鱼雷动力系统启运过程仿真研究

本文以某型鱼雷动力推进系统为对象，通过建立数学模型，采用数字仿真方法，分析研究了动力系统的启动特性。文章就该动力系统所选择的固体药柱、燃料及动力装置结构参数进行了仿真研究了启运过程中燃烧室内压力、温度的变化及雷机浆匹配关系，同时也分析了研究了进燃料时间以及速制转换，鱼雷初始速度、航行深度等对启动过程的影响。     

压力调节供应方式的鱼雷热动力系统启动过程匹配性研究

鱼雷热动力系统通常采用固体药柱先在燃烧室内点火再适时使燃料进入并点燃的方式实现启动，启动过程各参数变化剧烈且工作过程极为复杂，试验及统计表明，使用燃料压力调节供应方式的热动力系统在启动阶段更容易发生如热爆和无法点火等各类故障，问题主要出在系统启动过程的匹配方面。文中针对使用燃料压力调节供应方式的热动力系统，建立了包括充填集液腔和喷嘴阀杆运动等启动过程动态仿真模型；对启动过程的3个典型阶段进行了启动特性仿真，对模型与功率试验相关结果进行了比较，给出了3个典型阶段的特性，讨论了主要参数对各过程的影响；在对系统启动特性仿真和系统样机功率试验结果分析的基础上，从使用闭式喷嘴及可靠开启、喷嘴特性选择、燃料进入燃烧室时刻的参数匹配、燃料进入燃烧室后的相关匹配4个方面分析了系统的匹配性，给出了系统设置、主要参数（如燃料进入时间、燃料进入时刻的内压、燃料进入量、燃料进入后泵增压速率和药柱选择等）合理匹配以及可调控环节等方面的建议。     

鱼雷热动力推进系统仿真技术展望

传统的设计-试验-修改设计-试验的热动力研究模式已经成为制约热动力鱼雷发展的瓶颈,因此迫切需要开展动力系统仿真技术研究。本文介绍了适用于动力系统的典型仿真软件,分析了近几年来鱼雷动力仿真研究的现状,提出了针对鱼雷动力推进系统的计算机仿真、半实物仿真、虚拟样机等基本仿真研究方法,展望了动力仿真技术的未来发展方向,为新型鱼雷热动力的研发探索新途径。     

变速制鱼雷燃料流量调节阀动态过程数学模型

在一些变速制鱼雷动力系统中，速制变换是通过改变燃料流量调节阀输向燃烧室的流量大小而实现的，文中建立了以燃料流量调节阀为主的变速制鱼雷动力系统动态过程数学模型。     

热动力系统调节方法及其对鱼雷航速误差的影响

概述了鱼雷热动力系统三种调节方法的特点，着重论述了在鱼雷-推进器-动力系统三者匹配情况下动力系统性能参数误差对鱼雷航速误差的影响。从分析结果可以看出，燃料流量调节方法在减小鱼雷航速误差上具有一定优势；或者说当鱼雷航速误差要求相同时，燃料流量调节方法对动力系统出厂交验试验调节精度要求较低。     

鱼雷涡轮机数字仿真

鱼雷涡轮动力系统具有许多优于活塞动力系统的结构和工作特性，在现代鱼雷高速度和远航程的战术要求下，大型热动力鱼雷宜采用涡轮发动机作为推进主机。进行鱼雷涡轮动力装置数字仿真是设计涡轮机的重要步骤，为此，该文针对鱼雷涡轮机设计和研制的需求，采用理论分析、经验推导和实验研究相结合的方法建立了鱼雷开式循环部分进气纯冲动式复速级涡轮发动机设计工况及2种常见变工况的数学模型，着重讨论了变工况过程涡轮机的调节控制方案，提出了简便易行的开关喷嘴控制方法，并对其进行了数字仿真研究。涡轮机内部结构及热力学参数仿真结果表明所建数学模型较为准确，变工况控制方法具有正确的理论依据，并易于工程实现。该文的数字仿真方法将为今后更深入的研究提供技术支持。     

