Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Проектирование и конструкция судов

Диссертационная работа:

Афрамеев Эдуард Аркадьевич. Экспериментальные и проектные исследования и разработка методов определения рациональных технических параметров высокоскоростных судов с динамическими принципами поддержания новых типов : диссертация ... доктора технических наук : 05.08.03 / ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова.- Санкт-Петербург, 2004.- 237 с.: ил. РГБ ОД, 71 07-5/552

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.

ВВЕДЕНИЕ 4

Глава 1. Введение в проектирование СДПП.

  1. Общая характеристика судов и кораблей с динамическими принципами поддержания. Классификация типов 19

  2. Особенности СДПП, определяющие специфику их проектирования 25

  3. Состав и структура процесса проектирования СДПП 28

Глава 2. Исследование гидродинамических характеристик судов с динамическими принципами поддержания различных типов.

  1. Форма обводов корпуса СДПП. Систематическая серия моделей АЭ 32

  2. Сопротивление воды движению СДПП 39

2.2.1. Переходные и глиссирующие СДПП (ГЛ) 41

  1. Однокорпусные суда (ГЛО) 41

  2. Суда-катамараны (ГЛК) 47

  1. СДПП-катамараны с гидродинамической разгрузкой (КГР).бб

  2. СДПП на подводных крыльях (СПК) 70

  1. Однокорпусные суда (СПКО) 71

  2. Суда - катамараны (СПКК) 72

  1. СДПП-катамараны с аэростатической разгрузкой (КАСР)...77

  2. Сопротивление движению СДПП на волнении.. 83

  1. Остойчивость СДПП 85

  2. Мореходные качества СДПП 88

  3. Сопоставительные характеристики типов СДПП 95

Глава 3. Методы определения характеристик судов на подводных крыльях.

3.1. Методы определения технических характеристик и параметров.

  1. Определение сопротивления движению на начальном этапе проектирования 97

  2. Проектирование и оценка мореходных качеств крыльевой системы 101

  3. Методы выбора формы обводов корпуса 104

  4. Гидродинамические характеристики глиссирующих за подводным крылом плоско-килеватых пластин 110

  5. Расчет посадки неполноотрывных СПК с носовым крылом 116

3.2. Методы анализа модельных и натурных испытаний.

  1. Экспериментальное исследование угловых возмущений на крыльях СПК в условиях нерегулярного волнения 120

  2. Прогнозирование явлений срыва потока с подводного крыла

на реальном морском волнении 122

3.2.3. Определение характеристик работы гребных винтов и

сопротивления движению поданным натурных испытаний..126

Глава 4. Формирование основных параметров технического облика СДПП в системах автоматизированного проектирования.

4.1. Основные принципы и особенности построения САПР

СДПП 140

4.2. Построение САПР ФОПО и конфигурация технических

средств 148

  1. Структура базы данных САПР ФОПО 151

  2. Особенности построения модулей САПР СДПП 154

4.4.1. Определение параметров гидродинамического комплекса

и характеристик сопротивления движению СДПП 154

4.4.2. Подбор миделевого сечения корпуса 156

4.5. Критерии технического совершенства судов 159

  1. Построение критериев технического совершенства судов.160

  2. Рейтинговые оценки качеств судов 161

4.6. Систематика основных технических характеристик СДПП... 164

Глава 5. Обоснование и реализация в практике судостроения

основных концепций и направлений в проектировании и развитии отечественных высокоскоростных судов с динамическими принципами поддержания. 5.1. Крупные корабли-катамараны с аэростатической разгрузкой.. 177

  1. Организация работ по созданию KACP большого водоизмещения 178

  2. Основные принципы программы развития отечественных KACP 179

  3. Проектная концепция KACP большого водоизмещения 181

  4. Техническое обоснование программы развития KACP 183

  5. Практическая реализация программы развития отечественных KACP 186

5.2. Концептуальные основы перспективного экранопланостроения.194

  1. Уроки истории экранопланостроения 196

  2. Концепция технического облика тяжелых экранопланов II поколения 198

  3. Проектные обоснования экранопланов II поколения для некоторых сфер использования 211

