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2020年  第15卷  第6期

202006 目录
2020, 15(6): 1-2.
摘要:
综合电力系统专题
舰船综合电力系统发展综述
李维波, 郝春昊, 高佳俊, 邹振杰, 潘峻峰
2020, 15(6): 1-11. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01682
摘要:
舰船综合电力系统(IPS)将传统船舶的机械推进系统和电力系统以电能的形式合二为一,代表了舰船动力系统的发展方向,因此,需深入分析并了解其组成特点、发展态势及构建途径。通过与陆地电力系统的对比分析,梳理舰船综合电力系统的特殊性,探究舰船综合电力系统相关技术的研究情况和发展动态,进而总结潮流计算分析、可靠性评估和风险评估等典型的分析与评估技术,用以为舰船综合电力系统的设计、构建、运维、管理和操控提供理论依据。研究结果表明,物联网技术、5G通信技术、多核CPU技术和信息交互融合技术将是舰船综合电力系统迎接未来挑战的杀手锏。智能化传感量测技术、智能化能量管理技术、智能化故障重构技术等将作为舰船综合电力系统必不可少的技术基础,最大限度地提高全船的战斗力和生命力。
舰船综合电力系统的多混合储能协同控制方法
李灏, 张彦, 付立军, 朱琬璐
2020, 15(6): 12-21. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01668
摘要:
  目的  针对舰船综合电力系统中的分布式混合储能系统(HESS),为实现多个HESS之间的相对一致性,以及单个HESS内部超级电容储能与电池储能之间的合理功率分配,提出一种基于储能装置荷电状态(SOC)的多HESS协同控制方法。  方法  单个HESS的控制外环将采用下垂控制方法来实现功率的初始分配,而内环稳压控制则采用主从控制模式,以减少各HESS之间的通信需求。鉴于超级电容动态响应快,但容量偏小、电池储能容量较大的特点,在单个HESS内部,基于超级电容的SOC值计算电池的输出功率;在多个HESS之间,基于内部电池的SOC值计算每个HESS的充/放电总功率。  结果  通过PSCAD/EMTDC仿真,在舰船高能负载投切和随机波动工况下,验证了多HESS的放电响应特性。在充、放电模式变换工况下,母线电压波动处于2.5%的偏移允许范围之内;超级电容SOC控制在上限和下限之间,且基本维持了2个超级电容单元SOC的一致性;在充、放电模式下,锂电池均仅在超级电容受限时工作。  结论  在不依赖高、低通滤波单元的前提下,多混合储能协同控制方法具有较好的母线电压稳定能力和较强的鲁棒性。
船舶微电网锂电池储能系统容量配置多目标优化方法
庞水, 杨楚平, 刘如磊, 吴昌脉, 林叶锦
2020, 15(6): 22-28. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01769
摘要:
  目的  针对船舶发电微电网的功率波动平抑问题,提出一种锂电池储能系统(ESS)容量配置的多目标优化方法。  方法  首先,建立以储能系统成本、电网功率波动平抑、能量供求平衡为目标函数的优化设计模型;然后,针对模型优化,设计基于分解的多目标差分进化算法(MOEA/D-DE)的求解方法,并以某双燃料(柴油−天然气)电力推进船舶微电网为对象,使用Matlab编程求得最优解集,按照子目标函数的不同权重分配进行多属性决策;最后,得到不同权重分配方案的最优解。  结果  仿真得到的5种方案的结果都满足功率波动平抑的目标,且成本和储能系统寿命损耗目标受权重分配的影响明显,实现了预期效果。  结论  所提方法对船舶锂电池储能系统容量配置具有参考意义。
舰船能量管理网络与电力系统的信息物理联合仿真
吴优, 付立军, 马凡, 许轶楠, 朱琬璐
