ГИДРОДИНАМИКА И АКУСТИКА

2018 ◊ Том 1 (91) ◊ Номер 3 ◊ с. 355-371

В. Н. Семененко^*, Е. И. Наумова^*

^* Институт гидромеханики НАН Украины, Киев, Украина

Некоторые способы применения гидродинамического руля для суперкавитирующих подводных аппаратов

Gidrodin. akust. 2018, 1(3):355-371

https://doi.org/10.15407/jha2018.03.355

ЯЗЫК ТЕКСТА: Английский

АННОТАЦИЯ

Рассмотрены два нетрадиционных способа применения гидродинамических рулей при движении высокоскоростных подводных суперкавитирующих аппаратов. Разработан метод активной стабилизации движения суперкавитирующего аппарата по крену и метод управления его движением по курсу путем регулирования угла крена с помощью специального руля крена и автоматической системы управления с обратной связью. Приведены примеры компьютерного моделирования маневрирования суперкавитирующего аппарата по курсу при управлении с помощью вертикальных гидродинамических рулей со стабилизацией нулевого угла крена и путем регулирования угла крена. Разработан метод нахождения равновесных значений параметров движения (балансировки) суперкавитирующего аппарата в случае, когда для полной или частичной компенсации его веса используется пара одинаковых горизонтальных рулей, проникающих из каверны в воду. Приведены примеры компьютерного моделирования движения суперкавитирующего аппарата с горизонтальными рулями в режиме без глиссирования и в смешанном режиме. Показано, что установившееся продольное движение сбалансированного суперкавитирующего аппарата без глиссирования, в отличие от его движения в режиме глиссирования в каверне, является устойчивым "в малом". Установлено, что в смешанном режиме движения горизонтальные рули могут играть демпфирующую роль, подавляя неустойчивость движения аппарата "в малом", однако на большом интервале времени движение теряет устойчивость в целом. Моделирование показало, что применение автоматической стабилизации движения по глубине во всех рассмотренных случаях делает его устойчивым в целом. Показано также, что курсовая маневренность такого аппарата при управлении с помощью вертикальных рулей максимальна при начальной балансировке в режиме без глиссирования, но резко ухудшается при начальной балансировке в смешанном режиме.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

суперкавитирующий аппарат, управление, маневрирование, рули, крен, компьютерное моделирование

ЛИТЕРАТУРА