  1. Международная глобальная система морской безопасности 214

  2. Система морского старта-посадки многоразовых космических аппаратов 220

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 228

Литература 231

Введение к работе:

Актуальность темы. Суда и корабли с динамическими принципами поддержания ( в дальнейшем сокращенно объединенные термином «суда» и абревиатурой «СДПП» ) в настоящее время широко распространены. Основными типовыми представителями СДПП являются глиссирующие суда и суда переходного гидродинамического режима движения (ГЛ), суда на подводных крыльях (СПК), на воздушной подушке (СВП), а также экранопланы (ЭП).

Использование СДПП позволяет достичь высоких скоростей движения, вплоть до 200 -250 узлов, и ряд задач на море может быть решен только с помощью судов с динамическими принципами поддержания.

Истекший период развития СДПП в целом характеризуется накоплением опыта их создания и эксплуатации, уточнением оценки вклада в решение транспортных и других задач, переходом от опытно-конструкторских работ к серийному строительству судов хорошо зарекомендовавших себя типов. Современный этап развития СДПП ознаменован появлением таких новых типов судов, как глиссирующие суда с нетрадиционными формами обводов или с различными устройствами, позволяющими снизить сопротивление движению и повысить мореходные качества (например — с помощью элементов подводных крыльев, управляемых интерцепторов, искусственной каверны или воздушной смазки), СДПП на подводных крыльях новых конструктивных схем (в том числе с использованием автоматического управления подводными крыльями), крупные амфибийные и скеговые суда на воздушной подушке, скоростные катамараны различных типов, экранопланы и т.д.

Следует подчеркнуть, что честь первооткрывателей в появлении и развитии многих новых типов СДПП принадлежит отечественным конструкторам и ученым, как и в развитии основополагающих разделов теории их проектирования. По ряду новых типов СДПП Россия достигла и продолжает сохранять преимущественное положение в их развитии, а в отношении некоторых отечественных научно-технических разработок СДПП можно отметить, что за рубежом еще только приступают к изучению и освоению аналогичных идей и конструкций.

В работах по созданию отечественных СДПП принимает участие большое число проектных и научно-исследовательских организаций как судостроительной, так и смежных отраслей промышленности, организаций заказчиков, заводов-строителей различного профиля и т.д. Ведущая роль в развитии отечественных СДПП принадлежит таким организациям, как ФГУП «ЦМКБ «Алмаз», ОАО «ЦКБ по СПК им.Р.Е.Алексеева», ФГУП «Зеленодольское ПКБ», ФГУПГНЦРФ «ЦНИИ им.акадА.Н.КРЫЛОВА», ФГУП «1 ЦНИИ МО РФ», ГосНИЦ ЦАГИ им.проф.Н.Е.Жуковского, Санкт-Петербургский Государственный Морской технический университет, ЗАО «ЦНИИ МФ», Российский Морской Регистр Судоходства и ряду других организаций.

Вопросы теории проектирования и практики создания СДПП весьма широко освещены в технической литературе. Опубликовано и продолжает публиковаться большое число отдельных статей, тематических сборников, материалов технических конференций. Обобщению достигнутых результатов посвящены ряд монографий, справочная и учебная литература, указанные в библиографии диссертации. В этой связи следует отметить работы Русецкого А.А., Садовникова Ю.М., Егорова И.Т., Масеева М.Б., Пашина В.М., Рождественского К.В., Эпштейна Л.А., Соколова В.Т., Синицына Д.Н., Маскалика А.И., Волкова Л.Д., Ляховицкого А.Г., Паравяна Э.А., Цоя Л.Г., Колызаева Б.А., Дьяченко В.К., Демешко Г.Ф., Денисова В.И., Перельмутра А.С, Загорулько Л.К., Косорукова А.И., Плисова Н.Б., Лукашевича А.Б., Ваганова A.M., Абрамовского ВА. Бунькова М.М., Мартынова А.И., Володина Н.С., Лукашевского В.А., Бенуа Ю.Ю., Блюмина В.И.,Иванова Л.А., Дробленкова В.Ф., Титова И.А., Басина М.А., Панченкова А.Н., Иконникова В.В., Ханжонкова В.И., Жукова В.И.,Радовивдсого Г.Л., Maprotwm Мл* , ЗіііЯіШЦ'Т.П., Смирнова С.А., Войткунского Л.И., Белавкиа Н.И. и многих дву^ОШсИАййЭйЛчяТПтрйасгантов.

