doi:
УДК: 629.12

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ПОДВОДНОГО ГЛАЙДЕРА ДИСКООБРАЗНОЙ ФОРМЫ

Сухоруков А. Л., Титов М. А., Коваль К. А.
Язык статьи: русский

Аннотация

В работе на основе численных методов динамики вязкой жидкости проведен сопоставительный анализ гидродинамических характеристик и параметров движения дискообразного подводного глайдера с исходной и модифицированной формами корпуса. Основным отличием модифицированной формы от исходной является наличие на корпусе профилированной кольцеобразной проточки. Данный конструктивный элемент позволяет уменьшить значение опрокидывающего момента и увеличить значение демпфирующего момента, что позволяет обеспечить устойчивое движение глайдера в вертикальной плоскости на углах атаки, близких к оптимальным, в то время как подводный аппарат исходной формы характеризуется автоколебательными изменениями параметров движения в этом режиме. Маневрирование глайдера осуществлялось за счет работы механизма изменения плавучести и механизма тонкой дифферентовки. Показано, что использование механизма тонкой дифферентовки позволяет оптимизировать угол атаки подводного аппарата. Определены схемы работы механизмов изменения плавучести и тонкой дифферентовки, обеспечивающие устойчивое маневрирование глайдера дискообразной формы по глубине и курсу. Разработан численный метод моделирования движения глайдера, основанный на вычислении значений гидродинамических сил и моментов в процессе движения глайдера. Таким образом, решение уравнений динамики вязкой жидкости и уравнений движения аппарата осуществляется в сопряженной постановке. Результаты, полученные с помощью разработанного метода, хорошо согласуются с расчетными данными на основе классического подхода, использующего гидродинамические характеристики для аппроксимации зависимостей гидродинамических сил и моментов от угла атаки. Применение данного подхода позволит в дальнейшем исследовать движение подводного глайдера дискообразной формы в условиях внутреннего волнения и стратификации жидкости.
Ключевые слова: глайдер, устойчивость движения, пространственное маневрирование, избыточная плавучесть, гидродинамические характеристики, угол атаки,гидродинамическое качество

Список литературы

1. Koterayama W., Nakamura M., Ito Y., Yoshimura H. Autonomous Underwater Vehicle for Practical Use in Ocean Observations. Proceedings of the Tenth (2012) ISOPE Pacific/Asia Offshore Mechanics Symposium. Vladivostok, Russia, October 3-5, 2012, pp. 170-175.
2. Сухоруков А.Л., Титов М.А. Об устойчивости подводного планера – глайдера на балансировочных режимах движения // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. – 2016. – № 3. – С. 66 – 79.
3. Сухоруков А.Л., Титов М.А., Чернышев И.А. Об использовании численных методов динамики вязкой жидкости для определения коэффициентов вращательных производных гидродинамических сил и моментов // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. –2016. – № 2. – С. 52 – 61.
4. Короткин А.И. Присоединенные массы судостроительных конструкций / А.И. Короткин – СПб.: Морвест, 2007. – 448 с.
5. Пантов Е.Н., Махин Н.Н., Шереметов Б.Б. Основы теории движения подводных аппаратов / Е.Н. Пантов, Н.Н. Махин, Б.Б. Шереметов – Л.: Судостроение, 1973. – 216 с.
6. Рождественский В.В. Динамика подводной лодки. В 2 томах. Т. 1 / В.В. Рождественский – Л.: Судостроение, 1970. – 352 с.
7. Рождественский К.В. Параметрический анализ установившегося движения подводного глайдера в вертикальной плоскости // Морские интеллектуальные технологии. – 2016. – Т.2, №3 (33). – С. 7 – 14.
8. Патент № 2747522 Российская Федерация, МПК B63G 8/24 (2006.01). Планирующий подводный аппарат : № 2020130489 : заявл. 15.09.2020 : опубл. 06.05.2021 / Сухоруков А.Л., Семенов В.Б., Торопов Е.Е.: заявитель ЦКБ МТ «Рубин». – 12 с.
9. Патент № 2747106 Российская Федерация, МПК B63G 8/24 (2006.01). Подводный аппарат планирующего типа: №2020130429: заявл. 15.09.2020 : опубл. 27.04.2021 / Сухоруков А.Л., Семенов В.Б., Торопов Е.Е. : заявитель ЦКБ МТ «Рубин». – 10 с.


Прежде: "Труды ЛКИ"

Контакты


Адрес:
Российская Федерация,
190121, г. Санкт-Петербург,
ул. Лоцманская, д. 3, литера А
аудитория 349
Телефон: 8 (952) 266-52-88
Email: journal@smtu.ru