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外國潛艇都開始採用X型尾舵,我國潛艇卻不使用,有相關的技術嗎

首先,「我國目前的軍用潛艇沒有實際投入使用X型尾舵,但是已經有相關的研究和技術儲備」,製造能力肯定是有的,但是實際可靠性「不得而知」,畢竟試驗和實際裝備之間還是有很大不同的。其次,關於潛艇的操縱面(舵、穩定翼和其他控制面)的構型設計,還是存在比較大的分歧,不僅僅是在尾舵構型上,其他如艏水平舵是採用「圍殼舵」還是「艇艏舵」、是採用固定式還是可收折式,都需要結合本國的使用需求、技術能力來選擇。

潛艇尾舵的構型

潛艇尾舵除了上圖所示的X構型外,還存在十字型、木字型、H型、米字型等諸多形式,當前使用最為廣泛的潛艇尾舵構型仍然是「十字舵」,但是西方國家已經逐漸注意到X舵的優點,並且開始在常規潛艇上試驗或使用,應當說在X舵未來至少在常規潛艇上使用的前景非常廣闊。

X型尾舵的優點

1、X型尾舵的機動性能更好,無論是在垂直面還是水平面上X型舵都具備良好的穩定性,同時水動力性能比較突出:

通過構建數學模型和試驗分析,可以發現在同等條件下(如同型艇體,在同一航速下,X舵面的表面壓力明顯小於十字舵),潛艇採用X型舵的阻力係數比十字型舵潛艇小約10%,因此X型舵的阻力性能優於十字舵。

當潛艇在航行過程中採用變攻角動作時,十字舵潛艇和X型舵潛艇升力指都會隨攻角變大而增大,但是在任何攻角狀態下,X舵的升力值都會比十字舵大10.5%左右,所以X舵潛艇的升力性能要明顯由於十字舵。

通過研究試驗和數學模型分析,在相同攻角航行狀態下,採用X型尾舵的潛艇,其尾部流場分布十分均勻,而十字舵尾部流場則比較雜亂。因此,X型舵相較於十字舵更有利於潛艇螺旋槳的推進效率。

2、X型舵受使用環境限制較少:一般來說,潛艇尾舵的效率與其舵面長度和面積成正比,但是為了避免舵面與岸壁或者港壁碰撞,十字舵的水平舵面長度要受到限制;為防止坐底或者在潛水區活動時舵面受損,十字舵的下部垂直舵面長度也要受到限制,因此其尾舵效率不可避免的受到影響。而X型舵成45°對稱布置,則能做到在更大面積和長度舵面的同時,橫向尺度不超過艇寬,垂向尺度不超過基線(展弦比大、舵效高),明顯同等尺寸下,效率更高,或者同等效率下,水平和垂向尺度更小,活動區域受限制更少。

除此以外,X型舵還具備「槳舵間干擾低、雜訊小;單舵、雙舵失效仍能保障潛艇的安全,抗沉性強;四面舵板可以設計為一致構型,利於標準化生產」等諸多優勢,這裡就不異議細講了。

X型尾舵的缺點

雖然X型尾舵具備以上多種優點,並且在美歐已經經過幾十年的研究、試驗和裝備,但是像絕大多數設備機構一樣,都不可避免的存在一些缺點:

1、控制系統難度大,X舵的每一具舵面都有獨立的操舵系統,計算機控制、等效舵角顯示和軟體編程比較複雜,人工操舵也很困難,需要具備強大的自控技術。

2、相較與十字舵來說,X舵的傳動機構更為複雜,造價比較高。需要一定的經濟基礎和強大的機械可靠性保障。

3、X舵潛艇不適合在北極等高寒海域活動,因為破冰上浮時,X舵比較容易損壞。

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