潜艇悬停水舱排注水控制方式比较.pdf

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1、第４３卷第４期船海工程Ｖｏｌ．４３Ｎｏ．４２０１４年８月ＳＨＩＰ＆ＯＣＥＡＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡｕｇ．２０１４ＤＯＩ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１-７９５３．２０１４．０４．０４１潜艇悬停水舱排注水控制方式比较孟路，仲晨华（海军工程大学舰船工程系，湖北武汉４３００３３）摘要：为合理设计悬停水舱，根据理想气体状态方程，计算不同的注排水控制方式下的潜艇高压气体消耗量和舱室气压增量，采用定性分析的方法，比较不同的注排水控制方式在噪声水平及能耗两个方面的特点。结果表明，在潜艇日益重视减振降噪及在高压空气消耗量和舱室气压增量可以接受的情况下，悬停水舱选择能耗及噪声最低的气

2、排注控制方式最为合理。关键词：潜艇；悬停；注排水方式；理想气体状态方程中图分类号：Ｕ６７４．７６文献标志码：Ａ文章编号：１６７１-７９５３（２０１４）０４-０１６０-０３悬停是潜艇水下停泊的重要方式之一，通常水舱注满或者２号水舱排空时，利用气压控制系是指潜艇水下航行状态停车后，经准确均衡，利用统改变两水舱与舷外海水的压力差，实现其功能专用水舱的注、排水（不操舵），实现潜艇无航速互换。［１］下深度控制的操艇方式。潜艇悬停水舱的排1．2泵排自注注水控制有多种方式，不同的控制方式各有优劣。泵排自注控制方式设置两个悬停水舱（１号［３］３本文将对潜艇悬停水舱不同的排注水控制方式进和２号

3、），容积为９ｍ×２，两水舱通过管路连行比较研究，采用综合评价的方式，分析不同控制接，利用悬停水舱供、排气系统，使悬停水舱压力方式的特点，在定性分析与定量计算的基础上提低于舷外海水压力Δp。当悬停水舱需要注水时，出最为合理的悬停水舱排注水控制方式。海水由于压差Δp从舷外自动注入悬停水舱；悬停水舱排水时，１号悬停水舱的海水经管路系统１悬停水舱的注排水控制方式通过悬停水泵排出舷外。管路系统在悬停水泵的潜艇水下悬停，是通过悬停水舱的注排水，改出口设有回流管路，通过海水流量自动调节阀、电变潜艇的水下受力情况，保持受力平衡，从而实现液球阀可将海水回流到２号悬停水舱。悬停水泵潜艇水下零航速

4、或者极低航速下的深度控制。根一直运转，通过海水流量自动调节阀调节回水流据不同的排注水动力，可分为三种控制方式：气排量来控制系统排水流量，当不需排水时，悬停水泵［２］注、泵排自注和泵排注。抽出的海水全部经回流管路返回２号悬停水舱。1．1气排注1．3泵排注气排注控制方式以美国“海狼”级潜艇的悬泵排注控制方式设置一个悬停水舱，利用悬停控制系统为参考。气排注控制方式采用两个悬停水泵管路和气压调节回路实现悬停水舱的排注停水舱（１号和２号），利用中压空气控制系统使水控制。系统利用压缩空气使水舱压力和舷外海水舱与舷外形成一定的压差Δp，从而实现水舱的水压力保持基本一致，悬停控制台根据指令深

5、度注排水。基本工作原理如下：初始状态时，１号水与实际深度的偏差以一定的控制规律计算出注排舱压力低于舷外海水压力Δp，用于注水；２号水水量或注排水速度（流量），启动、停止悬停水泵舱压力高于舷外海水压力Δp，用于排水。当１号并控制相关阀件的启闭，控制悬停水舱排注水。２不同控制方式分析比较收稿日期：２０１４－０２－１６2．1噪声源分析修回日期：２０１４－０３－０６第一作者简介：孟路（１９８９－），男，硕士生隐蔽性对于潜艇至关重要，因此噪声水平是研究方向：舰船设计制造与维修衡量潜艇装置系统的一项重要性能指标。潜艇悬E-mail：９６５８３２８１１＠ｑｑ．ｃｏｍ停控制系统工作时，噪声主

6、要来自于气压调节系１６０潜艇悬停水舱排注水控制方式比较———孟路，仲晨华统和排注水管路。表1不同悬停深度下水舱压力根据三种悬停水舱注排水控制方式的基本原水深舷外水压水舱压力／ＭＰａ理可知，三种控制方式所采取的气压调节系统结h／ｍ／ＭＰａ气排注自注泵排泵排注５００．５０．７０．３０．５构与工作原理基本相同，输出压力分别为气排注１００１．０１．２０．８１．０控制方式p±Δp，泵排自注控制方式p－Δp，泵排２００２．０２．２１．８２．０注控制方式p，在采取相同的降噪措施下，三种控３００３．０３．２２．８３．０制方式下气压调节系统的噪声水平相当。表2不同悬停深度下高压气体消耗量相对于

7、其它噪声源，海水管路的振动噪声一３水深高压气消耗量／ｍ直没有得到有效的控制，成为困扰潜艇降噪的一h／ｍ气排注自注泵排泵排注道难题。管路的振动噪声大体可以分为两类：机５００．２５７０．１１００．１８３械噪声和水动力噪声［４-５］。１０００．４４００．２９３０．３６７２０００．８０８０．６６１０．７３４气排注控制方式下悬停水舱和舷外通过管路３００１．１７５１．０２８１．１０２和阀件连接，整个管路无水泵；泵排自注控制方式通过表１可知，在相同条件下三种控制方式下悬停水舱和舷外通过管路、水泵（持续工作）和的高压气