潜深对半潜器附加质量影响分析.pdf

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1、总第221期舰船电子工程Vo1．32No．11ShipElectronicEngineering92012年第l1期潜深对半潜器附加质量影响分析张光法(海军驻宜昌地区军事代表室宜昌443003)摘要半潜器是遥控猎雷系统的重要组成部分，其操控性能决定于其水动力系数。文章以加拿大遥控猎雷系统中的“海豚”半潜式航行体作为原型，对其不同潜深和附加质量之间的关系进行分析，为半潜器的控制提供参数。关键词半潜器；潜深；附加质量中图分类号TJ63L8AnalysisofInfluenceofSubmergedDepthonAddsMassofSemi—subme

2、rgedDeviceZHANGGuangfa(NavalMilitaryRepresentativeOfficeinYichangArea，Yichang443003)AbstractThesemi-submergeddeviceistheimportantcompositionofremotecontrolmine-huntingsystem．Itsoperatingperformancedependsonthehydrodynamiccoefficient．Thispaperusesthe“Dolphin”semi—submergedvehi

3、cleintheCanadianremotecontrolminehuntingsystemastheprototype，analyzestherelationbetweendifferentsubmergeddepthandaddedmass，andprovidesparametersforthecontrolofthesemi—submergeddevice．KeyWordssemi—submergeddevice，submergeddepth，addedmassClassNumberTI631．81引言2计算方法遥控猎雷系统是反水雷系统无人

4、化的重要组成部分，附加质量可以通俗地理解为物体做摇荡运动所带动的如美国的AN／WLD-1(V)1系统(如图1)和加拿大的Sea—一部分水运动，该部分水的质量可看作附加质量，也称为附Keeper遥控猎雷系统(如图2)，主要由一个柴油机推进的连质量。由势流理论，附加质量是由于物体做摇荡运动产半潜器和水下拖曳系统组成。半潜器航行于半潜状态，通生的，这属于辐射问题，因此从辐射问题开始来讨论附加质过舰上遥控设备控制航行，可根据需要航行在不同的深度。量。辐射问题即为流场中不存在入射波，只考虑物体在静半潜器的航迹精度直接影响到探测与定位的精度，而半潜水自由面上

5、作强迫摇荡时的流体动力影响问题。器的水动力系数又直接决定了其操控性能，因此本文以加2．1辐射问题定解条件拿大的“海豚”半潜器为原型，对潜深对其附加质量的影响取直角坐标系o-xyz，oxy面位于静水面，OZ垂直向进行分析。上，032轴指向航行体平动的方向。当物体在静水自由面附近作摇荡运动时，流场中一阶非定常速度势的定解条件为Veg(x，y，；￡)一0，流体域中一2u+雾十g一0，—O3：一一厶∑r’／inj，物面回sH上⋯J一1其中：(n，z)一n，n为物面单位法向量，指向物体内部；(4，5，6)=rXn，r为点相对应重心的矢径。limv中一。或l

6、一0图1AN／wLD一1(V)1图2SEEKEEPER+一IxJdzlPH的半潜式航行器水下拖曳系统此外还要满足一定的远方外传条件。上面式子是在与物体一起平动的坐标系中表达的，其*收稿日期：2012年5月2日，修回日期：2012年6月9日作者简介：张光法，男，高级工程师，研究方向：水中兵器。10张光法：潜深对半潜器附加质量影响分析总第221期中u为物体前进的速度，珞为物体摇荡运动的广义位移，相应的在求解上述定解问题时把速度势也进行分解，并采

7、l用格林函数法求解。I、-2．2附加质量＼'物体在自由面上摇荡时受到流体的反作用力或力矩，l23450l2

8、34潜深／m潜深，m它们在各坐标轴上的分量可由流体压力在相应的坐标轴上潜深对,ull影响图4潜深对f22影响的投影并沿瞬时湿表面积分得到。由线性的伯努利方程可得压力为】】户一ID暑l*bD前面已经提到一阶速度势可以分解为、i(z，，；￡)=ReE~(x，y，z)e一]一Re[一功(z，y，z)e一“]潜深，m潜N／m这里为物体摇荡的圆频率，下标一1，2⋯，6表示摇荡图5潜深对／133影响图6潜深对／144影响运动的模态；为第各运动模态运动的幅值，为相应第潜深对影响模态的单位(规范化)速度势，可以采用格林函数求得。上式对时间求偏导，可得：30_Re

9、[一(z，Y，)e-“]由于物体作微幅摇荡运动，瞬时湿表面和平均湿表面潜深／m潜深／m差是一阶小量，这样压力在该小量的之差面上积分所得力