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:

Построение эпюр поперечных сил, изгибающих и крутящих моментов
Построение эпюр произведем раздельно, сначало для всегда симметричных распределеных нагрузок , а затем уже симметричных сосредоточенных сил. Распределенная нагрузка , поперечная сила и изгибающий момент связаны между собой интеральными зависимостями: Изгибающий момент и поперечная сила связаны межд ...

Определение показателей топливной экономичности автомобиля
Одним из показателей топливной экономичности автомобиля является контрольный расход топлива, т.е. расход, замеренный при движении полностью нагруженного автомобиля по ровной горизонтальной дороге при отсутствии ветра. Результатом расчета являются графики контрольного расхода топлива на всех передач ...

Система охлаждения
Система охлаждения двигателя - жидкостная, закрытая с принудительной циркуляцией жидкости. Состоит из рубашки, окружающей цилиндры и головки цилиндров двигателя. насоса 15 центробежного типа, радиатора 12, жалюзи И, вентилятора 14, термостата 8, системы клапанов, помещенных в пробке радиатора, расш ...