Влияние мелководья и кромок фарватера на управляемость водоизмещающих судов

• Автор: Черепанов, Юрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.22.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 109 с. : ил.

ПРИНЯТЫ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Геометрия судна
ДРК- движите льно-рулевой комплекс;
ДП- диаметральная плоскость;
ВВП - внутренние водные пути;
ЦМ- центр масс;
КВН- комплекс винт-насадка;
Ь - длина судна, м;
В - ширина судна, м;
Т,ТН,ТК - осадка судна средняя, носом и кормой, м;
Н,Н' - высота борта и надводного борта, м;
Ьв = Ь/В, Вь= В/Ь, Вт- В/Т, Ть=Т/Ь - соотношения главных размерений; V - водоизмещение судна, м3;
5, а, рм - коэффициенты полноты - водоизмещения, ватерлинии, миделя; осн,ак - коэффициенты полноты носовой и кормовой половины грузовой ватерлинии;
<ук =28К/ЬТ - коэффициент полноты кормовой половины диаметрального батокса (Ьк - площадь кормовой половины диаметрального батокса); хс = хс/Ь - относительная абсцисса центра величины (от миделя);
//г = Т/кф - относительная глубина фарватера;
1К=1К/Ь - относительное расстояние от ДРК до центра масс ( /й - абсолютная величина); ув - расстояние от оси гребного вала до ДП, м;
Ах - площадь проекции надводной части на плоскость миделя, м2;
Ау - площадь проекции надводной части судна на его диаметральную плоскость, м2;
П - площадь смоченной поверхности судна, м2;
йл - характерная площадь надводной поверхности судна, м2.
Геометрия и кинематика движения судна
t - время, с;
и0 - скорость судна на прямом курсе на глубокой тихой воде, м/с;
и - скорость движения ЦМ судна при маневрировании, м/с;
их, иу - проекции скорости ЦМ судна на подвижные оси судна, м/с;
v , оуг - проекции скорости ЦМ судна на неподвижные оси, м/с; oa,vR - абсолютная и кажущаяся скорость ветра, м/с; у а, у R -абсолютный и кажущийся угол ветра, рад; со - угловая скорость судна на тихой воде, с' ;
/3 - угол дрейфа в ЦМ судна на тихой воде, рад.;
X - угол курса, рад.;
кк- коэффициент спрямления потока в районе ДРК;
Rk - мгновенный радиус кривизны траектории ЦМ судна, м;
Яц - радиус установившейся циркуляции, м;
xG,yG - координаты центра масс в неподвижной системе, м;
, С - скорость течения, м/с;
vc,coc,(3c - кажущиеся скорость, угловая скорость и угол дрейфа на течении, м/с, с'1, рад;
CxG,CyG - проекции скорости течения на неподвижные оси в точке, соответствующей ЦМ судна, м/с;
С ,С ,Сх,Су, - проекции скорости течения на неподвижные и подвижные
оси в неподвижной системе координат, м/с;
Сх°0’Сх° » c;,cj ,с;,с; С*, Су — изменения продольной и поперечной составляющих скорости течения вдоль неподвижных и подвижных осей, 1/с.

Динамика судна
т - масса судна, кг;
Т - кинетическая энергия судна, кг-м2/с2;
Р - главный вектор неинерционных корпусных сил, Н;
хх’ууг ‘ моменты инерции погруженного объема относительно плоскостей
уСг, хСг и момент инерции масс судна относительно оси Сгг, кг-м ; Яп,Я22,Я26,Я66 присоединенные массы, присоединенный статический момент и присоединенный момент инерции, кг, кг-м, кг-м2;
Хк, Ук, Мк - корпусные усилия, действующие на подводную часть корпуса судна, Н, Н-м;
ХГ,УГ,МГ - гидродинамические усилия, действующие на подводную часть
корпуса судна, Н, Н-м;
Ха,Уа,Ма - аэродинамические усилия, действующие на надводную часть
корпуса, Н, Н-м;
СХг,Суг,Стг - коэффициенты гидродинамических усилий;
С ,С„ ,СИ - коэффициенты аэродинамических усилий;
(Л -У О и
1д=1д/Ь - относительная абсцисса центра давления (/д - абсолютная величина);
/д=1000 - массовая плотность пресной воды, кг/м3; ра = 1,226 кг/м - массовая плотность воздуха;
V = 1,57 10 - кинематический коэффициент вязкости воды, м /с.
Г еометрия ДРК
2Р,2К - количество движителей и рулевых комплексов; гк - количество рулей в одном рулевом комплексе;

О 1 г~ 6 О
о 1. н ) с 5 )
V / 7 и

О 8
о 9
о 10
Рисунок 2.3 - Блок - схема РВК
1-3 - индикаторы активности каналов,
4 - разъем подключения датчиков,
5 - разъем подключения компьютера,
6-7 - индикаторы связи с компьютером,
8-10 - текущие значения каналов, запись усилий.
Датчик усилия
Датчик представляет собой пружину, состоящую из неподвижной и подвижной частей. На неподвижной части прямоугольной коробчатой формы расположены катушки индуктивности, а на подвижной - ферритовые стержни. При деформации пружины зазор между катушками и стержнями изменяется, что приводит к изменению частоты генерируемых колебаний.
Датчик со встроенным в подвижную часть электронным преобразователем «усилие - частота» формирует на выходе периодический сигнал прямоугольной формы с амплитудой 4...6 В, частота которого пропорциональна измеряемому усилию. Датчики расположены на пилоне буксируемой тележки неподвижной частью; подвижная часть закрепляется на модели. Все три канала идентичны и независимы.