CB-Z 261-1997.pdf
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1、u1 1 I : B 中 国 船 舶 二 二业 总 公 司 部 标 准 C s / z 2 6 1 一9 7 潜艇适航性预报方法 Pr e di c t i on me t hod f or s e a wo r t hi ne s s o f s u b ma r i ne 1 9 9 7 一1 0 一1 7 发布1 9 9 8 一0 6 一0 1 实施 中国船舶工业总公司发布 目 次 1 范围 , ( 1 ) 1 . 1 主题内容 。 ( 1 ) 1 . 2 适用范围 , 4 甲 , , 甲 , 一( 1 ) 2 引用文件 . . . . . . . . . . . . . . . . .
2、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 ) 3定义 , 。 ( 1 ) 3 - 1 术语 , , ( 1 ) 4 一般要求 , , , “ , ( 1 ) 4 一 工 环境条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 一 ( 1 ) 4 - z 有义波高和海浪平均周期表征海浪的规定 , ( 3 ) 4 . 3 潜艇各设计阶段的适航性预报 ( 3 ) 4 . 4 潜艇适航性预报的实艇验证 。 , , ( 4 ) 5 潜艇 适航性预报方法 , ( 4 ) 5 . 1 潜艇适航性预报的内容要求 甲 甲 , 甲 ,
4、】 “ , 甲 , , , , , , , , 甲 一( 4 ) ; . 3 潜艇适航性模型试验预报与方法 , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , , ( 4 ) 5 . 3 潜艇适航性理论预报与方法 , , , ( 4 ) 附录 A环境条件的补充规定( 补充件) ( 6 ) 附录 B 潜艇适航性预报方法若干细则( 补充件卜 , ( 8 ) 附录 C 潜艇适航性波频运动计算方法( 参考件) - , , , , , 二 甲 , , , , 。 , , , , ( 1 0 ) 附录 U 波浪中潜艇近水面垂直而运动稳定性计算方法( 参考件) , (
5、 1 9 ) 中国船舶工业总公司部标准 C B / z 2 6 1 一9 7 分类号 U1 1 潜艇适航性预报方法 P r e d i c t i o n m e t h o d f o r s e a wo r t h in e s s o f s u b m a r i n e 范围 1 主题 内容 本标准规定了潜艇适航性预报方法。 2 适用范围 本标准适用于各种类型潜艇的适航性预报。其主要限于对艇体波浪中运动性能的预报。 引用文件 G J B 3 8 . 2 4 - 8 7 常规动力潜艇系泊、 航行试验规程 适航性 G J B 6 4 - 2 A一 9 7 舰船船体规范 潜艇 G J B
6、 6 6 -8 5 潜艇设计常用文字符号 定义 3 . 1 术语 1 适航性 s e a w o r t h i n e s s 舰船在一定的海况下安全航行和维持舰上人员工作及各系统运行的能力。 2 耐波性s e a k e e p i n g 适航性的重要组成部分, 要求舰船在规定海况下形成的舰体运动环境, 能保证人员及各种武器、 装 33131 备、 系统正常工作的能力. 3 . 1 . 3 潜艇近水面状态 :s e a r f r e e -s u r f a c e c o n d i t i o n f o r s u b m a r i n e 潜艇接近水面的水下航行状态一 般包括
7、通气管深度状态、 潜望镜深度状态. 以及风浪能影响到的 导弹武器发射深度状态。 3 . 1 . 4 压载航行状态 b a l l a s t c o n d i t i o n 将艇体尾部单个或数个主压载水舱注水的水面航行状态。 3 . 1 . 5 有义波高s i g n i f i c a n t w a v e h e i g h t 不规则波中, 三分之一最大波高的平均值, 用( s w场, 表示. 3 . 1 . 6 波浪中潜艇近7 1 面航行垂直面运动稳定性 s t a b i l i t y in d e p t h k e e p i n g o f s u b ,二 。 r u
8、 l e r u n n in g n e a r f r e e 一s u r f a c e in wa v e s 波浪中潜艇近水面航行时保持定深不会产生非控制上浮的能力。 一般要求 4 . 1 环境条件 4 . 1 . 1 风 风级规定见附录 A( 补充件) 的表A1 , 中国船舶工业总公司 1 9 9 7 -1 0 -1 7 批准 1 9 9 8 一0 6 一0 1实施 C 1 3 / Z 2 6 1 一9 7 4 . 1 . 2 风 4 . 1 . 2 . 1 有义波高( W -与浪高的其它统计值可按如下关系换算。 浪高的均方根值按公式( 1 ) 计算 ( 5 w ) . =0 .
