金 涛，刘 辉，王京齐，杨 枫

（海军工程大学船舶与动力学院，武汉 430033）

1 引 言

潜艇应急上浮通常是指在水下航行的潜艇，由于事故处于危险状态而无法继续保持定深航行时，在车、舵的配合下，采取高压气吹除部分或全部主压载水舱内的海水，使潜艇迅速浮至水面的过程；必要时可抛弃可弃固体压载，使潜艇获得额外正浮力而上浮，并为挽回操纵和进一步采取抗沉措施争取时间，这是一个强机动过程。

潜艇应急上浮的研究方法是通过理论分析和研究建立潜艇应急上浮操纵运动的数学模型，然后借助拘束船模试验、理论计算或参数辨识等手段获取潜艇应急上浮运动的水动力系数，进而依据所建立的数学模型对潜艇应急上浮操纵运动规律及其控制方法进行研究，对潜艇应急上浮操纵与控制过程进行仿真。

潜艇应急上浮一直是相关学者关心的问题，早期也曾开展过一些工作[1]。但是，对其附加力，尤其是舱室破损进水和高压气吹除主压载水舱排水，以往的研究中采用的计算模型大多采用经验公式，很难全面反映潜艇运动的真实情况。本文将以DTNSRDC空间运动方程[2]为基础，考虑大攻角影响修正项建立了潜艇的空间运动方程，并以Laval喷管模型为基础建立了高压气吹除与主压载水舱解除气压的模型，确定了附加力模型，从而建立了系统完整的潜艇应急挽回上浮动力学模型。

2 潜艇舱室进水情况下应急操纵的数学模型

2.1 坐标系

为了研究潜艇的操纵运动规律，确定运动潜艇的位置和姿态，并考虑计算潜艇所受外力的方便性，引入了两种坐标系。……