2020, 15(6): 29-36. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01740
摘要:
  目的  随着能量管理网络在舰船电力系统中的广泛应用,其非理想特性对电力系统运行性能的影响日趋明显。为了分析两个系统之间的紧耦合特性,提出一种信息网络与电力系统仿真相结合的信息物理联合仿真方法。  方法  该方法分别以OPNET网络仿真软件和Matlab/Simulink软件作为能量管理信息网络与电力系统的仿真平台,基于统一的联合仿真框架实现平台之间的数据交互接口和时钟同步功能;搭建舰船电力系统中同步发电机组并联带负载的联合仿真模型,分析能量管理信息网络中链路固有延时、网络背景流量等特性对电力系统功率二次分配过程的影响。  结果  仿真结果表明:添加链路延时(2和5 ms)之后,整个控制环节的总延时分别约为12和30 ms,网络链路的固定延时对电力系统响应产生了明显影响;当网络背景流量导致链路过载时,数据包延时和系统闭环控制延时将逐渐增加,而系统在仿真后期将趋于失稳发散。  结论  该方法可为未来舰船电力系统与能量管理系统的耦合研究提供有效的仿真手段。
基于改进粒子群优化算法的船舶能量管理方案
印波, 王锡淮, 肖健梅
2020, 15(6): 37-45. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01890
摘要:
  目的  针对目前日益紧缩的船舶行业利润空间及因船舶航行造成的环境污染问题,提出一种满足各项约束条件的船舶能量管理方案。  方法  首先,建立船舶能量管理系统的数学模型,明确到港时间限制、二氧化碳排放标准限制和船舶运行限制等一系列约束条件;然后,采用改进粒子群优化算法,对发电机组及柴油机组的启停状态和运行状态、船舶航速等参数进行实数编码并迭代寻优,以降低总体运行成本和温室气体排放量;最后,以某客渡船的航行标准数据为例,设计3种优化方案,用以验证改进粒子群优化算法的可行性和有效性。  结果  仿真对比结果表明:方案1(初始方案)的运行成本为37 022.75 m.u.,方案2(仅对发电机组的电功率进行优化分配)的运行成本为36 993.27 m.u.,降低了0.079 6%;方案3(整体优化分配)的运行成本为35 851.25 m.u.,降低了3.164 2%,故其兼顾了经济性和环保性的要求。  结论  基于改进粒子群优化算法的船舶能量管理方案可以显著降低运行成本,且保证相对稳定的船舶航速和负载分配曲线,有利于提升船舶能量系统的工作效率和经济效益。
基于切线逼近法的非对称规则采样SPWM方法
李巍, 李维波, 徐聪, 卢月, 陈辉
2020, 15(6): 46-54. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01888
摘要:
  目的  为改善舰船高频逆变充电装置输出正弦波的质量,同时降低CPU占用率,提出一种基于切线逼近的非对称规则采样正弦脉冲宽度调制(SPWM)方法。  方法  根据基于切线逼近的非对称规则采样SPWM方法的基本原理及计算方法,搭建Matlab/Simulink仿真模型,设计适用于高频逆变充电装置的软件算法流程,并对切线逼近法的实际输出效果进行仿真对比和实验验证。  结果  仿真结果表明,在纯阻性负载和阻感性负载下,基于切线逼近法的负载端波形的总谐波失真(THD)分别为2.12%和2.08%,其波形质量优于对称规则采样法;实验结果表明,基于切线逼近法的负载端波形的THD明显低于对称规则采样法,当输入线电压有效值为580 V(调制比为0.8)时,输出波形的质量相对最优。  结论  基于切线逼近的非对称规则采样SPWM方法克服了传统对称规则采样法的输出波形质量不高,以及传统非对称规则采样法的采样频率高、CPU占用率高等缺点,研究成果可为舰船高频逆变充电装置设计提供参考。
