潜艇操纵原理与方法PDF电子书下载

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绪论 1

0.1 基本概念 1

0.2 潜艇运动的三种状态 2

0.2.1 水上巡航状态 2

0.2.2 半潜状态 2

0.2.3 水下状态 3

0.2.4 潜水深度的划分 3

0.3 坐标系及运动参数 5

0.3.1 坐标系和符号规则 5

0.3.2 空间运动与平面运动假设 6

0.3.3 水平面运动的主要参数 7

0.3.4 垂直面运动的主要参数 8

第一章 潜艇平面运动数学模型 10

1.1 平面运动分析 10

1.1.1 向量的时间导数 10

1.1.2 潜艇运动一般方程 11

1.2 流体动力分析 13

1.3 惯性类水动力 17

1.3.1 附加质量 17

1.3.2 艇体所受的惯性类水动力 20

1.3.3 附加质量与加速度系数的对应关系 23

1.4 粘性类水动力 25

1.4.1 水平面运动时潜艇所受粘性类水动力 25

1.4.2 垂直面运动时潜艇所受粘性类水动力 30

1.4.3 粘性类水动力中包含惯性类水动力的情况 34

1.4.4 螺旋桨推力 35

1.5 水动力表达式 37

1.5.1 水平面运动水动力表达式 37

1.5.2 垂直面运动水动力表达式 38

1.6 水平面运动方程 38

1.6.1 水平面运动线性方程式 38

1.6.2 水平面操纵响应线性方程 39

1.6.3 水平面运动非线性方程式 41

1.7 垂直面运动方程式 42

1.7.1 静力及其力矩 43

1.7.2 垂直面运动线性方程式 44

1.7.3 垂直面操纵响应线性方程 45

1.7.4 垂直面运动非线性方程 46

1.8 潜艇重心运动轨迹 47

1.8.1 水平面运动 47

1.8.2 垂直面运动 48

第二章 潜艇水平面运动 49

2.1 螺旋桨工作的偏航分析 49

2.1.1 螺旋桨的作用 49

2.1.2 螺旋桨的工作原理 49

2.1.3 进车偏航分析 50

2.1.4 倒车偏航分析 51

2.2 航向控制分析 52

2.2.1 方向舵受力分析 52

2.2.2 方向舵的使用 54

2.3 旋回运动 55

2.3.1 水平面操纵运动情况的分析 56

2.3.2 旋回运动参数 57

2.3.3 潜艇在旋回运动中的受力及特点 59

2.3.4 定常旋回直径 60

2.3.5 旋回中的航速 64

2.3.6 旋回中的横倾 64

2.4 线性响应方程的解 66

2.4.1 二阶线性响应方程的解 66

2.4.2 操纵性的K—T分析 74

2.4.3 旋回运动的计算 76

2.5 Z形操纵试验与K、T指数的确定 78

2.5.1 Z形操纵试验 78

2.5.2 确定K、T指数的标准方法 79

2.6 风流对水平面运动的影响 82

2.6.1 风的影响 82

2.6.2 流的影响 86

第三章 潜艇垂直面运动 88

3.1 定常运动 88

3.1.1 定常运动受力分析 89

3.1.2 定常运动方程 94

3.1.3 定常运动中力对潜艇运动状态的影响 96

3.2 旋回和倒车对垂直面运动的影响 100

3.2.1 旋回对运动的影响 100

3.2.2 倒车对运动的影响 102

3.3 非定常强迫运动 105

3.3.1 扰动运动微分方程 105

3.3.2 干扰力的基本形式 106

3.3.3 强迫扰动运动的确定 106

3.3.4 典型操舵时艇的运动响应特点 110

3.3.5 静载作用的响应 116

3.4 近水面航行 118

3.4.1 受力分析 118

3.4.2 波浪力 119

3.4.3 静水中近水面的操纵性 121

3.4.4 水下发射导弹 122

第四章 潜艇空间运动 124

4.1 空间运动分析 124

4.1.1 质点的线速度 124

4.1.2 质点的加速度 125

4.1.3 潜艇六自由度运动的一般方程式 125

4.2 空间运动的受力分析 128

4.2.1 坐标轴变换 128

4.2.2 静力 130

4.2.3 潜艇所受的流体惯性力 132

4.2.4 潜艇所受的粘性水动力 134

4.3 六自由度空间运动方程 136

4.3.1 标准运动方程 136

4.3.2 简化运动方程 139

4.4 空间运动微分方程 142

4.5 空间定常螺旋运动 145

第五章 水上系泊 148

5.1 进港靠码头 148

5.1.1 自航靠码头 148

5.1.2 拖带靠码头 150

5.1.3 进港靠码头指挥步骤 151

5.2 离码头出港 152

5.2.1 离码头 152

5.2.2 离码头出港指挥步骤 154

5.2.3 离靠码头的注意事项 155

5.3 水上抛锚和起锚 157

5.3.1 锚地的选择 157

5.3.2 抛锚方法 157

5.3.3 抛锚时的机动 158

5.3.4 锚泊潜艇受力分析 158

5.3.5 走锚的判断与处理 159

5.3.6 抛锚与起锚注意事项 159

5.3.7 抛锚与起锚的指挥步骤 160

5.4 系浮筒和离浮筒 161

5.4.1 系浮筒的方法 161

5.4.2 系、离浮筒的步骤 162

5.4.3 系、离浮筒时的注意事项 163

第六章 水上航行 164

6.1 一般情况下航行 164

6.1.1 随时准备速潜 164

6.1.2 严格遵守航行规则 165

6.1.3 全面掌握潜艇情况 165

6.2 狭水道航行 165

6.2.1 狭水道对操纵的影响 166

6.2.2 狭水道航行操纵方法 166

6.3 大风浪天气航行 172

