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潜艇大型集体逃生舱上浮速度控制仿真计算

孙斌 黄祥兵

孙斌, 黄祥兵. 潜艇大型集体逃生舱上浮速度控制仿真计算[J]. 中国舰船研究, 2020, 15(s1): 43–51 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01847
引用本文: 孙斌, 黄祥兵. 潜艇大型集体逃生舱上浮速度控制仿真计算[J]. 中国舰船研究, 2020, 15(s1): 43–51 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01847
SUN B, HUANG X B. Simulation and calculation of ascent rate control of large escape capsule for submarines[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2020, 15(s1): 43–51 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01847
Citation: SUN B, HUANG X B. Simulation and calculation of ascent rate control of large escape capsule for submarines[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2020, 15(s1): 43–51 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01847

潜艇大型集体逃生舱上浮速度控制仿真计算

doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01847
详细信息
    作者简介:

    孙斌,男,1993年生,硕士生。研究方向:船舶与海洋结构物设计制造。E-mail:804667030@qq.com

    黄祥兵,男,1966年生,博士,副教授。研究方向:舰艇设计制造。E-mail:hxb_wh@163.com

    通信作者:

    黄祥兵

  • 中图分类号: U662.2

Simulation and calculation of ascent rate control of large escape capsule for submarines

  • 摘要:   目的  潜艇逃生舱在失事紧急上浮时速度过快会危及逃生艇员的生命,需要对逃生舱的上浮运动进行模拟计算,以解决艇员集体安全逃生的问题。为此,设计了一种潜艇大型集体逃生舱模型。  方法  根据建立的可模拟逃生舱上浮过程的数学模型,利用Fluent软件模拟逃生舱的上浮运动,计算其上浮速度。通过对3种逃生舱减速设计方案进行模拟计算和分析, 检验其减速效果。  结果  结果显示,在不采取减速措施的情况下,逃生舱最大上浮速度可达27.1 m/s,会严重威胁逃生艇员的生命安全;3种减速方案均可将逃生舱上浮速度控制在5 m/s以内,但各有优缺点。  结论  经综合分析,选择了减速翼结构型式作为最优减速方案。
  • 图  1  逃生舱坐标系示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of the escape capsule coordinate system

    图  2  逃生舱外形方案示意图

    Figure  2.  Outline sketch of the escape capsule

    图  3  逃生舱整体网格划分

    Figure  3.  Global mesh generation of the escape capsule

    图  4  逃生舱局部网格划分

    Figure  4.  Local mesh generation of the escape capsule

    图  5  逃生舱阻力分布图

    Figure  5.  Resistance distribution diagram of the escape capsule

    图  6  减速伞方案示意图

    Figure  6.  Schematic diagram of deceleration parachute

    图  7  带减速伞的逃生舱网格划分

    Figure  7.  Mesh generation of the escape capsule with deceleration parachute configuration

    图  8  减速伞局部网格划分

    Figure  8.  Local mesh generation of deceleration parachute

    图  9  减速伞方案中逃生舱的阻力

    Figure  9.  Resistance of the escape capsule with deceleration parachute configuration

    图  10  减速翼方案示意图

    Figure  10.  Schematic diagram of deceleration wing

    图  11  减速翼方案整体网格划分

    Figure  11.  Global mesh generation of deceleration wing configuration

    图  12  减速翼局部网格划分

    Figure  12.  Local mesh generation of deceleration wing

    图  13  减速翼方案中逃生舱阻力

    Figure  13.  Resistance of the escape capsule with deceleration wing configuration

    图  14  逃生舱整体流速矢量图

    Figure  14.  Global velocity vector diagram of the escape capsule

    图  15  逃生舱局部流速矢量图

    Figure  15.  Local velocity vector diagram of the escape capsule

    图  16  逃生舱流速分布图

    Figure  16.  Velocity distribution diagram of the escape capsule

    图  17  逃生舱俯仰力矩系数图

    Figure  17.  Pitching moment coefficient diagram of the escape capsule

    图  18  逃生舱紧急上浮速度曲线

    Figure  18.  Ascent rate of the escape capsule in emergency

    表  1  逃生舱模型重力与浮力计算结果

    Table  1.   Calculations of gravity and buoyancy for the escape capsule model

    受力逃生情况
    单人逃生全员逃生
    舱体重力/N42 536.1642 536.16
    负载重力/N7 54648 020
    总重力/N50 082.1690 556.16
    浮力/N231 625.64231 625.64
    正浮力/N181 543.48141 069.48
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-12-10
  • 修回日期:  2020-06-25
  • 网络出版日期:  2020-12-10

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