1 *МЫ!1ЮТМ* Л

Однако несмотря на то, что большой объем выполненных разработок и исследований по судам с динамическими принципами поддержания позволяет уже сейчас рационально проектировать многие их элементы, ни соответствующие разделы специальных наук, ни общая теория проектирования СДПП не могут считаться разработанными в законченном виде.

Сказанное выше особенно справедливо по отношению к исследованиям и созданию СДПП новых типов. В теории проектирования СДПП не развиты разделы, в которых были бы проанализированы имеющие'место на практике особенности разработки СДПП новых типов и в которых устанавливались бы общетеоретические положения по формированию их технического облика, определялись соответствующие особенности процесса проектирования, рассматривались вопросы выработки концепций технического облика новых типов судов.

Основным фактором, обуславливающим необходимость постоянного развития и расширения различных разделов теории проектирования судов с динамическими принципами поддержания и развития связанных с ними специальных наук является то, что накопленная по этим судам научно-техническая информация не является исчерпывающей. В первую очередь это справедливо в отношении ведущей в проектировании СДПП дисциплины - гидроаэродинамики, поскольку интенсивное появление новых типов СДПП требует постоянного совершенствования существующих методов определения их гидроаэродинамических характеристик и разработки соответствующих новых методов. То же следует сказать и в отношении развития методов проектирования СДПП, как объектов в целом, т.е. методов определения всего комплекса проектных параметров их технического облика.

Т.о., развитие теории и практики проектирования СДПП выдвигает ряд общих задач, решение которых необходимо для создания новых типов высокоскоростных судов, а именно задач:

- выявления технических особенностей СДПП новых типов, определяющих специфику
их проектирования;

- накопления научно-технической информации и развития прикладных методов
формирования, в первую очередь, гидродинамического комплекса судов;

- развития методов определения основных технических проектных параметров судов в
целом;

- выработки, с учетом вышесказанного, ведущих концепций технического облика
новых типов судов.

Настоящая диссертационная работа представляет собой комплекс исследований в рамках решения указанных выше научных задач. Исследования и методы, изложенные ниже, выполнены и разработаны автором в процессе его непосредственного участия в создании судов и кораблей с динамическими принципами поддержания, начиная с 1960 г. Критерием для представления в настоящей диссертации соответствующих исследований и методов служила их строгая практическая направленность и предшествующая апробация в конструкторских бюро и исследовательских организациях. Научные задачи, решению которых посвящена диссертация, выдвигались самой практикой проектирования, создания и развития СДПП и касаются проблем, не освещенных или недостаточно освещенных до того в работах других авторов и в научно-технической литературе.

Структура задач и основные взаимосвязи между ними в диссертационной работе представлены на блочной схеме рис. 1.

Головной блок структуры задач посвящен определению общетеоретических положений по разработке технического облика высокоскоростных судов с динамическими принципами поддержания, развитых и конкретизированных в диссертации непосредственно для СДПП новых типов. Сказанное выше потребовало соответствующего анализа развития облика как высокоскоростных судов в целом, так и их основных агрегатов, в частности. Учет сложившейся практики разработки и создания СДПП обусловил необходимость уточнения

состава и структуры процесса проектирования высокоскоростных судов, введения ряда новых понятий и расстановки соответствующих акцентов.

Из задач, указанных выше и поставленных в головном блоке, непосредственно вытекают структура и содержание последующих прикладных разделов диссертационной работы.

Первый блок прикладных задач связан с формированием гидродинамического комплекса СДПП новых типов. Формирование гидродинамического комплекса указанных судов требует решения, прежде всего, трех основных задач, а именно:

пионерского поиска и последующего исследования новых типов и форм судов и их специфических несущих устройств;

разработки и развития методов расчетов несущего гидродинамического комплекса;

- разработки и развития методов исследований и анализа гидродинамических
характеристик судов.