基于改进模拟退火算法的船舶照明三相平衡优化设计
徐亮, 李玮, 王良, 郭冰
2020, 15(6): 55-59, 65. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01837
摘要:
  目的  船舶照明配电三相平衡设计是照明系统设计中的重要工作,为提高三相平衡设计的效率和精度,提出基于改进模拟退火(SA)算法的三相平衡优化设计方法。  方法  首先,归纳下级照明分配电箱和上级配电板这2个级别的三相平衡设计最优化模型;然后,对模拟退火算法产生新解的过程进行改进,进而将其用于求解船舶照明分配电箱和配电板的三相平衡设计;最后,采用Matlab平台进行实船验证。  结果  结果表明,采用该方法可以在1 s以内完成4个分配电箱及上级配电板的三相平衡优化设计。  结论  所提方法可用于代替传统照明配电设计中负载三相分配的繁重工作,提高照明系统设计效率。
短路冲击作用下电力推进装置扭振计算与分析
李增光, 赵辉, 周宁
2020, 15(6): 60-65. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01902
摘要:
  目的  对于电力推进装置,推进电机短路故障时的瞬态扭矩激励峰值很大,对推进系统的运行安全影响较大。为此,提出一种短路故障工况下推进装置扭振计算方法。  方法  根据船舶推进装置扭振分析理论,建立系统的时域扭振计算模型,给出短路时推进电机瞬态冲击扭矩作用下系统的响应计算方法。基于此,建立某电力推进装置的计算模型,对其扭振固有特性及3极和2极短路故障时的系统扭振响应进行计算与分析。  结果  结果表明,系统动态特性对短路冲击扭矩的传递具有重要影响,其中,高于系统第1阶弹性模态频率的扭矩成分在传递至推进器端时的衰减很大,推进器处的动态扭矩以第1阶弹性模态频率成分为主,而在推进电机与传动轴−推进器之间设置高弹性联轴器,能大幅衰减冲击扭矩引起的动态响应;瞬态扭矩响应最大值随着电机转速的增加而增加,交变扭矩可达到数倍平均扭矩,由此引起齿轮传动装置的齿面敲击,且传动部件瞬时扭转应力较大。  结论  提出的时间域扭振模型及方法可用于电力推进装置在短路瞬态冲击作用下的响应计算分析,在设计阶段对短路冲击作用下的扭振响应进行校核非常必要,可提高电力推进装置运行的安全性。
船舶电站容量与机组配置的辅助设计软件
徐亮, 郭力峰, 李玮, 许飞, 华玲
2020, 15(6): 66-71. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01822
摘要:
  目的  电站容量与机组配置是船舶电力系统设计中最重要的一项基础工作,为了提高设计效率和精细化程度,基于C#程序语言开发可扩展的电站容量与机组配置辅助设计软件。  方法  首先,应用插件框架,设计并实现本软件的可扩展架构;然后,研究电站容量计算的3种计算方法集成、工况和设备分类按需自定义、系数自动化建议等关键功能的实现方法;最后,通过归纳电站机组配置问题的最优化模型,提出机组自动配置算法。  结果  某4 000 t实船验证结果表明:在7种运行工况、搜索42个机组的情况下,机组配置最优模式的求解耗时少于1 s,且最多可以同时给出3种可行的机组配置方案。  结论  该一站式设计软件可以代替常规繁琐的人工配置方法,有助于提高船舶电站的设计效率。
总体与性能
指挥室围壳水动力噪声及控制技术研究综述
章文文, 徐荣武
2020, 15(6): 72-89. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01816
摘要:
