На правах рукописи

МАЛАХОВ Дмитрий Юрьевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ

ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА

ПЛАВАЮЩИЕ МАШИНЫ, ВХОДЯЩИЕ В ПРИБОЙНУЮ ЗОНУ

(05.05.03 - Колесные и гусеничные машины)

А в т о р е ф е р а т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2009

Работа выполнена на кафедре тягачей и амфибийных машин Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета).

Научный руководитель: заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Степанов Алексей Павлович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Бекетов Сергей Анатольевич

кандидат технических наук, профессор

Аржанухин Георгий Васильевич

Ведущая организация: ФГУП "38НИИИ" МО РФ

Защита состоится "16 " июня 2009 года в 10 00 часов на заседании диссертационного совета Д.212.126.04 ВАК Российской Федерации при Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) по адресу: 125319, ГСП-47, Москва, А-319, Ленинградский проспект, 64, ауд. 42.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке МАДИ (ГТУ).

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Автореферат разослан " 05 " мая 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Д 212.126.04 при МАДИ (ГТУ)

д.т.н., профессор В.А. Максимов ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Мореходные плавающие машины имеют достаточно широкое применение как в военной, так и в гражданской сфере. Эти машины при эксплуатации должны не только двигаться в условиях волнения на глубокой воде, но и преодолевать в обоих направлениях зону прибрежного мелководья и прибойную зону, взаимодействуя с трансформирующимися и разрушающимися волнами. Самым сложным случаем является вход машин в воду и их движение от берега в разрез волнам. Поэтому при оценке степени мореходности плавающих машин определяющими являются именно условия движения машин при входе в воду прибойной зоны.

Движение плавающей машины в прибойной зоне на критической для современных мореходных плавающих машин балльности (4..5 баллов) волнения определяет целый ряд факторов, но основными являются фронтальное силовое воздействие волн и разворачивающий момент, стремящийся изменить курс машины.

Анализ отечественных и зарубежных работ, выполненных в области исследования мореходных плавающих машин, а также работ по изучению волнений в прибойной зоне и функционированию технических объектов в ней, выполненных в смежных областях (судостроении, гидростроительстве, гидрологии), показал, что взаимодействие плавающих объектов с волнами прибойной зоны и прибрежного мелководья ранее практически не было изучено. Немногие теоретические и экспериментальные исследования процесса преодоления плавающими машинами прибойной зоны посвящены, в основном, вопросам качки. Поэтому направление исследований настоящей работы представляется актуальным и важным, поскольку позволяет выявить особенности движения плавающих машин через зону прибоя и способствовать выработке рекомендаций, обеспечивающих вход в воду в условиях требуемой балльности волнения, а также обеспечивать необходимую непотопляемость машины – обязательное условие создания мореходных машин, способных работать в прибойной зоне.

Цель исследования

Целью настоящего исследования является качественная и количественная оценка гидродинамического воздействия на плавающие машины, входящие в прибойную зону, а также выявление факторов, препятствующих успешному входу плавающих машин в воду прибойной зоны.

Методы исследования

В теоретической части исследования был проведен анализ трудов отечественных и зарубежных ученых, посвященных вопросам эксплуатации плавающих машин различного типа и назначения в прибойной зоне морских и озерных побережий, а также функционированию в прибойной зоне иных объектов. Экспериментальные исследования проводились в опытовом бассейне 15 ЦНИИИ им. Д.М. Карбышева методами стендовых испытаний физической масштабной модели плавающей машины. Расчетно-теоретические исследования выполнялись с использованием ПЭВМ.

Объект исследования

Объектом экспериментальных исследований являлась масштабная модель гусеничной амфибии, корпус которой был смоделирован по образцу корпуса плавающего танка ПТ-76 (объект 740) в масштабе 1: 10.

Модель плавающей машины (рис. 1), оборудованная измерительной аппаратурой, закреплялась на шарнирном подвесе, позволяющем ей совершать продольно-угловые перемещения относительно центра масс, а также вертикальные перемещения.

Научная новизна

Впервые в настоящей работе проведены теоретические и экспериментальные исследования процесса входа плавающей машины в воду прибойной зоны, разработаны программа, методика качественной и количественной оценки гидродинамического воздействия на плавающие машины, стенд для проведения модельных испытаний. В работе выполнены расчеты параметров, характеризующих: изменение кинетических энергий волн и плавающей машины при различных значениях их скоростей; изменение скоростей движения плавающей машины и волн на различных участках движения.

Рис. 1. Основные габаритные размеры модели

плавающей машины

На основании расчетов построены графические зависимости: втребуемой скорости машины от массы разрушающейся волны при различных ее параметрах по длине и по высоте; изменения скорости плавающей машины при движении ее в прибрежной зоне с различным волнением и углами уклона дна; изменения относительной скорости плавающей машины в зависимости от относительной глубины при волнении 3, 4, 5 баллов.