[发明专利]一种潜艇操纵运动示教系统

说明书

本发明涉及潜艇运动仿真技术等领域，具体地指一种潜艇操纵运动示教系统。二维平面潜艇受力图采用和符号对潜艇受力情况进行标注，箭头方向表示受力的方向，箭头长短表示受力的大小，采用和符号对潜艇所受力矩情况进行标注，箭头方向表示所受力矩的方向，零升力和力矩、艇体攻角产生的力和力矩、首舵力和力矩、尾舵力和力矩、剩余静载力和力矩，扶正力矩。本发明的系统能够直观清楚的显示潜艇的受力和力矩变化，使操作人员能够快速了解潜艇运行中最重要的参数变化情况。

技术领域

本发明涉及潜艇运动仿真技术等领域，具体地指一种潜艇操纵运动示教系统。

背景技术

潜艇操纵是一种控制潜艇在水下和水面运动状态的技能。目的是保证潜艇安全航行和实施战术机动。分为水面操纵、下潜操纵、上浮操纵、水下操纵和紧急操纵等。水下操纵是潜艇操纵的主要内容。操纵方法是依据潜艇性能，综合运用螺旋桨、方向舵、升降舵、潜浮系统和均衡系统实施。

潜艇操纵作为一种特殊的专门技能，具有很强的专业性与针对性，同时也对院校开展潜艇操纵基础理论和具体操纵项目的教学和示范提出了很高的要求。虚拟现实技术与视景仿真技术的飞速发展，为潜艇操纵教学领域增添了新的活力，借助虚拟现实技术手段，开发潜艇操纵运动示教系统，将无法直观获取的潜艇在海洋中的运动以及受力特点，通过示教系统予以呈现，有助于学习者理解和掌握潜艇在完成各种机动过程的受力特点以及运动规律，在充分利用和发挥潜艇技术性能基础上，确保潜艇的航行安全。

潜艇模拟运行过程中受力和力矩变化情况是了解潜艇运行状态的重要参数，如何在仿真系统中清楚直观显示潜艇的受力和力矩变化在本领域中还没有涉及。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种潜艇操纵运动示教系统。本发明的系统能够直观清楚的显示潜艇的受力和力矩变化，使操作人员能够快速了解潜艇运行中最重要的参数变化情况。

本发明的技术方案是：一种潜艇操纵运动示教系统，包括二维平面潜艇受力图，其特征在于：二维平面潜艇受力图采用和符号对潜艇受力情况进行标注，箭头方向表示受力的方向，箭头长短表示受力的大小，采用和符号对潜艇所受力矩情况进行标注，箭头方向表示所受力矩的方向，零升力Z₀和力矩M₀、艇体攻角产生的力Z_αα和力矩M_αα、首舵力和力矩尾舵力和力矩剩余静载力P和力矩M_P，扶正力矩M_θθ。

根据如上所述的一种潜艇操纵运动示教系统，其特征在于：零升力Z₀和力矩M₀：

艇体攻角产生的力Z_αα和力矩M_αα

首舵力和力矩

尾舵力和力矩

剩余静载力P和力矩M_P：

扶正力矩M_θθ：

M_θθ＝-mgh sinθ，