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:

Ремонт колёсной пары без смены элементов
При износе поверхности катания колёс или гребней колёсной пары обтачиваются по профилю на колесотокарных станках. При обточке поверхностей катания цельнокатаных колёс (рис.9) снимают наименьшее количество металла, нужное для получения нормального профиля. Обтачивают гребень, поверхность катания и п ...

Термостат
Автоматическое регулирование и поддержание циркуляции и необходимой температуры воды в системе охлаждения достигается при помощи термостата. Этот прибор включается в отводящую часть сиетемы охлаждения и работает при расширении элемента, действующего на детали, контролирующие проход воды при ее нагр ...

Проектирование участка
Данный участок предназначен для выполнения сварочно-наплавочных работ при восстановлении деталей и ремонте сборочных единиц: наплавки изношенных поверхностей деталей, сварки и ремонта поврежденных металлоконструкций и рам строительных и подъемно-транспортных машин, газопламенной резки листового про ...