防卷满旗设计与实验研究
摘要:针对海军舰艇悬挂满旗期间的卷曲和缠绕问题,分析了导致满旗卷曲和缠绕的主要因素,设计了轴式、磁条式和网式三种防卷方案,并对其装置结构、制作方法和悬挂方法作了细致说明。将以上三种满旗悬挂于海面拖船和近海风口处并作为期一周的跟踪实验观察,实验结果表明轴式和网式防卷满旗在强风和雨天悬挂卷曲概率仅为1%~3%,较好地解决了满旗悬挂的卷曲缠绕问题。
关键字:满旗 卷曲 缠绕
满旗是海军舰艇昼间航行或停靠期间除按规定悬挂国旗和军旗外,由舰艏通过桅杆连接到舰艉挂满通信旗的仪式,用于迎接国家元首、政府首脑、军队高级将领、庆祝重大节日、举行隆重活动等。挂满旗时把代表字母的方形旗、尖形的数目旗等通信旗帜按次序连接起来,从舰艏经前桅、后桅再到舰艉挂起。挂满旗是舰艇礼仪不可缺少的重要组成部分,在所有的旗语中满旗是最为庄重的一种,满旗的悬挂效果可以展现部队的精神风貌和国家形象。海军舰艇上悬挂满旗不同于国旗等其他旗帜的竖挂方式,而是采取横挂或斜拉方式悬挂。在海面上航行尤其是风浪较大或风向变化频繁时,旗帜容易绕着以牵引绳为中心的轴旋转而缠绕在一起,这样不仅影
响了军舰的美观和部队形象,而且影响军舰之间的信息交流,甚至还要消耗大量的人力物力将缠绕的满旗解开以保持旗面的正常飘扬。满旗的缠绕已经成为舰艇部队亟待解决的问题之一。
1 满旗缠绕原因分析
经大量的现场观察,满旗在悬挂期间平均卷曲或缠绕概率达到30%,其卷曲或缠绕形式主要包含以下3种:
1.1 旗帜绕牵引绳缠绕1圈或多圈
在所有卷曲和缠绕旗帜中占82%,是满旗卷曲或缠绕的主要形式。主要产生原因是风力过大,满旗尾端飘起高度超过牵引绳。在风向突转或风力突降过程中由于重力和侧向风压作用,在牵引绳本身不旋转的前提下,导致满旗从一侧绕过牵引绳缠绕到另一侧,有的甚至缠绕3~4圈。
1.2 旗帜与桅杆或周边建筑缠绕或搭接
在所有卷曲和缠绕旗帜中占16%,多发生在桅杆附近或两端悬挂连接处,主要由于侧向风压与满旗表面不完全垂直,并且周边桅杆或建筑物有不规则尖端,导致满旗与桅杆或周边建筑物勾连或搭接。
1.3 旗帜与旗帜之间互相铰接
在所有卷曲和缠绕旗帜中占2%,主要由于旗帜边缘破损布条与其他旗帜破损布条相缠绕造成。
根据上述分析,解决满旗缠绕的重点应放在解决满旗绕牵引绳缠绕的问题,其次是要注意及时替换破损的满旗,悬挂时尽量避开桅杆上或周围建筑物的不规则尖端。基本思路就是要设法保持满旗飘扬高度水平方向不超过牵引绳。
2.1 轴式满旗
保持满旗有一部分为刚性且满旗与牵引绳之间采用可旋转连接方式,以下简称轴式
飘扬的旗帜2.2 磁条式满旗
采用软磁条增加满旗自身重力,使其飘扬高度不至于超过牵引绳,同时利用磁条本身的互斥性降低缠绕水平,以下简称磁条式
2.3 网式满旗
在满旗悬挂点上方设置透明防卷网,高度以不低于满旗高度1/2为宜,以下简称网式
3.1 防卷满旗制作
各采用3面旗作为实验旗,按照上述3种方式制作防卷满旗,每种方式各制作2面。制作完毕的满旗总长7 m,轴式满旗和磁条式满旗高度为3 m,网式满旗高度为4.6 m。
3.4 实验结果分析
根据上述3种防卷满旗在陆地近海风口处及海面拖船处所测得的扭曲和缠绕概率实验数据,对比天气条件数据分析可知:
(1)上述3种满旗雨天卷曲或缠绕概率明显高于晴天;(2)风力大的天气条件扭曲或缠绕概率大于风力小的天气条件;(3)上述3种满旗悬挂效果总体评价为网式优于轴式优于磁条
式;(4)改造过的满旗平均卷曲或缠绕概率为10.2%,远小于正常悬挂满旗30%的扭曲或缠绕概率。
参考文献
[1]张孝峰,李刚,李来民.自动气象站信息数据库业务系统开发与应用[j].山东气象,2004(3):25-26.
[2]丁祖荣.流体力学(中册)[m].北京:高等教学出版社,2003.
[3]王福军.计算流体动力学分析[m].北京:清华大学出版社,2008.
[4]杨磊,麦云飞.兆瓦级风力发电机组叶片设计[j].机械研究与应用,2009,22(6):78-81.
[5]陈忠维.垂直轴阻力型风力机平均功率计算机分析[j].设计与研究,2008,35(11):20-21.
[6]戴益民,李秋胜,李正农.低矮房屋屋面风压的实测研究[j].土木工程学报,2008,41(6):9-15.
[7]戴益民,李正农,李秋胜.低矮房屋的风载特性——近地风剖面变化规律的研究[j].土木工程学报,2009,3(42):44-51.
发布评论