第415章 航海雷達的奧秘_傻子怪才傳奇人生_思兔 
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第415章 航海雷達的奧秘(1 / 1)

小聰看見自己與徐文亮師傅駕駛的水上飛機,非但沒有起飛,還被海麵露出的礁石撞破。徐文亮師傅說,水上飛機有抗沉性,勸小聰冷靜。水上飛機的船身浮筒)內,有若乾個水密隔艙,其數量多少和空間大小,依使用要求而定,水上飛機在幾個水密艙破損之後,仍具有足夠的浮力而不沉沒,這種防沉的能力,稱為抗沉性。

小燕子與機器人驕子共同駕駛一架水上飛機,在海麵上轉來轉去。小燕子十分驚慌,驕子勸小燕子冷靜,說,水上飛機在水麵作回轉運動的能力。水上飛機一般靠水舵在水麵上回轉,但多發動機的水上飛機,也可以利用兩側發動機的拉力差來實現水上回轉。

夢弟懂得了,水上飛機的水動力特性包括水動阻力、滑行穩定性、噴濺、撞擊過載和波浪的影響等,它們隨水上起飛和降落的不同階段,包括水上起飛的航行、過渡、滑行和離水而變化,並且,取決於水上飛機船身浮筒)的外形。水動阻力由滑行阻力、摩擦阻力和興波阻力組成,它們與水上飛機空氣動力阻力之和,構成水上飛機起飛過程的總阻力。在起飛過程的開始階段,總阻力很快增大,形成第一個阻力峰。這時,阻力的主要成分,是水動的滑行阻力和興波阻力,空氣阻力較小。

小聰說,我知道了,水上飛機隨著速度的增大,總阻力再由大轉小,這是由於縱傾角和升程的變化使水動阻力減小的緣故。爾後,由於空氣阻力的增大,使總阻力再由小增大,形成第二個阻力峰,主要來自水動滑行阻力和空氣動力阻力。第二個阻力峰,一般小於第一個阻力峰。

小燕子明白了,水上飛機在起飛過程中,由於水動力力矩和空氣動力力矩的變化,使縱傾角也在隨速度變化。水上飛機在外力作用消失之後,恢複原來狀態的能力,稱滑行穩定性。在這個恢複的運動過程中,若其縱搖是收斂的,則滑行是穩定的;若其縱搖是等幅或發散的,而且,縱搖角度大於2,則認為滑行是不穩定的。

不穩定區域,又可以分為上和下兩個範圍,飛機縱傾角隨速度的變化,應通過這兩個區域之間。如果,飛機的縱傾角進入下不穩定區,可能產生海豚運動,這種情況,大多發生在第一個阻力峰的前後。如果飛機的縱傾角進入上不穩定區域,可能產生跳躍運動,就是過早離水,這種情況,大多發生在兩個阻力峰之間的滑行過程。不穩定運動的原因,除船身外形設計質量外,還與飛機重心相對斷階的位置有關。

小明體會到,水上飛機在水麵滑行時,船身底部向四周噴射出強弱不等的水束。噴濺除衝刷船底增大滑行阻力之外,還可能影響發動機的正常工作。同時,對螺旋槳、襟翼、尾翼以及外掛武器也有不良影響。在飛機設計中,一方麵,設法使上述部件和武器避開噴濺;另一方麵,還要積極抑製噴濺。

小波體驗到,水上飛機在降落著水時,或在高速滑行遇到大湧浪時,都會產生撞擊過載。用飛機作用於水的總撞擊力與飛機重力之比值衡量撞擊過載的大小。平船底在滑行中水動性能最好,但是撞擊過載性能最差。一般將船身斷麵設計成帶有斜升角的底部。

同學們一個一個從夢中醒來,他們分彆坐在水上飛機一號、水上飛機二號上。海洋爺爺正在給同學們講話,海洋上的湧和浪,是海水受自然界各種因素影響造成的能量運動。這種水的能量運動作用到高速滑行的水上飛機船身上,會造成瞬時的吃水增加,滑行阻力增大,會使水上飛機穩定性受影響。

在正常起飛重量下,海麵航行、起飛和降落過程中,所能承受最大風浪的能力,稱之為水上飛機的耐波性。同一架飛機,隨著起飛重量的增加,抗風浪能力必將降低。科學博士說:“早在1919年8月9日,中國試製成功第一架水上飛機——“甲型一號”。”

