胡 坤，何 斌，张建华，杨国栋

(海军潜艇学院，山东 青岛 266199)

1 引言

潜艇垂直面运动指的是只改变或保持纵倾和深度而不改变航向的潜艇运动。相对于水平面的航向控制来说，潜艇在垂直面内能够安全航行的水深大约只有潜艇艇长的3到5倍左右，既不能超出极限深度，也不能不适时宜地浮出水面。由于现代潜艇的高航速、大潜深特点，潜艇的运动幅度大，特别是潜艇在水下航行一旦由于战斗破损、操纵失误以及海水比重突然变小等原因使潜艇突然出现较大的负浮力时，若无法及时运用堵、封、排等措施限制进水往往会造成严重的危险纵倾掉深险情[1]。因此，垂直面的深度与纵倾控制对潜艇操纵来说更为重要。

潜艇在垂直面改变深度的方法有两种[2]：一种是通过浮力调整水舱的注排水或首尾纵倾平衡水舱间的调水造成浮力差、力矩差等静力方法，使潜艇潜浮或同时形成纵倾，再用车变深。第二种也是最常用的方法时是操艏艉升降舵使潜艇做有纵倾或无纵倾变深运动。无论是浮力调整水舱水舱的注排水还是操纵升降舵，归根结底都是在航行中的潜艇上施加了垂直方向的外力(矩)。因此，研究航行中的潜艇在垂直面外(矩)作用下的运动特性显得尤为关键。本文以模型潜艇为研究对象，基于潜艇垂直面操纵运动方程，通过理论推导和仿真验证，分析了不同航速的潜艇在静力和升降舵舵力作用下的运动特性以及艏艉升降舵的操纵特性。……