Исследование управляемости судов с гироскопическими средствами управления

• Автор: Смирнов, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.08.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

0.1. Анализ управляемости судов, оборудованных гироскопическими

средствами управления

0.2. Обзор работ в области управляемости судов с гироскопическими

средствами управления

0.3. Содержание и основные особенности диссертационной работы

ГЛАВА I. Дифференциальные уравнения движения судна с гироскопическим средством управления на тихой воде
1.1. Системы координат и обобщенные координаты, применяемые для исследования динамики движения механической системы «Судно-гирорама»
1.2. Дифференциальные уравнения движения механической системы «Судно-гирорама» в абсолютной системе координат
1.3. Дифференциальные уравнения движения механической системы «Судно-гирорама» в связанной системе координат
1.4. Дифференциальные уравнения движения механической системы «Судно-гирорама» в естественной системе координат
1.5 Математическая модель циркуляционного движения механической системы «Судно-гирорама»
ГЛАВА II. Гидродинамические характеристики корпусов водоизмещающих судов, оборудованных гироскопическими средствами управления
2.1. Определение кинетической энергии и присоединенных масс жидкости водоизмещающих судов
2.2. Силы и моменты, действующие на суда в водоизмещающем режиме
2.3 Расчет гидродинамических характеристик при сильных маневрах
ГЛАВА III. Конструктивные особенности и динамика движения гироскопического средства управления курсом судна
3.1. Одноосные гиростабилизаторы с двумя гироскопами гирорамы
3.2. Конструктивные особенности гироскопического устройства управления курсом судна
3.3. Анализ основных конструктивных типов роторов силовых гироскопов
3.4. Выбор материала роторов и определение допускаемого
напряжения
ГЛАВА IV. Исследование напряженно-деформированного состояния
роторов силовых гироскопов
4.1 Анализ инерционного воздействия на роторы силовых гироскопов
4.2. Методы расчета напряженного состояния роторов

4.3. Результаты расчетов напряженного состояния роторов
гироскопических устройств управления курсом судна
ГЛАВА V. Практический расчет поворотливости судов с гироскопическими средствами управления
5.1. Анализ нормативных требований к управляемости судна на тихой воде
5.2. Определение ходовых характеристик парома-теплохода ледокольного типа
5.3. Исследование циркуляционного движения парома-теплохода ледокольного типа
5.4. Исследование маневра парома-теплохода ледокольного типа
«Разворот на месте»
Заключение
Литература

Из кинематической схемы (рис. 1.2) имеем связь
иисоьР; иг=озтР (1-26)
Подставляя полученные выражения в уравнения (1.23) и (1.24), после операции дифференцирования, получим
(мх+1,)Гсо8р-и(8тр)1-(м1+Х22)и(8тР)ф-Х2бф2 =Р-Р? (1.27)
1 т ш
(ms +22) — sinP + u(cosP)~ +(МХ + А,п)о(со8р)ф+А,2б ф = —Ff (1.28) dt dt
Vy +6б)ф+26

sinp + o(cosp)~ +(22 ~ A.n)T)2(cosPXsinP)+ dt dt J
+ А.26и(со5р)ф = 2Л7ш/> + M n —MD (1.29)
Дифференциальные уравнения относительно координат а и у получим, используя уравнения Лагранжа второго рода.
Кинетическая энергия рам гироскопа определяется по формуле
ТР = -2-|мДи2+о2)+МД2ф2 + / а2 + 1'рп ф2 cos2 а +1 ф2 sin2 а . (1.30)
Кинетическая энергия гиромоторов имеет вид Тг = |мг(о2 +и2у)+Мг12 ф2+/, a7' + l'n ф2 cos2 а + / [ у-фьта
Учитывая в (1.30) и (1.31) скорость центра масс судна, получаем
Тр+тг= (мр + Мг)о2 cos2 р + (мр + мг)о2 sin2 Р + {мр + Мг)/2 ф2 + + (7л +/;Хс082 а)ф2 + ф2 sin2 а + l'Xi у- ф sin а j + (/' +Iа2.
Определим производные от кинетической энергии

(1.31)
(1.32)

=2(<+/.;)«,