Особенности использования движителя типа подводный парус и прямоточного волнового движителя на полупогружном катамаране

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты экспериментальных исследований эффективности применения прямоточного волнового движителя и движителя типа подводный парус на моделях полупогружного судна-катамарана с малой площадью сечения по ватерлинии. Для движителя типа подводный парус наблюдаются качественно те же эффекты, что и для изученного ранее качающегося крыла — наибольшая эффективность наблюдается при положении движителя вблизи свободной поверхности, с погружением движителя его эффективность быстро падает. При погружении корпусов судна эффективность движителя меняется незначительно, рабочие же частоты значительно уменьшаются по сравнению с плавающими корпусами. Причем рабочие частоты меняются пропорционально масштабу модели судна. Были проведены всесторонние исследования эффективности прямоточного волнового движителя, в качестве рабочего элемента которого использовалась наклонная пластина, закрепленная на корпусах полупогружного судна. Указаны оптимальные параметры движителя, при которых он эффективно работает на волнах максимальной крутизны (штормовых волнах). Эксперименты показали, что эффективность волновых движителей типа качающееся крыло или подводный парус в их рабочем диапазоне частот несколько выше, чем у прямоточного. Однако, в случае штормовых условий плавания, прямоточный движитель имеет преимущество, так как именно здесь показывает наивысшую эффективность, а остальные рассмотренные варианты эффективны в диапазоне длин волн, зависящим от длины судна и, вообще говоря, не совпадающим с длиной штормовых волн.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. А. Архангельский

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: vlad.prokof@yandex.ru
Россия, Москва

А. В. Бойко

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: mailband@mail.ru
Россия, Москва

В. В. Прокофьев

МГУ им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: vlad.prokof@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Глушко В.Н. Исследование влияния параметров морского волнения на величину тяги, создаваемой волновым движителем в виде колеблющегося крыла с упругой заделкой // Прикладная гидромеханика. 2009. Т. 11. С. 47–53.
  2. Прокофьев В.В., Такмазьян А.К., Филатов Е.В. Результаты испытаний судна с различными волновыми движителями в гидроканале // Изв. РАН МЖГ. 2019. № 6. C. 38–47
  3. Прокофьев В.В., Архангельский Е.А., Бойко А.В. Использование волновых движителей на судне с малой площадью ватерлинии // Изв. РАН МЖГ. 2023. №1. C. 41–53.
  4. Дубровский В.А, Главное о судах с малой площадью ватерлинии // Тр. Крыловского государственного научного центра. 2021. т. 3. № 397. C. 75–82
  5. Колс К.А. Под парусом в шторм /перевод с англ. 1985. Л.: Гидрометеоиздат. 128 с
  6. Прокофьев В.В., Бойко А.В., Чикаренко В.Г. Плавучий якорь. Патент № 2326018, 2008
  7. Прокофьев В.В., Такмазьян А.К., Филатов Е.В., Чикаренко В.Г., Якимов А.Ю. Судовой волнодвижитель. Патент № 2528449. 2014
  8. Прокофьев В.В., Такмазьян А.К., Филатов Е.В. Испытание и расчет движения модели судна с прямоточным волновым движителем // Изв. РАН МЖГ. 2017. №4. C. 24–38.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Зависимость высоты волн Hw от частоты работы клиновидного волнопродуктора, пунктирная и красная линии — аппроксимации 3-го и 2-го режимов генерации волн полиномами. Нанесена сетка линий постоянной крутизны волн при глубине 950 мм (тонкие линии, числа около кривых — значения крутизны волн). 1 — максимальная амплитуда качения клина, 2, 3 — средняя и минимальная амплитуда соответственно.

Скачать (226KB)
3. Рис. 2. Схема модели: 1 — пластмассовые корпуса-понтоны, 2 — верхняя площадка модели, 3 — стойки эллиптического сечения, H1 — высота пилонов, D1 — расстояние между центрами понтонов, H1 — высота пластины проточной части, D2 — расстояние между пластинами.

Скачать (66KB)
4. Рис. 3. Зависимость средней скорости от частот волн при изменении осадки H судна.

Скачать (180KB)
5. Рис. 4. Зависимость средней скорости от частот волн при осадке судна 720 мм при изменении глубины заглубления H движителя.

Скачать (157KB)
6. Рис. 5. Зависимость качки судна Hs от частот волн при осадке судна 710 мм. при изменении глубины погружения втулки крепления паруса H. Глубина погружения втулки 50, 0, 300 мм (1–3). 4 — высота волн при max амплитуде работы ВП.

Скачать (126KB)
7. Рис. 6. Сравнение скорости движения модели против волн для трех различных типов ВД примерно с одинаковой площадью рабочего элемента и близкими осадками судна: 1 — подводный парус, 2 — жесткий профиль NACA-0015 (оба заглублены на 50 мм), 3 — прямоточный ВД (с фиксированным наклоном хорды профиля 30°).

Скачать (126KB)
8. Рис. 7. Зависимость скорости движения судна с подводным парусом от суммарной силы натяжения нитей: 50, 100, 200, 300 грамм силы (1–4).

Скачать (105KB)
9. Рис. 8. Результаты испытаний ВД типа подводный парус и ПВД на моделях полупогруженного судна различных масштабов на одинаковых волнах. Малая модель с погружением движителя 55 мм и, осадкой корпусов 340, 460 мм (1, 2), большая модель с погружением движителя 50 мм, осадкой 433, 720 мм (3, 4), малой модели с ПВД, длина пластины 100, 300 мм (5, 6).

Скачать (137KB)
10. Рис. 9. Зависимости скорости от частоты волн при различной высоте волн. 1 — min, 2 — mid, 3 — max.

Скачать (97KB)
11. Рис. 10. Зависимость скорости движения судна против волн от длины пластины. Желтые знаки — режим работы волнопродуктора max, длина пластины 100, 200, 300 мм (1–3), голубые — min, длина 100, 140, 300 мм (4–6).

Скачать (143KB)
12. Рис. 11. Зависимость скорости от частоты волн для пластины длиной 100 мм при различных углах наклона пластины: 15°, 30°, 45°, 60°, 90° (1–5).

Скачать (143KB)
13. Рис. 12. Зависимость скорости от частоты волн для пластин с одинаковыми положением верхней кромки (0 мм) и заглублением нижней кромки (70 мм) при различных углах наклона пластины: 20°, 30°, 45°, 60° (1–4).

Скачать (147KB)

© Российская академия наук, 2024