В отношении первой из указанных задач следует отметить, что, на момент проведения изложенных в диссертации экспериментальных исследований, отсутствовали систематические данные по одному из основных элементов гидродинамического комплекса СДПП, а именно - по форме корпуса с учетом специфики различных типов судов с динамическими принципами поддержания. Можно сказать, что ранее в рамках определенного диапазона параметров формы корпуса в достаточной степени были изучены только характеристики однокорпусных судов переходного и глиссирующего режимов движения. Даже для одного из наиболее хорошо изученных типов СДПП - однокорпусных судов на подводных крыльях (СПК) - не были в систематическом виде и в достаточно широком диапазоне исследованы параметры формы как носовой, так и, особенно, кормовой оконечности корпуса, что представляет специфический интерес для СПК.

На момент проведения настоящих исследований полностью отсутствовали экспериментальные данные и, соответственно, их анализ и рекомендации к проектированию, по характеристикам форм корпуса высокоскоростных катамаранов любых видов, не разрабатывались и не изучались возможности повышения их гидродинамических характеристик, например, с помощью впервые рассмотренных в диссертации гидродинамической или аэростатической разгрузок.

Сказанное выше потребовало систематического экспериментального исследования особенностей гидродинамики корпуса СДПП различных, в первую очередь - новых типов (особенно - катамаранов); кроме того, было необходимо исследовать различного типа комбинации несущих элементов СДПП, позволяющие значительно повысить характеристики ходкости, мореходности и остойчивости судов. В результате автором, на основе проведенных им в ЦМКБ «Алмаз» исследований серии моделей АЭ, были сделаны соответствующие выводы и рекомендации по новым типам несущего гидродинамического комплекса высокоскоростных судов и его элементам (другой важный элемент полного гидродинамического комплекса СДПП - движительный комплекс - в указанных исследованиях не рассматривался).

Представленные в следующих двух подразделах первого блока задач методы расчета несущего гидродинамического комплекса СДПП, исследований и анализа модельных, полунатурных и натурных испытаний развиты автором применительно к судам на подводных крыльях, однако некоторые из них могут быть использованы и для других типов СДПП.

Для судов на подводных крыльях, несмотря на широкое распространение этого типа СДПП, до сих пор в недостаточной мере разработаны способы оценки основных проектных характеристик на начальных стадиях проектирования и соответствующие методы расчета гидродинамического комплекса, в частности - определения сопротивления движению, методы выбора крыльевой схемы и определения оптимальной формы корпуса с учетом его сопротивления движению в одном из самых сложных режимов - при выходе судна на крылья, отсутствовали методы учета волнового взаимодействия подводных крыльев и корпусов судов, расположенных за подводными крыльями в деформированном ими потоке.

Формирование гидродинамического хомгшекса СДПП новых типов на

основе экспериментальны* модельных исследований, расчетных методов

и анализа испытаний моделей и натурных судов

Определение основных

проектных параметров

СДПП в целом

Обоснование концепций технического облика СДПП новых типов

Систематика основных f технических характеристик

I ЄДШ

СопоставнїЬШіиЛ ачаяш СДПП

ршшчньп тнпм *"

Систематические поданные

всйкдэвамкд »араперисти» СДПП

новых типов (сопротивление

морсышность, остойчивость)

Определение и

расчет параметров

пшролияамичеекоп

комплекса

Анічна

модельных и

натурных

испытаний судов

Рис-1 Структура задач в диссертационной работе.