指挥室围壳是潜艇水动力噪声最为突出的部位之一。为分析围壳水动力噪声的机理和特性,总结其控制技术特点和发展趋势。首先,对指挥室围壳水动力噪声的基本机理和组成进行概述,归纳梳理围壳直接辐射噪声、二次辐射噪声和开口流激空腔噪声这3类噪声源的国内外研究现状;然后,对围壳水动力噪声控制技术的研究进展进行概述,包括填角设计、“薄翼”型围壳设计、开口空腔噪声控制等;最后,针对围壳水动力噪声治理需要进一步研究的几个方面进行展望。通过系统地梳理总结,比较完整地阐述了围壳水动力噪声的基本机理和控制技术的进展概况,可供水动力噪声研究和舰船设计人员参考。
波浪作用下钻井船的共振数值计算及分析
孙雷, 邓潇潇, 曾智宏, 刘昌凤
2020, 15(6): 90-105, 114. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01807
摘要:
  目的  带月池的海上平台作业效率及作业安全性要求不断提高,波浪作用下平台自身运动及月池内流体运动带来的共振问题愈发凸显。  方法  为此,基于势流理论的常数边界元法,开发波流与三维物体相互作用的数值模拟计算程序。选取某带月池钻井船,对其运动展开频域数值计算,对无航速时数值模型计算程序的计算结果与水动力软件AQWA计算结果进行对比,验证无航速时所开发计算程序的可靠性。将波流工况计算结果与实验结果对比,验证该数值方法的准确性。  结果  通过比较多种月池长宽比、月池吃水、波浪入射角度以及有、无航速情况下的船舶运动,发现带月池钻井船在升沉和摇摆运动上都会发生共振现象,引入迎流流速会调制和加剧月池的共振。  结论  研究结果可为带月池船舶的运动响应预报及共振抑制提供参考依据。
航行姿态对半滑行三体船型静水阻力影响的数值研究
贾敬蓓, 宗智, 金国庆, 王海英
2020, 15(6): 106-114. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01859
摘要:
  目的  半滑行船型(弗劳德数Fr >0.4)的航行姿态(升沉和纵倾)对船舶阻力性能影响显著,重点探讨半滑行状态下航行姿态对三体船型阻力成分(摩擦阻力和压差阻力)的影响规律。  方法  采用k-ε湍流模型,使用重叠网格技术,对三体船型的静水阻力问题进行CFD数值模拟研究。计算三体船的2种状态(自由航行状态和固定航行姿态的状态),比较上述状态下的阻力成分,分析航行姿态对阻力成分的影响规律。  结果  计算结果表明,在半滑行状态下,由航行姿态引起的总阻力变化超过20%;航行姿态变化对压差阻力影响显著,约高达50%,而对摩擦阻力的影响则相对较小,不到8.5%;由航行姿态引起的阻力增加,90%以上来自压差阻力的变化。  结论  准确预报航行姿态及由此产生的压差阻力变化对半滑行三体船型非常重要。
一种飞行甲板设计要素的论证方法
杨放青, 朱永安, 赵守君
2020, 15(6): 115-120, 127. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01862
摘要:
  目的  为了解决航空母舰(简称“航母”)飞行甲板的主尺度要素设计问题,以航母舰体主尺度要素为输入,对飞行甲板主要设计要素进行论证,并开展相应的数学模型研究。  方法  通过解读分析13艘国外典型大、中型航母的各项设计参数,借助支持向量机回归(SVR)算法和径向基核函数(RBF)建立相应的回归分析模型,并采用模拟退火(SA)算法对部分计算参数进行优化以提高回归精度。以“肯尼迪”号常规动力航母作为检验样本、其余12艘航母作为训练样本集进行回归计算,验证该回归模型的预报效果。  结果  所得计算结果与“肯尼迪”号实际参数的对比显示,多数飞行甲板设计要素都具有较好的预报精度,同时,也得到了少数设计要素预报精度不高的原因。  结论  所做研究对航母飞行甲板总体设计具有技术支撑作用。
基于CAD与CATIA二次开发的船体快速建模方法
卢雨, 顾朱浩, 王瑞宇
2020, 15(6): 121-127. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01865
摘要:
