《潛艇操縱性》講述潛艇操縱性的基本理論和研究方法,著重分析和闡明潛艇操縱運動情形及其數(shù)學模型與操縱運動性能,包括平面定常運動穩(wěn)定性和深度與航向機動性、應急操縱性的規(guī)律、實艇操縱技術、航向深度自動操控原理、衡準參數(shù)和計算方法,介紹操縱性試驗方法、操縱性標準和操縱面發(fā)展現(xiàn)狀與設計原理?紤]篇幅原因,把水動力系數(shù)的估算以附錄形式作了介紹。
《潛艇操縱性》可作為高等院校船舶專業(yè)的教材,也可供有關專業(yè)的研究生和潛艇設計、建造、科研人員及潛艇操縱、指揮管理人員參考。
自1995年(本教材第1版)至今的二十余年間,我國的潛艇和潛艇技術有了快速發(fā)展,潛艇操縱性學科取得了很大進展,編者也參與了其中一些課題的研究探索及型號設計的審圖工作。潛艇操縱性的新內(nèi)容多且面廣,對于教材,需要緊密圍繞本學科的基本原理、工程實用計算方法和實艇操縱的基本技術及必要知識。
所謂潛艇操縱性,簡而言之,就是潛艇作操縱運動的性能。潛艇的基本操縱運動性能包括操縱裝置進行操作時的航向機動性、深度機動性及控制穩(wěn)定性,以及操縱裝置固定時的平面定常運動的自動穩(wěn)定性,即垂直面動穩(wěn)定性和水平面動穩(wěn)定性,這些都歸結于正常機動的操縱性。再版時,保留了第1版的基本內(nèi)容,并按照基本概念清晰、工程應用明確、結合實艇操縱、反映當前狀況的原則,在體系與內(nèi)容上作了較大的調(diào)整和增刪,由此構成了前4章的內(nèi)容,即第一章潛艇操縱性概論,第二章操縱性平面運動方程式,第三章潛艇空間操縱運動方程,第四章潛艇操縱運動性能。同時,新增了編者在近期的專項研究成果,如水下懸停運動及其數(shù)學模型研究、潛艇操縱性衡準及衡準指標值的現(xiàn)狀與發(fā)展的研究、水下航行體水動力新布局研究等課題的內(nèi)容。
此外,早在20世紀60年代,美、蘇發(fā)生重大潛艇事故后。潛艇操縱事故的水下應急挽回受到格外關注,成為潛艇(操縱性)設計中安全性考核的重要內(nèi)容。博爾曼(Bohlman)的“潛艇操縱性安全界限”論文發(fā)表后,潛艇水下運動的操縱性安全界限圖成為當今潛艇操控的重要技術指南之一。為此,編者根據(jù)近年來的課題研究成果和國內(nèi)外文獻,撰寫了本書第五章潛艇應急操縱性,同時還闡述了潛艇大深度航行及其操縱特點和低噪聲安靜操控問題。
在近三十年間,隨著潛艇作戰(zhàn)海域和活動空間的擴大,潛艇操縱裝備的自動化獲得了很大發(fā)展,實現(xiàn)了操舵、均衡、潛浮、懸停、車令等的集中控制,達到航向、深度、姿態(tài)、航速的自動操縱功能,為此,在第四章中還介紹了潛艇操縱的自動控制技術的一般原理和控制策略。
第一章 潛艇操縱性概論
第一節(jié) 潛艇操縱性的含義
一、操縱性、操縱裝置及操縱運動
二、操縱性發(fā)展簡介
第二節(jié) 潛艇操艇系統(tǒng)
一、組成和功能
二、主要設備
第三節(jié) 操縱性研究的任務與方法
第四節(jié) 坐標系、平面運動假設和操縱運動主要參數(shù)
一、坐標系和符號規(guī)則
二、空間運動與平面運動假設
三、水平面運動和垂直面運動的坐標系及主要參數(shù)
思考題
第二章 潛艇操縱性平面運動方程式
第一節(jié) 平面操縱運動的一般方程
一、平面操縱運動的特點
二、向量的絕對改變與相對改變的關系
三、潛艇操縱運動一般方程式
第二節(jié) 作用于潛艇操縱運動的流體動力一般表示式
一、概述
二、流體動力的一般表示式
第三節(jié) 作用于潛艇的慣性類水動力
一、流體慣性力和附加質(zhì)量的概念
二、作用于潛艇的流體慣性力
三、附加質(zhì)量與加速度系數(shù)的對應關系
第四節(jié) 作用于潛艇的黏性類水動力
一、作用于水平面運動潛艇上的黏性類水動力
二、作用在垂直面運動潛艇上的黏性類水動力
三、黏性類水動力中包含慣性類水動力的情況
四、螺旋槳推力
第五節(jié) 水平面操縱運動方程式
一、水平面操縱運動線性方程式
二、水平面操縱運動響應方程
三、水平面操縱運動非線性方程式
第六節(jié) 垂直面操縱運動方程式
一、作用于潛艇的靜力及其力矩
二、垂直面操縱運動線性方程式
三、垂直面操縱運動響應方程
四、垂直面操縱運動非線性方程式
第七節(jié) 潛艇重心運動軌跡方程式
一、水平面運動軌跡
二、垂直面運動軌跡
思考題
……
第三章 潛艇空間操縱運動方程
第四章 潛艇操縱運動性能
第五章 潛艇應急操縱性
第六章 操縱性試驗
第七章 潛艇操縱面及其設計
附錄
參考文獻
主要符號