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下载所得到的文件列表登陆舰抢滩运动建模研究.pdf
文档介绍：
Vo1.33No.898舰船电子工程ShipElectronicEngineering总第230期2013年第8期登陆舰抢滩运动建模研究李庆杨(海军陆战学院郑俊芳广州510430)摘要运动状况是影响登陆舰抢滩登陆的重要因素。论文以登陆舰的抢滩登陆过程为切入点,分析了登陆舰在抢滩运动过程中的受力情况,重点研究了登陆舰在深水区域航行、浅水区域航行及抵滩的运动建模。对于不同的运动模型,论文分析对比了其精确度与适用范围,并应用部分运动模型实现了登陆舰的受力计算与运动分析。文中所建立的抢滩运动数学模型能够为相关领域的研究与应用提供一定的参考。关键词运动建模;抢滩;登陆舰中图分类号TP391.9LandingForceModelingoftheLandingShipLIQingyangZHENGJunfang(Nave1MarineAcademy,Guangzhou510430)AbstractThemovementistheimportantfactoroflandingship1andimBasedonthelandingbeachprocessasthebreakthroughpoint.thelandingshipinrushingduringexercisestresssituationisanalyzed,foCUSonthelandingshipsailinginshallowwaterareaindeepwaterarea,beachsailingandagainstmovementmodeling.Fordifferentmotionmodel,monprecisionandapplicablerange,andapplicationpartmotionmode1realizesthe1andingshipstresscalculationandmotionanalysis.Thepaperestablishedabeachheadmotionmathematicalmodelcanproviderelatedfieldsofresearchandapplicationtoprovidesomereference.KeyWordsmotionmodeling,beaching,landingshipClassNtln1]:l~rTP391.91引言登陆舰_1]是从二战时期开始发展起来的一种特殊舰艇,在平时需要担负人员、装备、物资的输送任务,在战时还可能需要完成快速抢滩、输送登陆兵及其武器装备等特殊任务,登陆舰在现代海军舰艇部队中已然成为一种不可缺少的作战力量。然而,抢滩登陆作为登陆舰的重要作战任务,由于其组织训练复杂、训练难度高、受外界条件影响大,现阶段模拟训练成为部队训练的重要训练手段,要把登陆抢滩训练实现模拟化,首先必须了解登陆舰抵滩运动规律。因此研究登陆舰抢滩运动模型具有十分重要的意义。目前国内关于登陆舰抢滩方面的研究尚少,对于登陆舰的抢滩运动建模,更是很少有人进行过全面系统的研究。周立鑫[2]等人虽然对登陆舰的操纵性进行过研究,但是没有建立完整的运动模型。如今,有关于船舶深水运动建模方面的研究较为成熟,但是在浅水运动模型及抵滩模型方面却很少有人研究。2登陆舰抢滩登陆概述登陆舰抢滩登陆是一个由深水区域航行到浅水区域航行,再由浅水区域航行到抵滩的运动过程。因此,对于登陆舰抢滩运动而言,其过程主要包括深水区域航行、浅水区域航行、抵滩运动三个部分。图1所示为登陆舰抢滩运动过程示意图。图1登陆舰抢滩运动过程示意图登陆舰运动中主要受三类作用力所影响,即主动力、外力和流体动力。主动力主要包括螺旋桨推力和舵的作用力;外力即环境干扰力,在广阔水域中主要由风、浪和流的作用力组成;流体动力是作用在舰船诸力中最为复杂的,一般将其分为流体惯性力和流体粘性力两类。登陆舰在浅水区域的运动情况与其在深水区域相比,有着明显的不同,随着水深与吃水之比h/d逐渐变小,浅水效应就会逐渐显现出来。船体上的作用力均会有显著变化,此变化直接影响着舰船操纵性能。抵滩运动是一个相当复杂的过程,既需考虑舰艇受浅水因素的影响又需考虑登陆舰抵滩时海底对舰体作用的影响。收稿日期:2O13年2月9日,修回日期:日作者简介:李庆杨,男,硕士研究生,研究方向:军事航海仿真技术及应用。郑俊芳,男,硕士研究生,研究方向:军事航海仿真技术及应用。2013年第8期舰船电子工程99登陆舰的抵滩运动可分为两个阶段:第一个阶段,舰体由于与海底突然接触而受到冲击,向前速度突然改变;第二个阶段,舰体的动能会转变为势能以及接触区域地面会与舰底产生摩擦。登陆舰抵滩运动的多变性决定了其建模的复杂性。3登陆舰抢滩运动数学模型在船舶运动建模领域,当前国际上较为常用的船舶运动数学模型有多种,其中最为常用的数学模型即日本拖曳水池委员会所提出的分离结构模型(简称MIVIG模型[3])。