潜艇舵翼分离型尾操纵面水动力及尾流场研究

梁秋凤，叶金铭，张 露，李士强

(1.海军工程大学 舰船与海洋学院，湖北 武汉 430000；2.中国人民解放军92474部队，海南 三亚 572018；3.海军装备部驻沈阳地区军事代表局，辽宁 沈阳 110015)

0 引 言

伴流场的不均匀性是螺旋桨桨叶上不定常流现象的根源，在主艇体确定以后，尾操纵面决定着操纵性能并直接影响流场的均匀性[1]，从尺寸上与主艇体相比，尾操纵面较小，但其与推进器的距离更近，潜艇尾流场和螺旋桨的进流面受其影响更直接。潜艇尾操纵面的建筑形式有多种，十字形尾舵是现代潜艇常见的布置形式，一般都由稳定翼和舵翼组成；还有一种“X”形尾操纵面，是指4个尾翼呈“X”形正交布置，舵轴中心线与艇体的中纵对称面成45°夹角的操纵面，其可动部分为X舵，在采用X舵的潜艇中一般仅有舵没有稳定翼，即全动舵[2]。德国设计的“海豚”级潜艇在尾操纵面的水平方向上加设了稳定翼，“海豚改”则是在垂向上布置了一个稳定翼。这为本文接下来研究的舵翼分离型尾操纵面提供了思路，从考虑操纵性和尾流场的均匀性出发，可以将传统的十字舵稳定翼和转动舵在空间分离，变为全动舵的X舵尾操纵面，或者X舵+稳定翼尾操纵面，并简单分析这3种尾操纵面潜艇的水动力和尾流场。

1 舵翼分离型尾操纵面原理

第1种舵翼分离的方式为：在不改变舵型的基础上将带稳定翼的十字舵变成全动的X舵，并保证X舵的舵面积和原来十字舵的舵面积相等。第2种分离方式则是在X舵的基础上增加稳定翼，在设计稳定翼时，主要考虑了几个原则：1）不额外增加舵翼面积，因为舵与稳定翼的面积对潜艇稳定性和水动力性能的影响较大；……