2種尾舵的區別在於,十字形尾舵俯仰和航向是獨立控制的,也就是橫著的控制俯仰,豎著的控制偏航。而X形尾舵俯仰和航向是耦合在一起的,也就是偏轉任何一個多面,都會同時在俯仰和偏航方向上產生一個力矩,所以為了達到控制俯仰和航向方向,需要4個舵面同時偏轉,所以控制演算法要難一些。
如下圖,當潛艇需要向正左方向偏時,十字形尾舵只需上下2個舵面向左偏轉即可,而X形尾舵則需要4片尾舵同時偏轉,以使合力矩向右,此時俯仰方向上的合力矩為0;潛艇向上向下偏也是一個道理。總之,像任何一方方向偏離任何的角度,都需要4個舵面同時參與,這個控制率比十字形尾舵要複雜的多,給這種潛艇寫控制程式碼的程式設計師一定很酸爽。。。
但付出總有回報,X尾舵的好處就是每個舵面都可以參與轉向,舵面的總面積大,因此X形尾舵長度可以做的比較小,這樣就可以達到減小阻力提高極限航速的目的。而十字形尾舵因為每個舵面只能控制一個方向,所以尺寸較大,一般要超出潛艇耐壓殼體的直徑。所以有一個麻煩,就是水文情況比較惡劣時容易刮碰,而舵面一旦刮碰很容就損壞;並且因為十字形尾舵因為控制的方向相互獨立,沒有安全冗餘,一旦其中一個舵面故障了,那就徹底拜拜了。
所以從安全性,和機動性的角度考慮,都是X舵更有優勢一些。近年來,採用X尾舵的潛艇也越來越多。比如美國即將開造的下一代戰略核潛艇哥倫比亞級,德國的212A級,日本的蒼龍級等。
美國下一代戰略核潛艇,採用X尾舵
德國212A型
日本蒼龍級
2種尾舵的區別在於,十字形尾舵俯仰和航向是獨立控制的,也就是橫著的控制俯仰,豎著的控制偏航。而X形尾舵俯仰和航向是耦合在一起的,也就是偏轉任何一個多面,都會同時在俯仰和偏航方向上產生一個力矩,所以為了達到控制俯仰和航向方向,需要4個舵面同時偏轉,所以控制演算法要難一些。
如下圖,當潛艇需要向正左方向偏時,十字形尾舵只需上下2個舵面向左偏轉即可,而X形尾舵則需要4片尾舵同時偏轉,以使合力矩向右,此時俯仰方向上的合力矩為0;潛艇向上向下偏也是一個道理。總之,像任何一方方向偏離任何的角度,都需要4個舵面同時參與,這個控制率比十字形尾舵要複雜的多,給這種潛艇寫控制程式碼的程式設計師一定很酸爽。。。
但付出總有回報,X尾舵的好處就是每個舵面都可以參與轉向,舵面的總面積大,因此X形尾舵長度可以做的比較小,這樣就可以達到減小阻力提高極限航速的目的。而十字形尾舵因為每個舵面只能控制一個方向,所以尺寸較大,一般要超出潛艇耐壓殼體的直徑。所以有一個麻煩,就是水文情況比較惡劣時容易刮碰,而舵面一旦刮碰很容就損壞;並且因為十字形尾舵因為控制的方向相互獨立,沒有安全冗餘,一旦其中一個舵面故障了,那就徹底拜拜了。
所以從安全性,和機動性的角度考慮,都是X舵更有優勢一些。近年來,採用X尾舵的潛艇也越來越多。比如美國即將開造的下一代戰略核潛艇哥倫比亞級,德國的212A級,日本的蒼龍級等。
美國下一代戰略核潛艇,採用X尾舵
德國212A型
日本蒼龍級