为了获取模型的运动参数,本文采用简单实用的估算模型对其进行求取。3.1登陆舰运动数学模型MMG模型的主要思想是将登陆舰上的各种受力及力矩按照物理意义,***为作用于舰体、敞水桨和敞水舵上的流体动力和力矩。其计算公式如式(1)所示。r(m+mx)“一(m+)一XH+XP+1.(仇+)口+(m+mx)“r--Y+rP+,R(1)I.L(+J)r--NH+N尸+一yHzc上式中,m为登陆舰的排水量,为登陆舰在轴的转动惯性距;mx、my、J为登陆舰的附加质量及附加惯性矩,下标H表示舰体粘性水动力项,下标P表示螺旋桨推力及力矩项,下标R表示舵推力及力矩项;需要指出的是,对船舯修正项YHx已记入粘性流体动力矩N中。3.2深水区域域于船体上力的计算1)附加质量的计算。附加质量及附加力矩的计算主要有两种方法:(1)周昭明[43等人提出的回归公式法;(2)Clarke[等人提、出的回归公式法。本文应用周昭明等人提出的回归公式对登陆舰在深水区域的运动情况进行研究,该公式是利用日本著名的元朗图谱进行多元回归分析所得,其表示如下:f一[0.398+11.97(1+3.73百d)一2.89L(I+I.13d)+0.175Cb(L)1+0.541d)一1.1o7百L百d]=0.882--0.54Cb[1--1.6(鲁)]--0.156吉(1--0.673Q)+0.826百d百L(1--0.678詈)--0.638百d百L(1一o.669百d)I参一[33--76.85(1--0.784)+3.43L(1--0.63Cb)]上式中,L为船长;B为船宽;d为船舶吃水;为方形系数。2)流体动力X一、Y和力矩N一的模型粘性流体动力的数学模型有多种,如理论计算模型、约束船模实验模型以及利用系列约束船模实验并对试验结果进行回归分析而得出的近似估算模型。在实际的研究应用中,估算模型是最为实用的。目前,较为常用的估算模型主要有井上模型和贵岛模型两种,本文以贵岛估算模型[7]为例对登陆舰的流体动力及力矩进行研究。贵岛估算模型的计算公式可表示如下:fxH--X()+++ryH--+Y~r+Yl口I1
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国产“野牛”登陆舰520前夕组织抢滩登陆训练
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演习中“野牛”气垫艇抢滩后退滩5月11日，解放军报头版报道了南海舰队某支队在某海域组织抢滩登陆训练的消息，并配发了2张我军“野牛”气垫登陆舰的照片。随着“5?20”台湾地区领导人就职的临近，对于我军军人而言，做好军事斗争准备是正确的抉择，军报在这个时间点刊发此消息的深意恐怕也不言自明。5月6日至8日，南海舰队某登陆舰支队在某海域组织某新型气垫艇抢滩登陆训练，使其尽快形成战斗力。军报刊发的照片显示，一艘编号为“3326”的“野牛”气垫登陆舰训练中练习抢滩后退滩；而另一条“野牛”则在靠泊锚泊舰。根据此前媒体报道的推断，3326“野牛”气垫登陆舰是在去年年底今年年初交付中国海军的。“野牛”登陆气垫船排水量555吨，可运载3辆主战坦克和140名步兵。水面航速可达60节，续航力300海里。2009年7月，中国与乌克兰签订进口4艘“欧洲野牛”级大型气垫登陆艇的协议，总价格3.15亿美元，其中两艘在乌克兰建造，另外两艘在中国国内组装，而3326气垫登陆舰就是根据合同在国内组装的国产“野牛”。从2015年夏天起，“野牛”气垫登陆舰连续参加了数次登陆作战演练，而这种登陆舰的主要目标，自然是用于潜在的祖国统一战争中。在第一波登陆部队上岸后，“野牛”气垫登陆舰将继续快速运送炮兵、坦克等重型装备。在攻占港口或者搭建人工港之前，“野牛”气垫登陆舰可能是跨海峡快速输送重型装备的主要手段。“野牛”气垫艇靠泊锚泊舰不久前交付海军的“东海岛”半潜船，其主要用途在基地之间长距离搬运，而不是如部分媒体传言所云的“延长野牛行动半径”。解放军在统一祖国的军事行动中需要跨越的海峡平均宽度200公里，“欧洲野牛”级的可持续航速为55节，约合99公里/小时，也就是说约需4个小时往返一次。算上装载时间，四艘“欧洲野牛”在行动的第一天内可向海峡对岸运送一个坦克营及其附属车辆。考虑到可能的祖国统一战争的作战规模，处于料敌从宽的考虑，虽然4艘“野牛”级登陆舰显然数量不足，但其较快的运输速度可以有效减少高价值单位在敌火下暴露时间，减少装备转乘次数，这在联合渡海登陆作战中依然有着非常重要的意义。随着“5?20”台湾地区领导人就职日期的临近，即将上台的蔡英文当局背弃“九二共识”，往“台独”的不归路上越走越远将是大概率事件。在这样的背景下，不论两岸政局如何变化，加强备战、做好军事斗争准备是我军的唯一正确选择，军报刊发这一消息的深意恐怕也不言自明。南海舰队&野牛&气垫艇千里突袭
(责任编辑：周健 CM025)
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