Гидродинамический расчет

Рис №14. Гидролокатор бокового обзора.

Расчет равновесия БС

Гидролокаторы бокового обзора, используемые для морских исследований, являются подводными буксируемыми системами (БС). Для обеспечения их буксировки на определенной глубине необходимо заглубляющее устройство-углубитель (депрессор).

Компоновка схемы забортной части гидролокатора может быть различной. Иногда вся необходимая аппаратура и заглубляющее устройство располагаются в одном корпусе. Это чаще всего делается, когда в носителе кроме основного модуля локатора должна располагаться еще другая аппаратура устройства. Например, гидролокатор бокового обзора (ГБО) - искатель морских донных мин. В его носителе кроме основной аппаратуры расположены: система обозначения, система автоматического управления по глубине др. Если ГБО используется только для обследования дна, то БС может представлять собой модульную конструкцию, когда основной носитель аппаратуры это отдельный модуль, а углубитель и другие части БС могут быть отдельными элементами. Такая конструкция обеспечивает возможность применения ГБО в различных комбинациях в зависимости от условий работы (различные глубины, скорости буксировки, различные суда-буксировщики). В этом случае дополнительные элементы забортной части могут быть различными.

Определяющим элементом общей конструкции забортной части ГБО является кабель. Диаметр и прочностные характеристики его определяют размеры углубителя, скорость буксировки и максимальную глубину использования ГБО.

Для заглубления различных буксируемых устройств используются статические и гидродинамические углубители. Углубляющая сила статических углубителей создается их отрицательной плавучестью. Недостатками их являются большой вес и значительная зависимость углубления буксируемого устройства от скорости буксировки, кроме того большой вес, что осложняет постановку и выборку.

В нашем случае представляется возможным использовать углубитель разработанный на кафедре (20) СПБГМТУ.

Размеры углубителя определяются из условия создания необходимого натяжения на ходовом конце буксира, которое в свою очередь зависит от диаметра буксирного троса (буксира), его длины и углубления. Кроме того, натяжение на коренном конце буксира не должно превышать принятое допустимое, которое принимается на основе разрывного усилия кабеля. Все параметры буксира определяются из уравнений равновесия гибкой нити в однородном потоке жидкости.

Целесообразно использовать дифференциальные уравнения равновесия, т.к. решение уравнений в таком виде позволяют учесть все характеристики кабеля (отрицательная или положительная плавучесть кабеля и особенности гидродинамической нагрузки).

Эти уравнения для кабеля расположенного в вертикальной плоскости имеют вид:

Где T-натяжение буксира,

s-дуговая координата (длина буксира),

-угол атаки буксира,

X, Y-координаты буксира,

p-удельная отрицательная плавучесть буксира,

коэффициенты составляющих гидродинамической нагрузки на элемент буксира.

,

-плотность воды,

V-скорость буксировки,

D-диаметр буксира.

Интегрирование дифференциальных уравнений равновесия можно производить с использованием приложения Simulink математического пакета Matlab схема набора решений этих уровнений Рис №15.

Исходными данными для решения уравнений кроме указанных выше параметров являются:

-начальное натяжение буксира,

-начальный угол буксира.

Эти начальные параметры определяются через углубляющую силу, сопротивление и отрицательную плавучесть углубителя:

-коэффициенты гидродинамического сопротивления и углубляющей силы углубителя соответственно,-площадь несущих поверхностей (планеров) углубителя.

Популярное на сайте:

Количество транспортных средств Карталинском районе, характеристика динамики всех транспортных средств
На 2010 год в Карталинском районе насчитывалось 1735 грузовых автомобилей, 16 пикапов и легковых фургонов, 173 автобусов, 12379 легковых автомобилей и 132 специальных автомобилей. Из них в собственности горожан 1003 грузовых автомобиля, 94 автобусов, 14199 легковых автомобилей. На каждую 1000 челов ...

Автономный управляемый катер с гидролокатором бокового обзора
Предназначен для поиска объектов, в том числе малоразмерных, на дне и в толще воды. Рис.№5. Автономный управляемый катер с ГБО. Устройство представляет собой радиоуправляемый малоразмерный катер с установленном на нем гидролокатором бокового обзора. Катер обеспечивает высокоточные обследовательские ...

Тяговая характеристика автомобиля
Касательная сила тяги на ведущих колесах автомобиля определяется выражением (2.2) Для движения автомобиля на первой передаче при скорости вращения коленчатого вала двигателя = 58,61 рад/с определяем значение касательной силы тяги на ведущих колесах Для остальных значений угловой скорости вращения к ...