Методы, изложенные в диссертации, позволяют на начальных стадиях проектирования:

- в отличие от применяемых статистических оценок с достаточной для практики
точностью расчетным путем, с учетом геометрических параметров крыльевой схемы,
величин нагрузок, влияния кавитации и ряда других факторов, определить значения
сопротивления движению судов;

- оценить характеристики и отработать элементы крыльевой системы путем испытаний
изолированных крыльевых устройств на тихой воде, до проведения испытаний моделей
судна на волнении, как это обычно имеет место;

исключив обычно проводимые для этого модельные испытания, подобрать и оптимизировать форму обводов корпуса судна и определить величину его сопротивления движению, в том числе в режиме выхода на крылья, на основе использования полученных в предыдущем разделе диссертации экспериментальных данных по серии АЭ;

- в отличие от существующих методов, рассчитать гидродинамические характеристики
корпуса судов, движущегося в деформированном подводным крылом потоке, и учесть
взаимодействие подводных крыльев и корпуса при определении посадки неполноотрывных
СПК, а в ряде случаев - и при расчете посадки полноотрывных судов на режиме выхода на
крылья.

Модельные, полунатурные и натурные испытания и их анализ являются как мерилом корректности методологической основы расчета характеристик гидродинамического комплекса судов, так и источником пополнения статистической базы их проектирования достоверной информацией. Для СДПП проведение такого анализа имеет особую важность ввиду трудностей учета, при расчете или пересчете с моделей на натуру гидродинамических характеристик, таких явлений, как срыв потока и кавитация на несущих поверхностях, выступающих частях и гребных винтах, а также ввиду невозможности корректного определения по данным модельных испытаний сопротивления движению в переходных режимах. Между тем, методы проведения исследований и анализа испытаний СДПП в целом развиты недостаточно, а по ряду характеристик судов отсутствуют вообще.

Методы исследований и анализа модельных и натурных испытаний, представленные в диссертации, впервые позволяют определить реальные угловые возмущения на крыльях СПК в условиях движения на нерегулярном волнении, учесть влияние срыва потока с подводных крыльев на действующие на них нагрузки, определить характеристики работы гребных винтов в натурных условиях неравномерного обтекания и кавитации и, на этой основе, рассчитать уточненное значение сопротивления движению судна в отличие от применяемого в настоящее время приближенного метода с использованием паспортных диаграмм движителей.

Для определения основных проектных параметров судов, как объектов в целом, в настоящее время широко используются системы автоматизированного проектирования (САПР), достаточно глубоко развитые для целого ряда типов традиционных судов. Однако для судов с динамическими принципами поддержания система автоматизированного проектирования, не считая отдельных ее элементов, в отечественном судостроении в целом не создана.

В связи с вышесказанным, во втором блоке прикладных задач диссертации, касающемся определения основных проектных параметров СДПП в целом, потребовалось сформулировать развитые автором диссертации основные принципы построения САПР СДПП, разработка которой велась в течение ряда лет в судостроительной отрасли (в первую очередь - при непосредственном участии Зеленодольского ПКБ). Построение иерархии и структуры САПР, ее базы данных, ведущих расчетных модулей системы основано на учете особенностей проектирования судов с динамическими принципами поддержания новых типов, в частности - необходимости формирования гидродинамического комплекса на базе данных по испытаниям реальных моделей судов ввиду наличия специфических элементов несущего комплекса и трудно рассчитываемых переходных режимов, наличия в облике

СДПП нехарактерных для плавающих судов агрегатов, особой важности проблем весового проектирования и необходимости поиска конструкций минимальной массы и др.

Поскольку принятая в разрабатывавшейся САПР ориентация на повариантную оптимизацию решений на глобальном уровне приводит к рассмотрению большого числа вариантов облика судов, в диссертации предложен новый подход к предварительному ограничению числа вариантов на уровне технического проектирования с использованием рейтинговых оценок качеств судов и выведен комплексный показатель технической эффективности судна по решению транспортной задачи.

Последний блок задач диссертации посвящен авторским обоснованиям концепций технического облика двух новых типов судов с динамическими принципами поддержания -катамаранов с аэростатической разгрузкой и двухрежимных тяжелых экранопланов II поколения. Обоснование концепций технического облика судов является, с одной стороны, заключительным этапом в определении проектных технических параметров новых типов СДПП, связанные с которым вопросы рассмотрены в предыдущих разделах диссертации, и, с другой стороны, начальным этапом в конкретном проектировании и реализации судов. Представленные ниже концепции, несмотря на сугубо различные типы рассмотренных судов, объединены общей методологией определения основных технических параметров СДПП новых типов.

