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:

Подбор технологического оборудования и организационной оснастки
К технологическому оборудованию относят стационарные, передвижные и переносные стенды, станки, всевозможные приборы приспособления, производственный инвентарь, необходимые для выполнения работ по ТО-2 и диагностированию подвижного состава. В большинстве случаев оборудование, необходимое по технолог ...

Развитие вагоностроения
Прототип В. – небольшой емкости повозка, представлявшая собой ящик передвигавшийся по деревянным рельсам на горных предприятиях вначале вручную, а затем конной тягой. Впервые появился в Англии, затем в Германии. В 1786 г. ирландец Р.Л. Эджуорт предложил составлять поезда из таких повозок. Создание ...

Выбор подшипников качения
Исходные данные: Быстроходный вал: , , . Промежуточный вал: Тихоходный вал. . Выбор типа подшипников: Выбираем шариковые радиально упорные подшипники легкой серии. Они предназначены для восприятия радиальной нагрузки и односторонней осевой. Для фиксации вала в обе стороны устанавливаем подшипники п ...