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原文传递潜艇大机动操纵性研究

论文题名：	潜艇大机动操纵性研究
关键词：	潜艇;操纵性;大机动;数学模型;样条函数
摘要：	现代潜艇具有高航速、大下潜深度、大范围机动的作战性能，相应对其运动的安全性提出了更高的要求。潜艇在卡舵、舱室进水等事故挽回及水下倒车、攻击舰避等特殊运动工况下，是在作大机动运动，其水动力呈现强烈的非线性，不宜用常规的潜艇运动六自由度运动微分方程进行运动预报。本文针对这一问题进行了系统深入的研究。首先对潜艇及船舶大机动数学模型的相关资料进行了广泛收集和系统的分析研究，结合对模型试验数据的分析，选择用样条函数建立潜艇大机动的水动力表达式，解决了常规多项式水动力表达式不能很好的表达非线性水动力的问题。通过对潜艇特殊工况的研究分析，提出潜艇特殊工况的非线性水动力主要是垂直面内的人攻角造成的，把主要研究重点放在垂直面大攻角水动力的数学表达上，建立了以垂向速度和纵倾角速度为变量的样条函数水动力数学表达式，进而建立了潜艇大机动运动方程。其次研究了螺旋桨负荷变化对潜艇水动力的影响和耦合运动时的水动力，考虑了潜艇大机动中非线性力的作用，对原标准运动方程中的螺旋桨变负荷水动力表达式做了改进，建立了潜艇大机动情况下螺旋桨变负荷的水动力表达式，并通过对潜艇螺旋桨变负荷运动的计算，比较了有、无螺旋桨负荷水动力项对潜艇大机动运动的影响，认为在此类运动计算中，必须考虑螺旋桨负荷变化对水动力的作用。运用建立的潜艇大机动运动方程，对潜艇在艉升降舵卡舵、舱室进水等特殊工况下的潜艇运动进行计算分析，并与普通的六自由度潜艇运动方程进行比较，以确定大机动方程在研究潜艇特殊工况运动时的适用性。对潜艇水下高速时艉升降舵卡下潜满舵舵角的事故挽回，研究了采用减速、吹除压载水舱及方向舵满舵回转等挽回措施，比较了各种措施的有效性。对潜艇在低速情况下舱室进水事故，研究了采用增速、吹除压载水舱、不同的操舵措施等方式的挽回效果。这些研究应用了大机动数学模型的成果，结合工程实际需求，为潜艇特殊工况下的大机动预报作了有益的探讨。
作者：	杨玉伟
专业：	交通运输工程
导师：	许汉珍
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华中科技大学
学位年度：	2004
正文语种：	中文