Концепция первого из указанных типов судов основана непосредственно на изучении особенностей гидродинамики СДПП новых типов, изложенном выше в разделе систематических модельных исследований, и последующих проектных обоснованиях отечественных катамаранов с аэростатической разгрузкой программного ряда. В соответствии с концепцией автором выдвигались предложения по техническому облику указанных кораблей, в том числе - в процессе сопровождения проектирования разработанных ЦМКБ «Алмаз» и находящихся в составе отечественного ВМФ кораблей проекта «Сивуч» (как кораблей I этапа программы), являющихся самыми крупными в мире кораблями-катамаранами с аэростатической разгрузкой (с водоизмещением ок.1100 тонн).

Концепция другого нового типа СДПП - двухрежимных тяжелых экранопланов II поколения"4 (с водоизмещением ок.750 тонн) - основана на результатах обширных исследований и разработок, включенных в диссертацию в ограниченном объеме только в виде заключительных выводов по проделанным работам (выполнявшимся в рамках объединенных с исследованиями ЦКБ по СПК им.Р.Е.Алексеева разработок перспективных экранопланов). Концепция экранопланов II поколения, как двухрежимных тяжелых высокоскоростных судов с динамическими принципами поддержания разработана в качестве обоснования перспективы развития этого нового направления в судостроении. Практические приложения концепции в диссертации рассмотрены в виде двух возможных реализаций -при создании Международной глобальной системы морской безопасности (SSS) и создании Системы Морского старта-посадки многоразовых космических аппаратов (WSL).

Т.о., научные задачи, решению которых посвящена настоящая диссертационная работа, могут быть сформулированы следующим образом:

- анализ специфических особенностей технического облика высокоскоростных судов с
динамическими принципами поддержания и практики их разработки и создания для
уточнения состава и структуры процесса проектирования СДПП новых типов;

поиск и экспериментальное исследование новых форм корпуса и несущего гидродинамического комплекса СДПП для разработки практических рекомендаций по созданию судов с динамическими принципами поддержания новых типов с высокими характеристиками ходкости, мореходности и остойчивости;

разработка новых методов расчета параметров несущего гидродинамического комплекса судов на подводных крыльях в части определения сопротивления движению, выбора параметров крыльевой схемы и формы обводов корпуса, учета волнового взаимодействия элементов указанного комплекса, а также разработка новых методов

исследований и анализа характеристик работы крыльевых систем СПК, их гребных винтов и сопротивления движению в натурных условиях;

формирование основных принципов построения системы автоматизированного проектирования высокоскоростных судов с динамическими принципами поддержания для определения основных проектных параметров судов в целом;

- обоснование проектных концепций технического облика новых типов судов с динамическими принципами поддержания.

Цель работы. Целью работы является разработка рекомендаций по проектированию высокоскоростных судов с динамическими принципами поддержания новых типов и разработка методов определения основных параметров технического облика, расчета и анализа характеристик судов и их гидродинамического комплекса, а также обоснование концептуальных проектных положений по техническому облику новых типов СДПП.

Методы исследований. Исследования по формированию гидродинамического комплекса СДПП и разработка связанных с этим методов расчета и анализа характеристик СДПП основывались на экспериментах с моделями и на результатах натурных испытаний судов. В ряде случаев разработка способов определения характеристик гидродинамического комплекса судов основывалась на теоретических и полуэмпирических методах с последующей проверкой результатов по экспериментальным данным. Некоторые разделы работы основаны на систематических расчетах характеристик СДПП и проектных проработках их технического облика.

Научная новизна. Впервые в мире получены систематические материалы по гидродинамическим характеристикам (сопротивлению движению, мореходности, остойчивости) для ряда новых типов судов с динамическими принципами поддержания (в том числе по катамаранам глиссирующего и переходного режимов движения, с гидродинамической и аэростатической разгрузкой, судам-катамаранам на подводных крыльях и др.). Выполнена сопоставительная оценка гидродинамических характеристик различных типов СДПП.

