过24 h历史数据训练得到的神经网络修正INS位置,相比INS独立工作时的定位误差,修正后误差均值下降了63%,误差最大值下降约50%,最小值下降至0。

可调式双三角翼型拖曳体的设计与控制性能分析

常规拖曳体存在控制性能较差、设计结构复杂、定深性能弱等问题。将控制面攻角控制和收放拖缆控制等拖曳体常规控制方式有机融合,提出了1种可调式双三角翼型拖曳体的新型设计思想。通过构建了其流体动力学模型,并对其液压系统的工作原理进行了分析。为检验这一新型拖曳体设计的可行性,专门设计制作了试验模型,在拖曳水池开展了水动力学测试,对其控制性能进行了计算与分析。试验结果表明,通过改变次缆长度的控制方式,能对可调式双三角翼型拖曳体的水动力特性进行控制,当次缆长度比例越接近1时,拖曳体受到的流体作用力越小,主缆倾角越小,拖曳体升阻比越大,并且水翼张角越大,拖曳体的定深性能越强。研究表明,该拖曳体对拖曳系统的深度具有很好的控制能力,可实现大范围、高精确、快速地控制。

“21世纪海上丝绸之路”:海上风能的宏观与微观等级区划

以风能宏观战略布局、微观精准选址对合理资源等级区划的迫切需求为牵引,本文采用Delphi法,充分考虑资源特征、环境风险、成本效益,对“21世纪海上丝绸之路”(“海上丝路”)及关键海域的风能展开了常规需求、商业开发、应急供电、用电量巨大几种情景下的宏观和微观等级区划。研究结果表明:从“海上丝路”的风能宏观等级区划来看,大部分区域的风能属于较丰富区和丰富区(风能等级期望值大于0.5),索马里近海、马纳尔湾、斯里兰卡东南近海、南海大风区为风能等级的相对大值中心。从斯里兰卡海域的风能微观等级区划来看,相对富集区分布于斯里兰卡和印度半岛之间的海峡、斯里兰卡东南部近海(风能等级期望值在0.7以上);贫乏区为印度半岛东西海岸、斯里兰卡东部近海和西南部近海。

改进的组合夹层板水下抗爆性能分析

夹层板因其优异的抗冲击性能广泛应用于舰船防爆防撞领域.为了探究不同芯层结构夹层板水下抗爆性能,基于当前性能优异的V型夹层板进行适当改进,利用LS-DYNA软件对当前的V型夹层板和改进结构的防护性能进行分析,对变形模式、速度和加速度模式以及吸能效应进行数值模拟对比分析.经过综合分析与比较,发现改进的V-X型夹层板各方面性能都要优于传统的V型夹层板.然后分析了结构参数对改进夹层板结构抗爆性能的影响,结果表明:V-X型夹层板的面板厚度、芯层厚度对上下面板的塑性位移有较大影响,面板和芯层厚度越大,上下面板产生的位移越小,但是吸能效率逐渐降低.面板-芯层的夹角小于40°时,对夹层板的防护性能较好;芯层高度也会对结构整体的抗爆性能产生影响,经过综合比较,芯层高度为70 mm时,其抗爆性能较好.研究工作可为新型舰船的结构设计提供借鉴.

舰船水下抗爆U型夹层板结构改进及参数优化设计

设计相应的防护结构来降低水下爆炸冲击荷载对舰船的损伤对于提高舰船生命力具有重要意义.以U型夹层板为研究对象,对传统U型夹层板结构进行改进,提出了3种改进的U型夹层板结构.采用有限元软件LS-DYNA中任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法分析水下爆炸冲击荷载作用下3种改进夹层板的位移、速度与加速度响应和吸能效应,并与原始U型夹层板对比找到综合性能相对最优的改进夹层板.最后通过正交试验对性能最优的夹层板进行优化,分析夹层板设计参数对抗爆性能影响的主次顺序及最优的尺寸组合.分析表明:改进的U-X型夹层板上面板位移相比U型夹层板下降了15.7%,速度下降了34.5%,芯层吸能提高了25.2%,在改进夹层板中综合性能最优;U-X型夹层板最优的尺寸组合及设计参数为芯层厚度1.5 mm、芯层高度100 mm、下面板厚度3.0 mm、上面板厚度3.5 mm.经验证,尺寸优化后U-X型夹层板质量降低了6.3%,抗爆性能也得到了显著提高.

