拖曳系統(tǒng)

1、1水下拖曳系統(tǒng)研究水下拖曳系統(tǒng)研究前言前言二十世紀(jì)下半葉是一個(gè)積極開發(fā)海洋資源的時(shí)代，為獲取工業(yè)原料和食品資源，在近海和深海里的工作同各種拖曳裝置的研制緊密地聯(lián)系在一起。用于研究海洋資源的自動(dòng)拖曳儀器、搜索近海底的拖曳聲納、自動(dòng)拖網(wǎng)系統(tǒng)、拖曳觀察儀器、鋪設(shè)水下電纜的設(shè)備和許多拖曳系統(tǒng)的應(yīng)用都能提高生產(chǎn)率和工作效率。當(dāng)科學(xué)研究船在漂移狀態(tài)測量時(shí)，拖曳儀器沿著船的航跡作測量替代傳統(tǒng)的研究方法，其中測量儀器包括：溫度梯度儀、分布式溫度傳感器、

2、帶傳感器的拖曳容器（容器系統(tǒng)），這些儀器同時(shí)可用作分層取水用的軟管。為尋找石油、天然氣，對近海大陸架的研究規(guī)模逐步擴(kuò)大，這導(dǎo)致了水聲定位方法的飛速發(fā)展，這種方法可用來進(jìn)行水下地形測量以及地球內(nèi)部的地震勘探。水下拖曳系統(tǒng)的發(fā)展趨向給出可能性去：減少船舶噪聲，降低由水介質(zhì)吸收和混響引起的信號衰減，改善了求解深度的方法，這種方法考慮了減少在海底拖曳時(shí)的波前變形。現(xiàn)代獲取食物的方法同拖曳技術(shù)的飛速發(fā)展密切相關(guān)，在開發(fā)早期物質(zhì)資源豐富時(shí)，拖網(wǎng)直接

3、沿著海底運(yùn)動(dòng)。深海拖網(wǎng)捕魚及導(dǎo)航定位測魚群都要求提高拖曳的深度和速度，增大拖網(wǎng)的尺寸。用于觀察魚網(wǎng)的潛艇能縮短試驗(yàn)周期，加快調(diào)整隨機(jī)結(jié)構(gòu)的新漁網(wǎng)，加快建立捕魚的先進(jìn)方法。建造具有拖曳系統(tǒng)裝置船舶的過程中，通常故障不僅發(fā)生在船體本身，而且發(fā)生在其它結(jié)構(gòu)元件上，這些元件故障是由于技術(shù)設(shè)計(jì)的缺陷及理論研究方法的缺陷引起的，這些理論方法主要體現(xiàn)在拖網(wǎng)系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì)、選擇和裝配階段動(dòng)力學(xué)過程的試驗(yàn)研究。目前國內(nèi)外文獻(xiàn)中有許多報(bào)道帶拖曳載體的船舶設(shè)

4、計(jì)問題，從事水下拖曳系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的主要有：И.Б.Иконников、В.С.Ястребов、Н.В.Салтанов、В.И.Егоров、Б.А.Бугаенко等等，現(xiàn)代拖曳系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)條件的復(fù)雜性、高可靠性、高效性限制了設(shè)計(jì)方法的飛速發(fā)展，主要影響因素有：拖網(wǎng)裝置在波浪上的性能參數(shù)；拖船沿航線、速度方向機(jī)動(dòng)時(shí)的性能參數(shù)；拖纜腐蝕部分的變化；以及運(yùn)輸船升力平面的攻角變化。在分析研究拖網(wǎng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)動(dòng)力學(xué)過程基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，這可縮短周期

5、、降低成本情況下可提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。本書的目的是基于單一從闡明方法學(xué)和便于為實(shí)際應(yīng)用的形式把大量原始材料系統(tǒng)化。內(nèi)容包括：建立了操作時(shí)暫態(tài)動(dòng)力學(xué)過程的數(shù)學(xué)模型，以此為基礎(chǔ)討論帶拖曳設(shè)備的船舶裝置設(shè)計(jì)問題。帶拖曳設(shè)備的船舶裝備包括研究拖曳纜和拖曳載體的船舶設(shè)備，該船舶設(shè)備由收放裝置、載體性能控制系統(tǒng)、操作系統(tǒng)和信息記錄系統(tǒng)組成。最新的研究成果參見科研文獻(xiàn)，因此鑒于篇幅的限制，本書主要側(cè)重于系統(tǒng)分析和概括以下幾方面已有的材料和積累的經(jīng)驗(yàn)：①在海

6、流、波浪、拖曳機(jī)動(dòng)三種情況下，拖纜性能參數(shù)的動(dòng)靜態(tài)計(jì)算；②實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱芯浚虎蹖?shí)物實(shí)驗(yàn)；④穩(wěn)定設(shè)備及收放設(shè)備的研究。書中給出了在研究開發(fā)海洋資源時(shí)關(guān)于拖曳載體應(yīng)用領(lǐng)域的概念，描述了3采用的縮略詞采用的縮略詞АЧХ—振幅頻率特性；КС—環(huán)狀穩(wěn)定器；БКС—拖纜系統(tǒng)；НИС—科學(xué)研究船；БН—拖曳載體；НМЛ—磁帶存儲器；БС—拖曳系統(tǒng)；ПА—潛水器具；ВС—隔振元件；СПУ—水下升降裝置；ГК—可承擔(dān)載重的電纜；ШР—插塞接頭；ДНА—儀器的

7、長度向勻稱的載體。主要符號主要符號—拖曳系統(tǒng)元件的非線性振動(dòng)振幅，；am、—流體動(dòng)力的摩擦阻力系數(shù)、拖纜形狀阻力系數(shù)；Tc?c、—纜索的法向與切向阻力系數(shù)；0qxc0xc、、—拖曳體深度方向和旁側(cè)方向的水動(dòng)力阻力系數(shù)；xcyczc、—拖曳體的位置分量系數(shù)、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)數(shù)系數(shù)；?yc?yc—拖纜直徑，；dm、、—坐標(biāo)軸的單位矢量；xe?ye?ze?—柔性繩的拉伸剛度，；EFN—愛因涅爾數(shù)；dE、、、—液體集中質(zhì)量的慣性力分布、以及作用在流線上的

8、由渦流aif?fif?nif?vif?所決定的流體動(dòng)力摩擦和形狀阻力的分布，；mN—佛汝德數(shù)；гF—拖曳載體的重量，；GN—拖曳載體在液體中的重量，；жGN、、—線端給定的橫向、縱向振幅，；xHyYzYm—離散線模型用到的桿長度，；ilm—纜繩（柔性纜）的長度，；Lm—拖曳系統(tǒng)的長度，；BCLm—拖曳體的特征長度，；HLm—纜的線質(zhì)量，；mmkg—拖曳體的質(zhì)量，；Hmkg、、—拖曳載體俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏航的流體動(dòng)力矩系數(shù)；xmymzm、—拖