柱塞式燃料泵及燃料供应系统启动特性研究

为了进一步提高鱼雷热动力系统启动的可靠性,在分析柱塞式燃料泵结构特性的基础上,从物理学角度得出了系统启动的理论必要条件,通过对柱塞式燃料泵的试验数据和鱼雷实航数据的比较分析,提出了使柱塞式燃料泵及燃料供应系统具有良好启动特性的设计准则,即燃料泵相关设计参数必须满足P1max/P0′<1/K(V1/V0+1)。研究得出,柱塞式燃料泵在启动阶段,燃料为气体状态时,其进出口压力的比值达到某一极限值时燃料泵就不能启动。     

热动力鱼雷能供系统启动可靠性和安全性研究

本文以某型热动力鱼雷能供系统为研究对象，对鱼雷舷外海不通过雷体上的背夺阀直接进入燃料舱增夺挤代燃料的工作过程，能供系统管路充填过程以及燃料供应过程进行了分析，建立了供油系统管路数学模型，并进行了数字仿真。     

轻型鱼雷换速系统特性研究

为了提高轻型鱼雷动力系统换速的稳定性,避免高速向低速转换时燃烧室压力过高而引发爆炸以及低速向高速转换时燃料供应中断或燃烧室压力过低而熄火,该文根据压力平衡原理,提出了延长换速过渡过程时间的解决方案,分析了其工作原理,建立了相应的数学模型,通过动态仿真和动态特性试验证实,该方案对延长换速过渡时间有明显的效果,并可大大减小换速过程中的压力变化的斜率,这对换速过程动力系统的工作稳定性和可靠性有重要意义。     

瑞典TP2000和TP43X2型鱼雷

瑞典在制造鱼雷方面有着丰富的经验。早在50年代末,60年代初瑞典FFV工程公司开发了一种全新的鱼雷动力系统,即采用由酒精和浓度为85％的高效过氧化氢作燃料。采用这种动力系统的TP61型鱼雷航程达到20公里,航速猛增到45节。     

速率陀螺启动过程对鱼雷初始弹道品质的影响

本文建立了速率陀螺启动过程的数学模型,并在此基础上进行了相应的数学仿真,对不同条件下的鱼雷初始运动情况进行了比较、说明,最终证实了速率陀螺启动过程对鱼雷初始弹道及姿态调整所产生影响的规律,即启动时间越长,允许其达到稳定转速的时间离散范围越大,鱼雷初始段控制的品质离散就越大。     

超空泡鱼雷推进系统相关问题设计初探

总结了超空泡鱼雷对推进系统的3个设计要求，通过超空泡鱼雷推进系统与传统推进系统比功率的对比，确定超空泡鱼雷推进装置的类型宜选喷射推进装置；计算确定了鱼雷航程与燃料比冲量及密度的关系，选择水反应金属作为主要燃料。对采用金属水反应发动机的超空泡鱼雷推进系统工作原理和控制方式进行了详细论述，提出使用启动药柱和涡流旋转燃烧室解决金属水反应发动机启动和持续反应的问题，通过改变超空泡鱼雷尾部喷嘴喷出气体的方向来控制鱼雷的航行姿态。研究表明，采用铝水反应发动机的喷射推进系统可以满足超空泡鱼雷推进系统的设计要求。     

鱼雷热动力系统发生的爆炸机理研究

全面分析了热动力系统研制过程中发生的各类燃料爆炸故障，包括使用不当或操作失误引发的爆炸、使用压力调节供应的动力系统中出现的爆炸以及使用流量调节供应的动力系统中出现的爆炸，并在分析动力系统动态特性仿真和功率试验数据的基础上，对产生各类燃料爆炸的机理进行了探讨，同时提出了应从系统优化、合理匹配的层面上认识燃料爆炸问题的观点及解决方法。     

