海洋水下拖曳体的设计要点.pdf

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1、NAVALARCHITECTUREANDOCEANENGINEERING船舶与海洋工程2017年第33卷第4期（总第116期）DOI：10.14056/j.cnki.naoe.2017.04.002海洋水下拖曳体的设计要点王志博（上海船舶运输科学研究所，上海200135）摘要：针对海洋水下拖曳体设计中的工程需求，总结水下拖曳体设计与系统总成配合关系中需着重注意的功能设计，结构强度设计，水动力性能，运动稳定性，标准化、运输、抗腐蚀与拖曳安全性设计，总装与质量特性校核，拖曳系统总成和性能测试等8个设

2、计要点。对各设计要点中的关键环节进行论述，提出设计、制造及检测过程中需侧重解决的问题。关键词：拖曳体设计；结构强度；水动力性能；运动稳定性能中图分类号：U674.3；U661.1文献标志码：A文章编号：2095-4069(2017)04-0005-04KeyFactorsforDesignoftheObjectTowedUnderwaterWANGZhi-bo(ShanghaiShipandShippingResearchInstitute,Shanghai200135,China)Abstra

3、ct:Accordingtotheengineeringrequirementsforthedesignoftheobjecttowedunderwater,thispapersummarizestheessentialsindesignoftheobjecttowedunderwaterandthesystemintegration,includingstructuralstrength,hydrodynamicperformance,dynamicstability,designstanda

4、rdization,transportation,corrosionresistance,towingsafety,massproperty,andsystemassemblyandtesting.Thekeyfactorsoftheaboveessentialsarefullydiscussed,andthemajorproblemstobesolvedduringdesign,constructionandexaminationarepointedout.Keywords:designoft

5、heobjecttowedunderwater;structuralstrength;hydrodynamicperformance;dynamicstability0引言水下拖曳系统主要用于探测海底地质、海洋水文和生态环境，主要由母船、甲板绞车、缆绳和拖曳体[1-3]（以下简称拖体）等部件构成。拖体是所有水下探测设备的集成平台，搭载有以光学、声学、磁场和温[4][5]盐等作为探测手段的传感器，这些传感器对拖体的结构布置和航行稳定性都有指标要求。例如，某型重力式拖体在设计时要求其拖航过程中的俯仰

6、角在±3°以内，均方差<0.2°，俯仰和升沉的周期>20s。拖[6-7]体设计环节是整个拖曳系统设计中的关键环节，拖体的运动稳定性往往取决于拖曳系统的设计水平。为[2-3]提高拖体的运动稳定性，常采用两段式拖曳方式，但单体重力式拖体便于回收、操作方便，因此更适合于探测设备较少的快速探测。在设计拖体前，用户往往会对拖曳深度、拖曳航速、功能要求、使用环境和维护等提出具体的指标要求。优良的设计方案能在满足上述指标要求的同时，降低制造、测试及维护的难度。这里对单体重力式拖体的总体设计和制造过程进行总结，

7、将其归纳为8个主要设计制造环节，把握这些环节中的技术难点和技术要领，使拖体的设计制造指标可控。收稿日期：2016-03-30作者简介：王志博，男，高级工程师，1983年生。主要从事拖曳系统设计与动力学计算工作。6船舶与海洋工程2017年第4期1拖体设计与系统总成拖体设计是拖曳系统设计中的重要环节，不仅决定了探测仪器设备的工作能力和状态，而且对拖曳系统的稳定性有至关重要的影响。这里对拖体的功能设计、结构强度设计、水动力性能、主被动水动力控制部件装配、拖体总装及运输使用维护等方面的设计要点进行简述。

8、1.1功能设计图1为拖体设备布置与安装实景，拖体是搭载各类探测设备的集成平台，需在有限的空间内布置功率转换设备、声呐、光学照相仪、取样容器及电波类、磁力类等设备；设备间需预留良好的操作维护空间；部分设备需利用耐压罐体封闭，这不仅会增加自身的体积和质量，而且会增大信号与电路的连接空间。图2为框架式拖体，由于耐压罐体的质量大、水密性要求高，因此常采用钛合金整体制造，不适合在罐体上焊接连接件，常采用抱箍和卡套连接。在设计和制造该框架式拖体时，应具备多个安装定位平面，便于对设备进行安装定位。同时，标记这