9、 7 0 7 ( 屯 。 ) 、 / , ” ( 1 ) 浪高的十分之一最大值的平均值按公式( 2 ) 计算 ( 知) 1 / 1 o = 1 . 2 7 ( 阮) , : ( 2 ) 3 %保证率浪高值按公式( 3 ) 计算 ( 如) 7 M =1 . 3 2 ( 肠) V 7 “ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 3 ) 。 . 1 %保证率浪高值按公式( 4 ) 计算 ( 如) o _ , M =1 . 8 6 ( 如) 1 i 3 , ( 4 ) 工
10、 。 0 。个振荡中最大浪高的期望值按公式( 5 ) 计算 q w ) , : 。 。 。 二1 . 9 4 ( w ) v e . ( 7 ) 2 0 0 。个振荡中最大浪高的期望值按公式( 6 ) 计算 ( 知) v : o oo = 2 . 0 2知沁, ( 6 ) 5 0 0 。个振荡中最大浪高的期望值按公式( 7 ) 计算 ( C w ) 1 / s o o o 二 2 . 1 3 ( Y, w ) , n 。 ( 7 ) 4 . 1 . 2 . 2 浪级按表 1 规定. 表 1 浪级名称 有义波高qw卜 0 无浪0 . 0 0 1徽浪 0 . 0 0 - 1 4 . 0 0 4 .
11、 1 . 2 . 3 潜艇适航性预报中, 海浪谱规定采用潜艇预定活动海域的实测波谱。在缺乏实测海浪谱资料 时, 可按开阔海域或有限海域的情况采用国际水池会议推荐的海浪谱. 开阔海域采用国际水池会议推荐的长峰海浪谱按公式( 8 ) 计算: 一 么 . 1 7 3 ( 芍 , ) 矛 3 . S T; e x p(- _ 69 1w ,T i 式中: 奋. , 开阔海域的海浪 频谱, m 2 s ; 。 波浪圆 频率, r a d / s ; T , 波浪平均周期, . T : 按公式( 9 ) 或公式( 1 0 ) 计算: T ,一 可g, (w )d w fw ,(w )d w ,. 。, T
12、 , 一 2 二 m2 n =m , ( , 。 ) C B / z 2 6 1 一9 7 式中: m海浪谱面积, m = ; m , 海浪谱密度的一次矩, mz s - I , 4 . 1 . 2 . 4 在用有义波高( 知) , ro 和谱峰周期T , 为 特征参数表征海浪时, 公式( 9 ) 中的平均周期T , 与 谱 峰周期 T p之间的关系, 按公式( 1 1 ) 计算. T, =0 . 7 7 1 7 T p ( 1 1 ) 4 . 1 . 2 . 5 当预报潜艇在短峰波中的适航性能时, 海浪的短峰性可由长峰海浪谱与方向扩散函数予以 考 虑 按公式( 1 2 ) 计算: 心( m
13、, Y ) =4) ( p ) 琢 ( 。 ) ( 1 2 ) 式中: Y ( . , p ) 短峰海浪频谱, m = s ; 屯 ( 。 ) 长峰海浪频谱, m = s ; 0 ( p ) 方向扩散函数; 胖 海浪的成份波与主浪向 的夹角, ( 。 ) 。 4 . 1 . 2 . 6 在无合适的海浪方向扩散函数的实际资料可使用时, 采用公式( 1 3 ) 表达的方向扩散函数: 。 (, ) 一 2a l o , , p ( 1 3 ) 式 中 :; 。 一 r2- r 母 ) 4 . 1 . 2 . 7 当 用目 测 波 浪 统 计资 料 进 行 预 报 时, 应 将目 测 波 高 吞 和目
