Методика моделирования условий эксплуатации вертолета с противопожарным водосливным устройством на внешней подвеске

• Автор: Борисов, Игорь Викторович
• Шифр специальности: 05.22.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 94 с. : ил.

Содержание
Введение.
Глава 1. Постановка задачи. Физическая модель процесса распыления
частиц с устройства на внешней подвеске вертолета
1.1. Поток от несущего винта
1.2. Восходящий поток от очага пожара и турбулентность атмосферы
1.3. Слив жидкости
1.4. Колебания контейнера на внешней подвеске вертолета
1.5. Выводы по главе 1
Глава 2. Математическая модель. Метод расчета
2.1. Основные уравнения модели газа с каплями (траєкторная модель)
2.2. Сила аэродинамического сопротивления
2.3. Сила Архимеда (плавучести) или учет неравномерного давления
в потоке на движение капель
2.4. Об учете ускоренного движения капли
2.5. Основные уравнения модели газа и жидкости со свободной поверхностью
2.6. Модель турбулентной атмосферы
2.7. Метод расчета - метод потоков (реализован в пакете FlowVision)
2.8. Выводы по главе 2
Глава 3. Моделирование индуктивного потока от несущего винта, поля скоростей вокруг вертолета и контейнера на внешней подвеске, восходящего потока от очага пожара, слива жидкости струей
3.1. Моделирование индуктивного потока от несущего винта, поля скоростей вокруг вертолета и контейнера на внешней подвеске
3.2. Моделирование колебаний контейнера на внешней подвеске
3.3. Моделирование восходящего потока от очага пожара
3.4. Моделирование слива жидкости струей
3.5. Выводы по главе 3

Глава 4. Моделирование слива жидкости из водосливного устройства (ВСУ) на
внешней подвеске вертолета
4.1. Моделирование слива воды из ВОП-3 на внешней подвеске вертолета Ка-32 через распылители
4.2. Моделирование слива воды из ВОП-3 на внешней подвеске вертолета Ка-
из большого отверстия на очаг пожара
Заключение
Условные обозначения
Список использованных источников
Приложения

Введение
Необходимость оперативного противодействия природным и техногенным пожарам требует создания и совершенствования противопожарных вертолетов. Обычно это серийные машины, оборудованные специальными водосливными устройствами (ВСУ). В настоящее время наиболее широко применяются слив тушащей жидкости из емкостей, установленных на борту, или из мягких (полужестких) емкостей на внешней подвеске (ВП) вертолета (рис. 1). Основной проблемой таких способов тушения является, помимо безопасности полета, оптимальное использование принятого вертолетом запаса воды. Примером, показавшим проблемы тушения, может быть пожар на заводе «ЗиЛ», когда вода из ВСУ способствовала разрушению капитальных конструкций, в результате обвала крыши погиб человек. Неэффективность использования воды влечет увеличение времени тушения, количества вылетов, то есть неэффективную эксплуатацию воздушного судна (ВС). В связи с этим не прекращается процесс разработки новых и совершенствования старых водосливных устройств (ВСУ), а также тактики их использования. Типичными примерами ВСУ с различным конструкторским подходом являются вертолетный опрыскиватель ВОП-3 разработки НПК «ПАНХ», ВСУ-5 разработки НИИ АУС (г. Феодосия), полужесткие баки Bambi Bucket (Канада).

Рис. 1. Тушение лесного пожара с использованием ВСУ-5 (Фотографии: Коротков В.А, Судаков А.Г.)

видно, что, управляя этим распределением скорости, можно получить согласие с экспериментальными данными и для вертолетов других типов.

Рис. 3.3. Скорость полета 138 км/ч, а) Эксперимент III, угол наклона плоскости винта к скорости полета (- 4°), точками показаны положения концевых вихрей в плоскости симметрии ЛА; б) Расчет скорости вокруг вертолета («мгновенный снимок»), красные точки - тестовые частицы диаметром 1 мкм и плотностью 50 кг/м3, выпущенные из торцов лопастей для визуализации концевого вихря. Масса ВОП-3 полагалась 3000 кг. Стрелки показывают направление скорости воздуха в системе координат, связанной с ЛА.