Разработаны новые методы определения и анализа характеристик движения судов на подводных крыльях и параметров конструктивных элементов их гидродинамического комплекса (корпуса, подводных крыльев). Получены новые данные по характеристикам работы крыльевых систем и гребных винтов СПК в натурных условиях.

Разработаны основные принципы построения САПР высокоскоростных судов для определения основных параметров их технического облика и предложена методика построения критериев технического совершенства и рейтинговых оценок качеств судов.

На основе комплексов гидроаэродинамических и проектных исследований обоснованы проектные концепции двух новых типов СДПП - двухрежимных катамаранов с аэростатической разгрузкой и двухрежимных тяжелых экранопланов II поколения.

Практическая ценность работы. Приведенные ниже исследования, методы и разработки непосредственно использовались при текущем проектировании СДПП ряда конкретных проектов (пр.пр. «Стрела», «Мир», 125А, «Ураган», «Шторм», «Сивуч» и др.), при испытаниях судов и их аналогов, анализе получаемых технических данных, определении технического облика перспективных судов и кораблей, разработке программ отечественного судостроения. В целом материалы диссертации дополняют ряд разделов теории проектирования судов с динамическими принципами поддержания.

Исследования гидродинамических характеристик ряда новых типов СДПП, выполненные в работе, использованы при выборе перспективного для реализации нового типа несущей платформы СДПП и последующего проектирования и создания наиболее крупных в мире кораблей с динамическими принципами поддержания проекта «Сивуч».

Методы определения сопротивления движению и формирования параметров крыльевых систем СПК были использованы при проектировании гидродинамического комплекса одного из крупнейших в мире кораблей на подводных крыльях проекта «Ураган»,

а также анализе характеристик натурных СПК проектов «Стрела» и «Мир». При проектировании корабля «Ураган» были также использованы данные по исследованию угловых возмущений на крыльях СПК и прогнозированию явлений срыва потока с подводных крыльев в условиях нерегулярного волнения.

Методы расчета гидродинамических характеристик СПК с учетом деформации поверхности воды, а также работы гребных винтов высокоскоростных судов в натурных условиях, позволили выполнить уточненный анализ составляющих гидродинамических сил на натурных СПК пр.пр. «Стрела», «Мир», «Шторм», 125А и оценить точность пересчета данных модельных испытаний на натуру.

Изложенные в работе принципы построения САПР СДПП были использованы при проводившейся в судостроительной отрасли разработке соответствующей системы автоматизированного проектирования.

Одна из представленных в заключительной части работы проектных концепций двух новых типов СДПП, а именно - концепция двухрежимных катамаранов с аэростатической разгрузкой (КАСР) реализована, как указано выше, при создании кораблей проекта «Сивуч», а концепция двухрежимных тяжелых экранопланов II поколения является основой технического предложения по соответствующему перспективному экраноплану, обоснования двух из возможных реализаций которого приведены в диссертации.

Основные положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся результаты исследований, рекомендации по проектированию и методы определения и анализа параметров и характеристик судов с динамическими принципами поддержания, представляющие решение важной народно-хозяйственной и оборонной задачи создания высокоскоростных судов новых типов:

-результаты комплексных систематических исследований гидродинамических характеристик судов с динамическими принципами поддержания различных, в том числе принципиально новых, типов в части сопротивления движению на тихой воде и в условиях нерегулярного ветрового волнения, остойчивости и мореходности, позволяющие определять оптимальные параметры формы корпуса и нагрузки высокоскоростных судов; в этот комплекс входят исследования особенностей гидродинамики:

-однокорпусных судов переходного и глиссирующего режимов движения с расширенным диапазоном параметров формы корпуса;

-судов-катамаранов переходного и глиссирующего режимов движения; -впервые предложенного к использованию нового типа высокоскоростных глисссирутощих катамаранов - с разгружающими подводными крыльями;

-полноотрывных судов на подводных крыльях в однокорпусном и в катамаранном вариантах;

-впервые предложенного к использованию нового типа СДПП - катамаранов с

аэростатической разгрузкой;