  目的  在使用CATIA创建船体模型的过程中,人为因素较大且工序繁杂。为快速量取船舶型值、采用型值快速化三维建模,给出一种快速、高效的船舶建模设计方法。  方法  基于CAD与CATIA平台,运用面向用户的VB和Java语言,通过自动化接口连接CAD与CATIA模块对二者进行联合二次开发,以量取船舶各型线型值并转换为三维坐标点,快速建立三维型线,生成船体曲面。通过2个算例,验证二次开发程序的效率及可靠性。  结果  结果表明,所编写的二次开发程序可在CAD中将二维型线快速转化为三维型值点,并在CATIA中创建横剖线、纵剖线及半宽水线,实现了快速三维建模的功能。  结论  从2种不同船型的绘制结果可见,使用多平台协同设计技术具有多阶段建模、关联模型的技术特点,可以提高模型质量和绘制效率,极大地方便了用户使用。
结构与装置
非接触水下爆炸下舰船冲击环境的不确定度量化
梁霄, 陈江涛, 王瑞利, 胡星志
2020, 15(6): 128-136. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01826
摘要:
  目的  为挖掘和量化舰船非接触水下爆炸建模与模拟中的不确定性因素,开展高维随机变量对系统输出结果的影响研究。  方法  根据变量统计特征和工程经验,使用对数正态分布描述物理量的不确定度,使用Beta分布描述唯象参数的不确定度,并使用Rosenblatt变换将不同类型的相关随机变量组转化为服从独立同分布的正态分布变量组。此外,考虑到模型的复杂性且不确定性因素众多,使用基于二次自适应基函数的齐次Wiener混沌方法处理不确定度的传播, 以提高计算效率。以甲板上弹簧系统试验装置为例,应用所提方法研究试验装置的冲击响应量的期望值、标准差、置信区间和概率密度函数。  结果  结果显示,舰船遭受水下爆炸冲击后,甲板一直处于振荡状,标准差的振荡相比期望值更大。  结论  研究结果可为非接触水下爆炸冲击影响以及评估舰船抗冲击性能提供依据。
艇体弹性耦合边界条件下轴系纵振反共振隔振分析
游晶越, 赵耀, 张赣波, 储炜
2020, 15(6): 137-142. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01802
摘要:
  目的  针对共振转换器(RC),研究其在轴系刚性边界条件下的结构参数设计以及在艇体弹性耦合边界条件下的应用问题,分析边界条件变化对共振转换器参数设计及其减振效果的影响。  方法  在考虑轴系转子特征的情况下,建立含有共振转换器的轴系−艇体耦合系统动力学模型;基于传递矩阵法,分析系统的振动特性和力传递特性; 按照轴系刚性边界条件下的纵向振动特性进行共振转换器结构参数设计,并将其应用到艇体上。  结果  分析结果验证了上述参数设计和应用方案的可行性;共振转换器的反共振隔振机制对系统的影响可分为刚度区、反共振区和质量区;通过灵敏度分析得出了共振转换器的结构参数具有可调性。  结论  研究成果可为共振转换器从轴系试验台架性能测试走向实船应用提供借鉴和参考。
多自由度系统基于单通带近似法的振动局域化分析
李宗威, 纪刚, 周其斗
2020, 15(6): 143-148. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01811
摘要:
  目的  对多自由度系统直接采取理论解析的方法进行局域化研究具有一定的困难,为此,将运用单通带近似的等效方法对多自由度系统进行局域化研究。  方法  以梁模型为研究对象进行局域化研究,通过单通带近似的等效方法预报不等间距梁的局域化因子,将等效方法的局域化因子预报结果与统计扰动方法的结果进行对比,验证等效方法的正确性,以及通过不等间距梁的有限元模型验证等效方法的有效性。  结果  结果表明:采用单通带近似的等效方法对多自由度系统进行局域化分析具有可行性。  结论  该方法有效规避了对多自由度系统进行复杂解析的困难,实现了对多自由度系统开展局域化定量分析的工程化使用。