這是一架100匹馬力,拖進式雙桴雙翼水上教練機,高3.8米,身長9.32米,幅長13.70米,最大時速126千米,空機重量836千克,載重1063千克,裝油量114公升,飛行高度3690米,可航行3小時,航距340千米,乘員2人,可載炸彈4顆。飛機的性能質量並不差。這架飛機在試飛時,由於操縱杆失誤而墜毀。第二年又製成一架水上飛機。

劉傻子教授說:“2015年5月,中航幸福通用航空的賽斯納208水陸兩棲飛機從舟山的普陀飛往嵊泗,標誌著中國首條水上飛機通勤航線開始運營。”

南海夢想科考艇在大海上疾駛,與蝴蝶礁擦肩而過。小燕子問正在駕駛科考艇的徐文亮師傅:“徐師傅,剛才,你看到礁石了。”徐師傅說:“我肉眼看不見礁石,科考艇上的雷達發現了礁石。”小波問:“什麼是航海雷達呢?”

徐師傅說:“航海雷達亦稱船用雷達。裝在船上,有利於航行避讓、船舶定位、狹水道引航。航海在能見度不良時,航海雷達為航海人員提供了觀察手段。它的出現,是航海技術發展的重大裡程碑。”

計算機姐姐問:“航海離不開雷達,有一天,沃特森在調試監測儀器時突然發現,在熒光屏上有一連串的亮點。沃特森迷惑不解,助手們懷疑是不是顯像裝置壞了?雷達發明了。”

夢弟夢見自己乘坐機器人驕子變化的飛艇,來到1935年的英國。他見到了沃特森。當時,沃特森吩咐助手們把試驗儀器搬得遠離大樓,夢弟說,我來幫你們搬吧。

沃特森問:“你是誰?”夢弟說:“我是中國現代小朋友夢弟。我知道你發明雷達的故事。我身旁的是機器人驕子。”沃特森說:“不可思議,現代機器人,看來,他們是穿越時空來的助手,話音未落,熒光屏上已出現了一個耀眼的亮點。“成功了,成功了。”沃特森和大家一起歡呼雀躍,互相祝賀,因為他們研製的雷達已經成功地接收到了回波信號。

但是,12千米對我們的防禦來說,還是不夠的,要知道,早一分鐘發現敵情,就早一分鐘爭取了主動。沃特森要求大家加快研製高水平的更具實戰效能的雷達,並帶頭深入研究。半年後,沃特森研製的雷達終於攻克了許多難關,在熒光屏上就能讀出飛機的高度和距離,即使飛機在80千米以外,雷達也能一眼“認出”,為防衛與反擊提供了必要的時間。

至此,雷達進入了實戰階段,為保衛英國的領空做出了極大貢獻。夢弟的夢醒後,他述說了夢中遭遇。“航海爺爺,什麼時候,雷達開始用於航海?”

小波問。“雷達廣泛用於航海,1935年,法國班輪‘諾曼底’號最先安裝航海雷達,其天線不能旋轉,用以探測前方冰山。30年代末,英國和米國製成船用米波對空搜索雷達。”

海洋爺爺說。第二次世界大戰期間,研製了厘米波對海雷達。1940年,英國人蘭德爾和布特製成空腔磁控管,解決了微波源問題。1941年,美國首先製成帶有平麵位置顯示器的脈衝微波海麵搜索雷達。這種雷達,在第二次世界大戰的反潛艇作戰中,發揮了重大作用,戰後,用作商船航海雷達,以保證航海安全。

劉傻子教授說,60年代末到70年代初,出現了自動雷達標繪儀,進一步發揮了雷達在避碰上的作用,得到廣泛應用。通常由天線、發射機、接收機、顯示器和電源5部分組成。”

航海雷達,早期用拋物麵反射天線,現已為波導隙縫天線取代。天線輻射以水平線性極化為主;為提高雷達在雨雪中的探測能力,有的天線裝有圓極化裝置。

計算機姐姐說:“天線由馬達驅動,作360°連續環掃。為保證方位測量精度和方位分辨力,天線波束水平寬度要窄,很多3厘米航海雷達在1°以內。為防止船舶搖擺時丟失目標,波束垂直寬度較寬。”

劉傻子教授說,采用直接混頻超外差式,設有海浪乾擾抑製電路和雨雪乾擾抑製電路。為防止相同波段的雷達乾擾,有的雷達,設有抗同頻異步乾擾電路。發射機和接收機,組裝在同一機櫃內,合稱收發機。采用距離方位極坐標的平麵位置顯示,掃描線和天線同步旋轉,有若乾檔距離量程可供選用。測距可用活動距標或固定距標,測方位可用電子方位線或機械方位圈。

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