一种网-桁架式海上拦截装置仿真分析

针对海上设施的安全防护问题,提出了一种网-桁架式海上拦截装置,目的是在有效拦截来袭小艇撞击的同时尽量降低对拦截装置本身的损伤.为验证这一装置的有效性,基于显式动力学和欧拉-拉格朗日耦合方法对拦截装置拦截小艇过程进行数值模拟,设定小艇垂直撞击支撑柱、支撑柱间隙和45°撞击支撑柱、支撑柱间隙4种工况,每种工况包含10、20、30 m/s 3种速度.通过对这12组仿真的碰撞力、能量以及破损状态分析,全方位分析了该装置的防撞性能和对小艇的拦截效果.所有工况下该装置都能完成对小艇的拦截,说明这种装置具有优秀的拦截效果.

舰船避碰自动化系统

舰船碰撞是严重的海事之一 .要从根本上减少舰船碰撞事故 ,装备舰船避碰自动化系统 (ACAS)是必然趋势 .文中提出了一种以估计来船操纵性K、T指数为特征的ACAS ,给出了其系统组成和避碰决策软件框架 ,并以宽深水域双船会遇为例 ,叙述了其避碰决策子系统的 4个基本数模 ,即碰撞危险度、几何避碰、矩阵对策、微分对策数模 .

一种星敏感器光学系统标定与引建的新方法

星敏感器以星体映射在CCD像平面上的坐标作为输入信号,信号精度受到光学系统固有误差与CCD像平面安装误差的综合影响。基于恒星参考系的星敏感器光学系统标定与引建方法,无需转台与星模拟器等大型昂贵设备支撑,以天体信标于观测历元时的精确赤道坐标为基础依据,创新性地将星敏感器不可回避的CCD像平面安装误差问题,糅合至光学系统标定过程进行解决,应用简单、方便,经试验验证:标定与引建精度能够达到角秒量级。

楔形船首结构耐撞性能分析

为提高楔形船首的耐撞性能,降低船舶碰撞过程中损伤,需要对楔形船首结构耐撞性进行研究。运用非线性显式有限元软件Ls-Dyna,分析楔形船首主要构件吸能能力以及主要构件板厚对船首耐撞性的影响。研究表明:楔形船首外板吸收能量占船首整体吸能近60%,是最主要的吸能构件,计算案例中,船首外板从14 mm增加到22 mm,船首整体吸能下降近50%,船首甲板由10 mm增加到14 mm,船首整体吸能下降25%,船首强框厚度由8mm增加到12mm,船首整体吸能下降不到10%,因此增加船首外板与甲板厚度可以有效提升船首耐撞性,为船舶设计建造中提升船首耐撞性提供参考。

海洋拖曳系统的水动力理论与控制技术研究综述

海洋拖曳系统在海洋探测、水文调查、海上打捞救助、军事反潜、水声对抗等领域具有重要而广泛的应用,有关其水动力理论和控制技术的相关研究一直倍受国内外的高度重视。在总结当前国内外有关拖曳系统的拖缆、拖体水动力理论研究成果的基础上,进而概括了拖体控制技术、拖缆缆形优化技术等关键控制技术,并对海洋拖曳系统未来的研究方向进行了展望。为我国海洋拖曳系统的水动力理论和控制技术研究提供了有益的参考。

隐身涂料效果评估系统研究

针对隐身涂料的热迷彩图案设计、涂层厚度需依靠经验进行多次涂覆试验才能获取较好的目标隐身效果的现状,提出了涂料隐身效果评估系统的主要功能;建立了评估系统的仿真体系结构;研究了实现涂料红外、雷达和可见光隐身效果评估的相关关键技术。该系统可较好地应用于指导实际装备的隐身涂料选用、隐身图案设计和目标隐身效果评估。