速率陀螺启动过程对于雷初始弹道品质的影响

本文建立了速率陀螺启动过程的数学模型，并在此基础上相应的数学仿真，对不同条件下的鱼雷初始运动情况进行了比较，说明，最终证实了速率陀螺启动过程对鱼雷初始弹道及姿态调整所产生影响的规律，即启动时间越长，允许其到稳定转速的时间离散范围越大，鱼雷初始段控制的品质离散就越大。     

舰艇运动对鱼雷发射入水参数影响

舰艇运动对舰载鱼雷发射有较大影响。为了分析舰载鱼雷发射的入水参数,对舰载鱼雷发射入水参数的影响因素进行了研究,综合考虑了舰摇、舰速、发射管转角及鱼雷发射时舰艇姿态对鱼雷入水参数的影响,建立了鱼雷发射入水参数的数学模型,并分别对舰艇运动发射过程与静水中发射过程进行了仿真计算。仿真结果表明,舰艇运动下的鱼雷发射模型能更真实的反映鱼雷发射情况,为舰载鱼雷发射的研究提供参考。     

燃气涡轮机在鱼雷动力系统中的应用与发展

回顾并展望了燃气涡轮机在鱼雷动力推进系统中的应用与发展,分析了燃气涡轮机在鱼雷动力推进系统中的发展需要,基于对鱼雷燃气涡轮机动力系统的组成、原理和特点的认识,指出满足鱼雷要求的涡轮机类型一般是轴流式或重入式部分进气单级或复级冲动涡轮机,与航空燃气涡轮机作比较,其在结构、驱动目的、能源、冷却介质以及废气排放等方面有较大区别,与液体火箭发动机燃气涡轮泵比较,其在使用燃料、使用环境和工作方式等方面也有很大区别,最后对开展鱼雷燃气涡轮机的研究提出了几点建议。     

热动力鱼雷能源动力系统启动模拟技术研究

本文提出了陆上模拟鱼雷实航中能源动力系统启动方案，介绍了模拟原理，并针对启动模拟中系统实航转速变化规律模拟、驱动系统快速启动、系统转速控制等关键技术问题进行了论证。通过在南启动模拟试验，可以解决燃料舱与动力系统的匹配性等问题，并分析系统实航过程启运安全性，避免最终进行湖、海试验时发生设计方案颠覆的可能性。     

外置蓄能式鱼雷发射装置发射过程流场仿真

为了研究外置蓄能式鱼雷发射装置在发射过程中的内部流场特性,建立了该鱼雷发射装置的二维轴对称流场模型,基于一维数值仿真和流场仿真联合求解的方法数值研究了该鱼雷发射装置的内部瞬态流场,对发射装置内部流体的压力场和速度场、蓄能系统内部与发射管内部流体压力变化进行了仿真,并对仿真过程中鱼雷表面的受力情况进行了监测。分析了仿真结果,结果表明,由发射过程流场仿真获得的鱼雷内弹道结果与内弹道数学模型计算结果基本相同,所建立的发射过程流场模型基本正确。     

燃料电池用于鱼雷动力装置的设想

燃料电池是一种高效、清洁的电化学发电装置.论述了在鱼雷上应用燃料电池的动力系统相对于目前动力系统的优点和可行性,并分析了在鱼雷上使用燃料电池所需要解决的问题.     

基于MFC的鱼雷作战能力仿真系统设计

介绍了基于微软基础类(MFC)的声自导鱼雷作战能力仿真系统的设计及实现过程,根据通用软件设计流程规范,通过系统需求分析、方案设计、详细设计和系统测试等步骤实现了该仿真系统.实现的仿真系统可以以鱼雷命中概率为评价指标,有针对性地研究和解决鱼雷设计中的自导搜索策略与弹道优化组合,以及作战使用过程中的相关问题,以提高鱼雷作战能力.系统使用了可视化界面实现了仿真参数的任意设定,并将仿真结果以数据表格和图形的方式进行反馈,降低了系统使用的专业门槛,增强了使用的便利性,同时也提高了系统的使用效率,为自导系统搜索策略设计及鱼雷弹道设计提供分析工具和参考.