6.3.1 波浪的特性与潜艇的自由摇摆周期 172

6.3.2 潜艇在波浪中的纵、横摇摆 174

6.3.3 大风浪天气航行操纵 175

6.4 抗台风 178

6.4.1 热带风暴的等级划分 178

6.4.2 抗台风的准备工作 179

6.4.3 水上抗台风 181

6.4.4 水下抗台风 182

6.5 营救落水者 184

6.5.1 营救落水者的机动 184

6.5.2 营救落水者指挥步骤 187

6.6 离浅 188

6.6.1 防止搁浅的措施 188

6.6.2 搁浅后的初步措施 188

6.6.3 自力离浅 190

6.6.4 外援离浅 191

6.7 进、出船坞 192

6.7.1 进坞操纵 192

6.7.2 出坞操纵 193

6.7.3 注意事项 193

6.8 拖带 194

6.8.1 拖带方式 194

6.8.2 拖带前的准备工作 195

6.8.3 前后拖带 196

6.8.4 并拖 198

第七章 下潜与上浮 199

7.1 潜艇水下均衡 199

7.1.1 停止间均衡 199

7.1.2 行进间均衡 199

7.1.3 行进间均衡定量计算公式 201

7.2 正常潜水 203

7.2.1 正常潜水步骤 203

7.2.2 正常潜水注意事项 205

7.3 速潜 206

7.3.1 速潜的方法 206

7.3.2 速潜的指挥 207

7.3.3 水上锚泊时的速潜 208

7.3.4 速潜操纵的安全措施 208

7.4 大风浪天潜水 209

7.4.1 大风浪天对潜水的影响 209

7.4.2 大风浪天潜水指挥步骤 209

7.4.3 大风浪天潜水注意事项 210

7.5 试潜 210

7.5.1 试潜的时机、目的与原理 210

7.5.2 试潜准备工作 211

7.5.3 试潜指挥步骤 212

7.5.4 试潜注意事项 212

7.5.5 检查与调整工作 213

7.6 正常浮起 213

7.6.1 正常浮起步骤 214

7.6.2 正常浮起注意事项 214

7.7 大风浪天浮起 215

7.7.1 大风浪天浮起指挥步骤 215

7.7.2 大风浪天浮起安全操纵措施 216

7.8 失事浮起 217

7.8.1 失事浮起的时机和原则 217

7.8.2 失事浮起的方法 218

7.8.3 失事浮起注意事项 218

第八章 水下航行与停泊 219

8.1 定深航行 219

8.1.1 无纵倾定深运动操纵 219

8.1.2 有纵倾定深运动操纵 220

8.1.3 定深操纵注意事项 220

8.2 改变深度 221

8.2.1 变深运动过程 222

8.2.2 定常变深运动方程及其解 224

8.2.3 升速率 226

8.2.4 首尾升降舵的操纵特点 227

8.2.5 变深机动舵的使用 228

8.3 微速航行 229

8.3.1 微速航行的特点 229

8.3.2 逆速及其存在的条件 229

8.3.3 微速航行操纵要领 230

8.4 潜望深度航行 231

8.4.1 潜望深度航行特点 231

8.4.2 潜望深度航行安全操纵措施 232

8.5 柴油机水下工作 233

8.5.1 柴油机水下工作条件 233

8.5.2 柴油机水下工作时潜艇的均衡 233

8.5.3 柴油机水下工作指挥步骤 233

8.5.4 柴油机水下工作安全措施 236

8.5.5 柴油机水下工作注意事项 236

8.6 潜坐和离开海底 238

8.6.1 潜坐海底的时机与目的 238

8.6.2 海底的选择 238

8.6.3 潜坐海底操纵 238

8.6.4 潜坐海底注意事项 240

8.6.5 离开海底操纵 240

8.6.6 离开海底注意事项 241

8.6.7 潜艇陷入海底后的处理 241

8.7 潜坐与离开液体海底 242

8.7.1 液体海底的种类 242

8.7.2 寻找液体海底的方法 242

8.7.3 测量液体海底对潜艇产生的浮力 243

8.7.4 潜坐液体海底的操纵 243

8.7.5 离开液体海底的操纵 244

8.7.6 通过液体海底的操纵 244

8.7.7 潜坐液体海底注意事项 244

8.8 水下抛锚与起锚 245

8.8.1 海区选择 245

8.8.2 水下抛锚的基本方法和受力分析 245

8.8.3 水下抛锚指挥步骤 246

8.8.4 水下起锚指挥步骤 246

8.8.5 水下抛锚与起锚注意事项 247

8.9 水下悬停 247

8.9.1 悬停的目的和意义 247

8.9.2 悬停操纵方法 248

第九章 应急操纵 250

9.1 液压失灵的处理 250

9.1.1 液压失灵的原因 250

9.1.2 液压失灵时的操纵 250

9.2 方向舵被卡的处理 251

9.2.1 在港湾和狭水道航行时方向舵被卡的处理 251

9.2.2 在宽阔海区航行时方向舵被卡的处理 252

9.2.3 水下航行时方向舵被卡的处理 252

9.3 升降舵被卡的处理 253

9.3.1 升降舵卡对潜艇运动的影响 253

9.3.2 单舵被卡时的操纵 253

9.3.3 双舵被卡时的操纵 255

9.4 损失浮力时的操纵 255

9.4.1 潜艇水下动力抗沉的能力分析 255

9.4.2 操纵方法 256

9.4.3 操纵要点 256

9.5 危险纵倾时的操纵 257

9.5.1 发生危险纵倾的原因 257

9.5.2 大纵倾对潜艇运动的影响 257

9.5.3 操纵方法 258

附录一 主要符号 261

附录二 无因次物理量定义 265

参考文献 269

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