复合式橡胶隔振器特性分析及设计验证
张晓, 杜堃
2020, 15(6): 149-154. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01691
摘要:
  目的  与传统设备相比,永磁设备因其在相同工况下重量轻、体积小而被广泛应用于各型船舶。但在高频段,其振动测量值和传统设备相比高得多,从而影响了船舶的声学性能和实船应用效果,为此,提出一种复合式橡胶隔振器设计方案。  方法  以某永磁设备的隔振系统设计为研究对象,在橡胶隔振系统中间插入中间质量得到复合式橡胶隔振器,对传统橡胶隔振器与复合式橡胶隔振器的传递特性进行对比,并开展方案设计的试验验证。  结果  结果表明,所提复合式橡胶隔振器方案可行,能明显提升高频段内永磁设备机脚的隔振效果,相比传统橡胶隔振器,复合式橡胶隔振器的隔振效果约提高20 dB。  结论  作为一种振动控制技术,所设计的复合式橡胶隔振器可以对高频振动进行有效控制。
冰碰载荷下船体板弹塑性动力响应分析
蔡伟, 朱凌
2020, 15(6): 155-161. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01804
摘要:
  目的  北极航道在远洋运输中发挥着越来越重要的作用。极地船舶在北极航行过程中不可避免地会与浮冰发生碰撞,从而使结构产生塑性变形损伤,严重影响船舶的航行安全。为了研究浮冰碰撞载荷作用下船体板所产生的塑性变形损伤和能量吸收情况,开展楔形冰与船体板碰撞模型实验研究。  方法  首先,分析船体板的塑性变形损伤以及冰体破碎失效情况;然后,总结并对比现有不同冰体材料模型下冰撞刚性墙的计算结果,揭示不同冰材料模型下计算结果的差异;最后,采用数值模拟方法研究冰碰撞载荷作用下固支矩形板的塑性变形和碰撞力时间历程,并与模型实验结果进行对比验证。  结果  结果显示,不同冰体材料模型的数值模拟结果其差异性和离散性较大;采用了各向同性弹脆性冰数值材料的计算模型其数值计算结果与实验结果吻合较好;在碰撞条件相同冰体与刚体碰撞时,冰体碰撞下船体板的最终塑性变形值和能量吸收值比刚体碰撞下的小。  结论  研究成果可为极地船舶结构安全评估方法提供参考建议。
任意弹性边界下矩形板弹性屈曲分析
鲍四元, 曹津瑞
2020, 15(6): 162-169. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01808
摘要:
  目的  矩形薄板的屈曲研究具有重要的理论和实际意义。针对工程中常见的矩形薄板结构,为了研究其在任意弹性边界条件下受轴向压力的屈曲特性,给出一种基于系统最小势能原理计算弹性失稳时屈曲载荷的方法。  方法  首先,在板结构模型的四条边界上分别设置旋转约束弹簧和横向约束弹簧,并设定两类弹性弹簧的刚度值大小以模拟任意弹性边界条件。由于经典傅里叶级数形式的位移函数在边界上的导数可能存在不连续问题,因此引入辅助函数,并以三角级数形式建立位移函数的几何表达式。然后,建立矩形板系统的势能表达式,结合最小势能原理,对未知傅里叶系数求偏导建立线性方程组。最后,求解得到矩形板临界屈曲载荷等参数,给出不同边界条件下弹簧刚度的合理取值,并将本研究所提方法得到的屈曲载荷与文献中的计算结果进行对比。  结果  结果显示,采用本研究方法所得屈曲载荷与文献中的计算结果吻合良好,验证了本文研究方法的正确性和收敛性。  结论  研究成果可为船舶相关结构的分析提供参考。
武器与电子信息系统
带宽约束下舰艇编队网络的跨平台任务调度算法
武树斌, 温玉屏, 夏洋, 汪慧君, 李含辉
2020, 15(6): 170-175. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01899
摘要:
