海洋科学综合考察船升降鳍板系统设计研究

摘要

海洋资源已成为国际竞争的焦点之一，海洋环境直接关系到国家安全和可持续发展，因此，各沿海发达国家均将海洋科学列为优先发展的战略领域。科学考察船作为海上流动的实验室，是海洋探测的关键设施。由于船舶在航行过程中，船体表面水流湍急，难以满足科学探测设备使用环境要求，为保证这些探测设备的安装空间和使用环境要求，探测仪器舱应运而生。在跟踪国外先进科考船及特种设备发展后，首次提出在科学考察船上安装可升降式鳍板系统，以避免传统“舵-轴”式鳍板仪器舱的弊端，研究了升降鳍板系统的运行机理、功能组成，并作了总体方案设计。项目分析了NACA00翼型的设计方法，形成鳍板型值与结构设计方法及流程，并通过水动力计算结果及鳍板受力状态的分析，确定提升装置驱动方式和负载能力，研究水下锁紧装置的运行机理与设计方法，并对系统各受力部件进行了有限元计算校核。具体内容如下：
　　 1)结合我国新型海洋科学综合考察船技术水平要求，研究升降鳍系统的运行机理，明确设计目标，提出系统总体方案，确定系统组成构件、工作状态和相应功能及要求；
　　 2)研究鳍板型值和水动力计算方法，并对其进行受力分析，形成鳍板结构设计与强度校核计算的流程方法，并以鳍板为例完成结构防腐计算分析；
　　 3)研究升降鳍板系统的运行工况，确定鳍板的升降运动的驱动方式和布置形式，并对提升装置各功能组成部件进行结构、液压参数计算和校核；
　　 4)研究鳍板在水下的锁紧方式，完成锁紧装置受力分析、结构设计与液压缸选型设计，楔形块结构设计，以及锁紧装置与相应的支承座结构的布置等；
　　 5)分析鳍板提升、锁紧等动作的操控流程与相互关系，确定升降鳍板系统的监测与控制策略，研究升降鳍板系统各功能组成部分的集成设计技术和试验方法。