吕帮俊，陈 佳，黄 斌，彭利坤

（海军工程大学动力工程学院，武汉 430033）

0 引言

潜艇在水下遭遇火灾或舱室进水，需要快速上浮至水面状态。一般的操纵方法是，用尾升降舵造成一定的尾倾，增加螺旋桨的转速，同时吹除主压载水舱使潜艇快速上浮到水面。如果潜艇上浮时跃出水面，浮心将会迅速下移，此时上层建筑内的水尚来不及排出导致重心下移滞后，因此，将会造成潜艇的短时失稳，倘若潜艇在浮至水面状态之前已经形成了比较大的横倾，浮至水面后极易形成危险横倾［1］。Itard 通过自航模试验观察到“枯叶”现象，潜艇上浮最大横倾角可达到60°［2］。戴余良等采用奇异性与分叉理论，分析了潜艇在左右舷对称的情况下，应急上浮运动并不限于垂直面内，可能出现横滚，在某种临界条件下，该运动可能失稳而出现分叉现象［3］。Watt 等认为潜艇应急上浮过程中，造成横倾失稳，最关键的因素是指挥台围壳受到非对称流动的影响［4］。如何在潜艇设计阶段针对此强非线性机动过程的潜艇运动状态进行准确预报，是避免出现上浮横摇甚至失稳问题的核心和关键。

从潜艇的设计和安全航行的角度出发，需要能够精确预报潜艇在各种战术机动，或者应急机动时的运动状态变化情况。在应急吹除过程中，需要对极端非稳态机动过程进行计算仿真。目前有多种手段可用于潜艇应急浮起过程的运动状态预报，自航模试验方法是全尺度机动预报最有效的方法［4］。……