Delist.ru

Разработка методики оценки гидродинамического водейсвия на плавающие машины,входящие в прибойную зону (05.05.2009)

Автор: Малахов Дмитрий Юрьевич

Рис. 8. Параметры волнения и силовые факторы в прибойной зоне при уклоне 1/4: а) – параметры волнения: 1- линия вершин волн, 2- линия подошв волн; б) – силовые факторы: 1 - Рср/Ршв; 2 - Мср/Мпов при 30(; 3 - Мср/Мпов при 15(; в) – схема установки модели на откосе; г) - схема установки модели при исследовании разворачивающего момента

машины при различных значениях их скоростей; изменение скоростей движения плавающей машины и волн на различных участках движения. На основании расчетов построены графики. Предложен комбинированный график связанных между собой зависимостей, с помощью которых можно выполнить оценку возможности входа плавающей машины в прибойную зону при различных по балльности волнениях и уклонах береговых склонов.

При оценке возможности преодоления плавающей машиной прибойной зоны последнюю целесообразно разбивать на пять характерных участков, специфических по условиям движения. Процесс взаимодействия плавающей машины с волнами прибойной зоны на каждом из участков является сложным многофакторным, нестационарным динамическим процессом, параметры которого быстро изменяются в пространстве и во времени.

Оценить возможность преодоления плавающей машиной прибойной зоны можно, сопоставив кинетические энергии машины и взаимодействующих с ней волн. Этот подход позволяет определить скорости машин различной массы, которые необходимо им развивать, чтобы устойчиво двигаться против волн прибойной зоны при различных параметрах волнения.

Методики СНиП 2.06.04-82* могут быть применены для оценки прочности корпусов машин и закрепленного на них оборудования.

Сила фронтального воздействия волн на машину по мере удаления от берега изменяется. Это изменение зависит от угла наклона берегового склона.

Протяженность зоны, в которой фронтальная сила превышает тягу водоходного движителя, а следовательно, делает невозможным дальнейшее продвижение, зависит от заложения прибрежного дна. Для исследуемой машины и моделируемого волнения при заложениях прибрежного дна 1/4, 1/5, 1/6, 1/8 и 1/12 она составляет 27, 39, 23, 37 и 60 м соответственно.

При развороте машин на некоторый угол от нормали к фронту волны суммарное фронтальное силовое воздействие возрастает. При отклонении на 15 градусов увеличение составляет в среднем 20 %, а на 30 градусов - 55 %.

Разворот машины на некоторый угол приводит к появлению разворачивающего момента, который так же, как и фронтальная сила, изменяется по мере удаления от уреза спокойной воды и зависит от заложения берегового склона. Максимальный разворачивающий момент для исследованных случаев возникает при отклонении машины на угол 30 градусов на уклоне с заложением 1/4, на расстоянии от уреза спокойной воды 7 м и составляет 95 кНм .

Для улучшения мореходности плавающих машин необходимо существенно повысить эффективность движителей, обеспечивающих работу на плаву. Это следует из оценки значений фронтального силового воздействия и разворачивающего момента, а также протяженности участков прибойной зоны, на которых величины этих внешних силовых факторов значительно превышают силу тяги и разворачивающий момент, создаваемый движительно-рулевым комплексом машин.

Наилучшим местом входа плавающей машины в воду прибойной зоны являются участки, имеющие малые углы наклона прибрежного дна, на которых скорости волн и их кинетическая энергия минимальны.

Дальнейшие исследования в данной области должны быть направлены на комплексное изучение процесса движения машин в прибойной зоне с разработкой методик оценки изменения характеристик движительно-рулевого комплекса и параметров качки в прибойной зоне. При этом целесообразно использование современных средств вычислительной гидродинамики.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Степанов А.П., Малахов Д.Ю. Мореходная машина и участки прибойной зоны. //Автомобильная промышленность. М., 2002, №4. - С.20-22.

2. Малахов Д.Ю. Методика исследований с помощью моделей входа амфибийных машин в воду прибойной зоны: Сб. науч. тр. "Проектирование, расчет и исследование транспортных машин высокой проходимости" – М., МАДИ, 1998. - С.82-89.

3. Лактионов К.Н., Кропотов И.Б., Малахов Д.Ю. Результаты комплексных исследований водоходных качеств плавающих машин методами вычислительной гидродинамики: Научные достижения МАДИ (ГТУ). Каталог выставки 17-18 мая 2006. – М., МАДИ (ГТУ), 2006. - С.69-70.

4. Лактионов К.Н., Кропотов И.Б., Малахов Д.Ю. Применение методов вычислительной гидромеханики для определения динамических характеристик амфибийных машин: Сб. науч. тр. "Автомобили и автокомпоненты" – М., ГНЦ РФ ФГУП "НАМИ", вып.237, 2007. - С. 69–70.

5. Малахов Д.Ю. Основные результаты научной работы по исследованию входа плавающих машин в воду прибойной зоны: Сб. науч. тр. "Проектирование и совершенствование многоцелевых гусеничных и колесных машин" – М., МАДИ (ГТУ), 2008. – С. 80-84.

6. Лактионов К.Н., Кропотов И.Б., Малахов Д.Ю. Оценка адекватности и точности методов вычислительной гидродинамики при определении сопротивления водоизмещающих плавающих машин на спокойной воде: Сб. науч. тр. "Проектирование и совершенствование многоцелевых гусеничных и колесных машин" – М., МАДИ (ГТУ), 2008. – С. 63-69.

7. Лактионов К.Н., Кропотов И.Б., Малахов Д.Ю. Результаты моделирования прямолинейного движения плавающего автомобиля на пневматиках низкого давления по спокойной глубокой воде: Сб. науч. тр. "Проектирование и совершенствование многоцелевых гусеничных и колесных машин" – М., МАДИ (ГТУ), 2008. – С. 57-62.

загрузка...