14、 测的 波 浪 周 期丁 、 , 转换 成 有义 波 高 ( 卜) 3 和海浪平均周 期T , 或谱峰周 期T P 。 在无换算关系的实际资料时. 可按公式( 1 4 ) 和( 1 5 ) 计算: ( t m ) - = 1 . 6 8 ( 认) 1 . 7 5 。 . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 4 ) T, = 0 . 8 2 Tv ( 1 5 ) 4 . 1 - 2 . 8 在适航性预报中. 波高与波浪周期的对应关系应根据潜艇活动海域的实测统计资料确定。当 缺乏实测资料时, 可参照附录A( 补充件) 中表 A2 所列的北半球大洋海浪的年平均统计资料。
15、4 . 2 有义波高和海浪平均周期表征海浪的规定 4 . 2 . 1 凡涉及潜艇适航性预报的有关文件中, 应明确规定海浪等级所对应的有义波高值( a . 不指 定 有义波高值时, 则 理解为取其上限值. 并 且 还应明确给出对应的海浪平均周 期T或谱峰周期T , 值 的范围. 4 . 2 . 2 在潜艇适航性预报中, 若给定有义波高而未给出海浪周期值( 范围) , 则模型试验预报时可参照 4 . 1 . 2 . 8 条的规定确定海浪周期; 理论计算预报时可采用两参数海浪谱, 见公式( 8 ) , 对海浪平均周期 T , 由4 -2 0 s 范围内选取若干值, 进行变化周期的预报. 4 . 3
16、潜艇各设计阶段的适航性预报 4 . 3 . 1 各设计阶段的适航性预报一般应按 4 . 3 . 2 -4 . 3 . 5条的方法进行 ; 4 . 3 . 2 方案设计阶段, 可采用与资料细化程度( 如主尺度、 系数范围等) 相对应的近似预报方法和检验 手段. 对不同 设计方案进行 适航性近似计算和检验。 4 . 3 . 3 初步设计阶段. 可采用比较精确的预报方法. 对不同的设计方案( 主尺度、 线型与附体组合) 进行 理论预报; 并可对 主方案 进行模型试验和实艇适航性能预报。 4 . 3 . 4 技术设计阶段, 对选定的设计方案按有关规程和标准进行理论计算和模型试验预报, 对潜艇适 航性能
17、进行全面预报与检验。 4 . 3 . 5 施工设计方案与技术设计方案在主尺度、 线型、 附体等方面没有实质性变化时. 可用技术设计方 案的适航性预报结果作为型号产品适航性能的最后预报结果。否则. 应对施工设计方案进行适航性预 报 。 4 . 3 . 6 每种型号研制产品的适航性模型试验预报, 包括水面和近水面状态, 在全部设计阶段中不得少 于一轮试验。 C B / z 2 6 1 一9 7 潜艇适航性预报的实艇验证 实艇适航性试验的结果是潜艇适航性理论计算与模型试验预报结果的最终验证资料。 潜艇适航性预报方法 5 . 1 潜艇适肮性预报的内容要求 5 . 1 . 1 潜艇适航性预报一 般应对下
18、列状态进行: 。 . 水面航行状态一 般情况下指正常排水量的航行状态. 若水面航行以压载航行状态或超载憋汕状 态为主时. 则视其为水面航行状态; b . 近水面航行状态。一般情况下指通气管航行状态、 潜望航行状态和水下发射深度航行状态等。 。 . 其他任务书要求的计算状态, 如半潜状态等. 5 . 1 . 2 适航性预报的运动要素一般为: 纵摇、 垂荡、 横摇以及躺部、 肿部( 重心处) 和艇部的垂向加速度。 5 . 1 . 3 在条件具备时, 还应预报的要素如下: a . 水面状态时的螺旋桨出水、 麟部甲板上浪. R 底砰击以及出水概率和频度 ; b . 特殊要求的运动要素。如近水面航行时的
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