  目的  舰艇编队无线IP网络的带宽有限且具有时变性,故为满足编队作战应用对跨平台任务运行的时限要求,需研究网络带宽约束下的跨平台任务调度算法。  方法  提出舰艇编队无线IP网络任务调度模型,运用“任务发起方”和“任务响应方”的通信模式,实现“最早时限优先+先来先服务”两级任务调度。采用所提的最早时限优先(EDF)扩展算法,在传统的单平台单处理机实时调度算法基础上,将任务执行时间的计算由处理机占用时间转换为网络占用时间,以适用于舰艇编队需要,进而推导出任务可调度性的判定条件,并对此进行试验验证。  结果  试验结果表明,在所构建的测试网络环境下,可计算得到舰艇编队跨平台任务集合的可调度性。  结论  所提理论模型及算法具有较强的可实施性,对于指导舰艇编队无线IP网络的任务规划和任务调度具有重要价值。
基于爆炸声源的远程水下目标定位方法
黄聪, 朱伟锋, 李迪
2020, 15(6): 176-181. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01667
摘要:
  目的  随着潜艇隐蔽性和作战能力的不断提高,水面舰艇面临的水下挑战日益严峻。为加强对潜艇的全面感知和持久监视预警能力,对利用水下爆炸声作为发射声源的远程目标探测方法进行系统研究。  方法  基于双基地声呐定位原理,给出水下目标的解算方法;根据声呐方程给出的能量关系,推导系统最大探测范围的数学模型,利用数值仿真分析目标定位误差的空间分布,以及爆炸声源不同投放距离的目标探测范围及其定位精度。  结果  结果表明,基于爆炸声源的水下目标探测不能在全平面上扩大探测区域,但在基线延长线附近的一定开角范围内,可获得较大的探测优势。在此基础上,通过合理配置多枚爆炸声源,可增大对潜艇的警戒纵深。  结论  可为航空应召反潜提供有效目标信息。
小型水面舰艇武器发射时间序列优化
张子祥, 王检耀, 王鸿东, 范则阳, 易宏
2020, 15(6): 182-189. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01782
摘要:
  目的  小型水面舰艇作为重要的火力打击平台,需要从发射策略的角度降低小型水面舰艇对武器发射的运动响应,并尽可能快地完成武器的连续发射。  方法  基于船舶线性横摇模型和角动量定理,建立武器发射过程的数学模型,并使用最优化方法求解满足运动约束条件的最速武器发射时间序列。  结果  计算表明,优化后的武器发射时间序列在满足最大横摇角度要求的前提下可使发射总时间最小化,不等间隔发射相对等间隔发射可以节省约一半的发射时间。  结论  经过优化的武器发射时间序列能极大地提升小型舰艇的使用性、战斗力和生命力,该方法可为小型水面舰艇与武器的合理匹配设计及发射时间序列优化设计提供参考。
潜艇装备保障信息系统的设计研究
尹安, 许治梭, 操桃秀
2020, 15(6): 190-196. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01926
摘要:
  目的  建立潜艇装备保障信息化管理系统,对保持和提高潜艇作战能力有重要作用。基于此,提出潜艇装备保障信息系统设计方法。  方法  首先,基于功能需求分析和系统架构要点,确定总体设计思路,然后,以工作任务管理模块和数据收集与分发模块为切入点,进行信息系统设计; 在工作任务管理模块设计中,分析在信息高度相关时进行模块功能划分,将显示与业务逻辑分离的设计方法;在数据收集与分发模块设计中,以故障问题记录信息为例,论述综合保障信息总库数据和各基地级综合保障信息系统数据交互方法。  结果  基于上述设计思路,完成了潜艇装备保障信息系统设计和开发,运行情况表明满足设计目标和部队使用需求,有效提升了部队保障管理的信息化水平。  结论  提出的潜艇装备保障信息系统设计方案合理可行,系统运行过程中收集的保障信息数据,也为后续大数据分析和智能化应用提供了有力支撑。