-расчетные методы определения технических параметров и характеристик судов на

подводных крыльях, позволяющие повысить качество их проектирования в части

определения сопротивления движению, проектирования крыльевых систем, выбора формы

обводов корпуса, определения действующих на суда сил и расчета их ходовой посадки;

-методы исследований и результаты анализа модельных и натурных испытаний судов на подводных крыльях, позволяющие определять параметры работы крыльевых устройств и гребных винтов высокоскоростных судов в натурных условиях;

-основные принципы и структура специализированной системы автоматизированного проектирования судов с динамическими принципами поддержания, как основы определения технических параметров судов при их проектировании в целом, с использованием рейтинговых оценок качеств судов;

-обоснование проектных концепций создания высокоскоростных СДПП большого водоизмещения, как двухрежимных судов, для двух новых типов СДПП: катамаранов с

аэростатической разгрузкой (как уже реализованных на практике) и перспективных тяжелых экранопланов II поколения (как концепции развития СДПП этого типа на перспективу).

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и получили положительную оценку на: отраслевых научно-технических конференциях по теории корабля в 1966, 1968, 1969, 1972 и 1973гт (г.Ленинград) и методам прогнозирования мореходных качеств судов в 1987г (г.Севастополь); конференции Института Морских инженеров по морским прибрежным средствам обороны в Плимуте (Англия) в 1994г; международных конференциях по судостроению ЦНИИ им. акад.А Н.Крылова в 1996-1998, 2001 и 200 Згг; международных конференциях по судостроению и судоходству при выставках на ЛЕНЭКСПО в 1995 и 1999гт; конференциях по гидроавиации ТАНТК им.Г.М.Бериева и ГосНИЦ НАГИ (г.Геленджик) в 1996 и 1998гг; научных чтениях в ГосНИЦ НАГИ (г.Москва) в 1997г; конференции исследовательской организации НАТО по проблемам динамики движения объектов вблизи поверхностей воды и воздуха в Амстердаме (Голландия) в 1998г; конференции по аппаратам, использующим эффект подстилающей поверхности, в Морском Техническом Университете (г.С-Петербург) в 2000г; симпозиумах по морским технологиям и проблемам астродинамики в Токио (Япония) в 2000 и 2001гг.

Публикации. Основные из представленных исследований и разработок, или их результаты, опубликованы в периодической технической литературе, трудах научно-технических конференций, в том числе международных, или в отдельных книжных изданиях и справочниках. Общее число печатных публикаций по материалам настоящей диссертации составляет 53 работы. Основные из них приведены в перечне в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 237 страниц текста, 276 рисунков, страницы списка литературы 157 наименований.

Подобные работы
Емельянов Михаил Дмитриевич
Исследование накопления усталостных повреждений и разработка методики расчета вероятности их появления в продольных связях судокорпусных конструкций
Абрамовский Анатолий Валентинович
Разработка методов технико-экономического анализа и комплексной оценки экономической эффективности высокоскоростных судов
Грамузов Евгений Михайлович
Разработка теории и создание практических методов расчета ледовой ходкости, выбора формы корпуса и основных элементов речного ледокола, ориентированных на условия его эксплуатации
Исаенко Владимир Романович
Анализ и метод определения проектных характеристик носовых опускающихся рулей толкаемых составов
Кудрявцев Константин Вячеславович
Исследование и разработка метода рационального определения параметров движения морских объектов по угломерной информации
Чан Нят Минь
Исследование и разработка методов определения вероятностно-временных параметров волоконно-оптических направляющих систем при воздействии вибрационных нагрузок
Симонов Виктор Степанович
Разработка метода определения основных структурно-физических параметров бумаги на основе исследования её механического поведения при одноосном растяжении
Браништов Сергей Александрович
Исследование и разработка методов автоматизированного управления технологическими процессами и их конфигурациями в производствах поточного типа
Сиротюк Владимир Олегович
Разработка и исследование моделей и методов анализа и синтеза оптимальных структур баз данных иерархического и сетевого типов
Титов Борис Васильевич
Исследование и разработка метода определения длительной прочности соляных горных пород при сжатии

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net