Обоснование параметров устройства управления линейкой из плоских сплоточных единиц

• Автор: Макаров, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 203 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Предпосылки развития и проблемы плотового лесосплава
1.2 Анализ проблемы лесосплава по рекам с малыми глубинами
1.2.1 Анализ комплекса мероприятий, способствующих осуществлению плотового лесосплава по рекам с малыми глубинами
1.2.2 Проблема навигационных аварий при осуществлении сплава леса по рекам с малыми глубинами и способы их устранения
1.3 Способы и системы управления плотами
1.3.1 Общий анализ способов и систем управления плотами
1.3.2 Анализ перспективных средств управления плотом или линейкой из плоских сплоточных единиц
1.4 Выводы и постановка задачи исследований
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1Методика расчета тормозного усилия, создаваемого тормозом-
стабилизатором
2.2 Маневрирование линейки из плоских сплоточных единиц
2.2.1 Влияние параметров системы и определение главных воздействующих факторов
2.2.2 Модель бокового смещения линейки из плоских сплоточных единиц при осуществлении маневра
2.3 Методика управления тормозным устройством тапа «тормоз-стабилизатор»
2.3.1 Методика определения критического донного запаса для пре-
дотвращения столкновения линейки из плоских сплоточных единиц с дном водоема
2.3.2 Методика изменения углов атаки тормоза-стабилизатора в процессе работы
2.4 Особенности движения линейки из плоских сплоточных единиц с кормовыми гидродинамическими управляющими тормозами-стабилизаторами
2.4.1 Кинематика тормоза-стабилизатора
2.4.2 Динамические характеристики тормоза-стабилизатора
2.5 Выводы по главе
3 МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
3.1 Имитация процесса движения линейки из плоских сплоточных единиц и построение зависимости сопротивления движению от скорости с помощью разработанного программного обеспечения
3.2 Оценка параметров скоростного проседания линейки из плоских сплоточных единиц при ее движении в стесненных условиях
3.3. Расчет параметров линейки из плоских сплоточных единиц с...установленным тормозом-стабилизатором
3.3.1 Определение расположения тормоза-стабилизатора относительно линейки из плоских сплоточных единиц для уменьшения общей обтекаемости системы
3.3.2 Определение площади миделя щитов тормоза-стабилизатора
3.3.3 Определение параметрических показателей системы
3.3.4 Расчетный показатель эффективности и создаваемое системой управления тормозное усилие
3.4 Моделирование процесса бокового сноса линейки из плоских сплоточных единиц при маневрировании

3.5 Моделирование процесса сплава леса в программном комплексе Р1о\УЬ эюп 3.
3.5.1 Моделирование гидродинамического взаимодействия профилей тормоза-стабилизатора
3.5.2 Моделирование процесса обтекания тела типовой линейки из плоских сплоточных единиц и линейки с установленными тормозами-стабилизаторами
3.6 Выводы по главе
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
4.1 Определение условий моделирования
4.2 Планирование экспериментов
4.2.1 Теоретические материалы
4.2.2 Расчет потребного количества наблюдений
4.3 Описание модели и лабораторного оборудования
4.4 Проведение экспериментов
4.5 Обработка экспериментальных данных
4.6 Выводы по главе
5 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
5.1 Общий анализ
5.1 Выводы по главе
Основные выводы и рекомендации
Библиографический список
Приложения

Плот 5 состоит из съемной жесткой рамы 2, установленной в кормовой части плота, и ее подвижных откидных механизмов 3, смонтированных посредством шарниров 7. На подвижную откидную часть рамы 3 с помощью шарниров 8 установлены лопатобразные тормозные пластины 4.
Процесс торможения осуществляется следующим образом. Пластины тормозов-стабилизаторов 4 сбрасываются в воду в последовательности средняя - боковые в положение 1 (вид сверху) и 6 (вид сбоку). Создаваемое пластинами 4 сопротивление движению достаточно для управления плотом. Подъем тормозных пластин в данной конструкции не рассматривался, но данную операцию возможно произвести путем установки сборно-разборной мачты. Жесткость конструкции и возможность реализации в перспективе управления пластинами тормоза-стабилизатора позволяют увеличить маневровые качества плота. Однако подобная система приемлема только в случае оптимальной величины донного запаса и отсутствия подводных объектов, способных повредить тормоз-стабилизатор.
Одним из более перспективных средств управления плотом является система самоторможения плота с бортовыми мобильными тормозными щитами [5], разработанная в ВГЛТА и запатентованная Чубовым Н.И. (рисунок 10) [31, 32, 33, 34, 35, 36].
Плот содержит секции 1, составленные из пучков лесоматериалов, соединенные продольными 2 (лежни) и поперечными гибкими 3 (счалы) и жесткими 4 (брустверы) креплениями, тормозные щиты 5, размещенные на внешних бортах кормовых секций (возможно размещение по всей длине плота) и прикрепленные посредством шарниров 6 с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, и тросовую систему управления.
Система управления включает тросовые тяги 7 с ограничительными муфтами 8, проходящие через натяжные ролики 9, 10, 11, 12, охватывая тормозные щиты 5, и связанные с продольным креплением плота посредством ролика 10 и 12 на шарнире 6 буксирные канаты 13. Щиты 5 возможно фиксировать фиксаторами 14.