/Наука и Техника

Привязные подводные системы, прикладные задачи статики и динамики

Виноградов Н. И., Гутман М. Л., Лев И. Г., Нисневич М. 3.

год издания — 2000, кол-во страниц — 324, ISBN — 5-288-02728-5, тираж — 500, язык — русский, тип обложки — твёрд. 7Б, издательство — СПбГУ

КНИГА СНЯТА С ПРОДАЖИ

Рецензент
профессор, доктор технических наук И. Б. Иконников
Формат 70x108 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная

Обобщён опыт решения задач гидродинамики при создании и натурной отработке привязных подводных систем. Описаны математические модели статики и динамики плоского и пространственного движения аппаратов, плохо- и удобообтекаемых гибких связей, на прямом курсе и при маневрировании, при установившемся и неустановившемся движении в толще воды, вблизи поверхности или у дна, при качке и рыскании судна-буксировщика. Приведены конечные формулы расчётов, результаты исследований по несимметрии привязных систем, гидроупругой устойчивости и вибрации. Описаны методы натурной отработки и идентификации. Ряд результатов публикуется впервые.

Книга адресована специалистам в области создания и использования привязных подводных систем различного назначения, а также студентам соответствующих вузов.

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ	3
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ	4
ВВЕДЕНИЕ	11

ГЛАВА 1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ ПРИВЯЗНОЙ ПОДВОДНОЙ СИСТЕМЫ	14
1.1. Системы координат	14
1.1.1. Системы координат для подводного аппарата	14
1.1.2. Системы координат для гибкой связи	16
1.2. Модель динамики подводного аппарата	20
1.2.1. Уравнения динамики подводного аппарата	20
1.2.2. Об учёте потенциальных составляющих в моментных гидродинамических характеристиках подводного аппарата	26
1.2.3. Учёт влияния гибкой связи на динамику подводного аппарата	30
1.3. Модель динамики гибких связей	31
1.3.1. Уравнения динамики гибких связей	31
1.3.2. Гидродинамические нагрузки на гибкие связи	35
Плохообтекаемые гибкие связи. Удобообтекаемые гибкие связи	37
1.3.3. Об учёте гидростатической нагрузки на гибкие связи	46
1.3.4. Граничные условия	54

ГЛАВА 2. ЗАДАЧИ УСТАНОВИВШЕГОСЯ ДВИЖЕНИЯ ПРИВЯЗНЫХ ПОДВОДНЫХ СИСТЕМ	57
2.1. Пространственное равновесие привязного подводного аппарата и гибкой связи при прямолинейном движении	57
2.1.1. Равновесие подводного аппарата	58
2.1.2. Равновесие гибкой связи	63
2.2.Эффекты проявления гидродинамической несимметрии привязных подводных аппаратов и гибких связей	67
2.3. Оптимизация параметров равновесия привязных подводных систем	74
2.3.1. Оптимизационная задача глубина-натяжение	75
2.3.2. Оптимизация расположения двух отводителей	77
2.3.3. Оптимизация распределения заглубляющей нагрузки по длине гибкой связи	79
2.4. Движение привязного подводного аппарата вблизи свободной поверхности воды	84
2.5. Придонная буксировка привязного подводного аппарата на заданном расстоянии от дна	89
2.6. Равновесие многосвязных систем	97
2.7. Установившееся движение двухмодульной привязной подводной системы	99
2.8. Пространственное равновесие привязных подводных систем при циркуляции	105
2.8.1. Равновесие подводного аппарата при циркуляции	105
2.8.2. Равновесие гибкой связи при циркуляции	109
2.9. О критических углах равновесия гибких связей	116

ГЛАВА 3. ЗАДАЧИ ДИНАМИКИ ПРИВЯЗНЫХ ПОДВОДНЫХ СИСТЕМ	120
3.1. Нелинейная постановка задачи динамики привязных подводных систем	120
3.1.1. Модель 1. Нерастяжимая безынерционная гибкая связь	124
3.1.2. Модель 2. Нерастяжимая гибкая связь	130
3.1.3. Модель 3. Упругая гибкая связь	132
3.1.4. Модель привязной подводной системы в целом	135
3.2. Линейная постановка задачи динамики привязной подводной системы	137
3.2.1. Линейная модель динамики привязного подводного аппарата	138
3.2.2. Метод определения производных натяжения гибкой связи на основе уравнений равновесия в потоке	143
3.2.3. Линейная модель динамики гибкой связи как системы с распределёнными параметрами	149
Определение ЧХ гибкой связи для бокового движения. О некоторых общих динамических свойствах гибких связей. Выражение производных от натяжения через ЧX гибкой связи	156
3.2.4. Линейная модель динамики привязной подводной системы	168
3.3. О воздействии качки и рыскания судна на привязную подводную систему	174
3.3.1. Метод псевдоспектра	175
3.3.2. Учёт суммарного воздействия различных видов качки судна	176
3.3.3. Практическое использование авто- и взаимно корреляционных функций	178
3.3.4. Случай сравнения расчётных и экспериментальных параметров качки привязной подводной системы	179
3.3.5. О минимизации колебаний углубляющего подводного аппарата по крену	181
3.4. Реакция привязной подводной системы на управляющие воздействия	185
3.5. Движение привязного подводного аппарата вблизи взволнованной поверхности моря	189
3.6. Движение двухзвенной привязной подводной системы	201
3.7. Частотные характеристики гибкой связи с учётом крутящего момента	209
3.8. Диаграмма допустимых режимов использования привязных подводных систем	211
3.9. Гидродинамика привязных подводных систем при маневрировании судна-буксировщика	213
Поведение ППС при остановке судна и при скорости. Поворот судна-буксировщика на 90°. Поворот на обратный галс	214
3.10. Маневрирование судна-буксировщика с трубным ставом	221
3.11 О «резонансном барьере» привязных подводных систем	225

ГЛАВА 4. ЗАДАЧИ ГИДРОУПРУГОСТИ ПРИВЯЗНЫХ ПОДВОДНЫХ СИСТЕМ	236
4.1. Определение равновесия гибкой связи с учётом её жёсткости на изгиб	236
4.2. О воздействии кручения гибких связей на движение привязных подводных систем	240
4.3. Проблема образования петель («колышек») на гибких связях	249
4.4. О вибрации плохообтекаемых гибких связей в потоке	254
4.4.1 Обзор известных экспериментальных данных	254
4.4.2 Полуэмпирическая модель гидроупругой вибрации гибких связей	258
Одночастотные колебания. Полигармонические колебания гибких связей. О гидродинамическом сопротивлении вибрирующей ГС	259
4.5. Гидроупругая устойчивость удобообтекаемых гибких связей	270

ГЛАВА 5. ЗАДАЧИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОТРАБОТКИ ПРИВЯЗНЫХ ПОДВОДНЫХ СИСТЕМ	278
5.1. Регулировка привязных подводных аппаратов на стопе	278
5.2. Регулировка хода буксируемого привязного подводного аппарата по крену и дифференту в процессе натурных испытаний	283
5.3. Определение гидродинамических характеристик привязных подводных аппаратов и гибких связей по данным натурных испытаний	285
Коэффициенты сопротивления плохообтекаемых гибких связей. Определение гидродинамических характеристик углубляющего аппарата. Определение коэффициента сопротивления удобообтекаемой гибкой связи	285
5.4. Проверка адекватности математической модели привязных подводных систем с помощью математической теории планирования эксперимента	290
5.4.1. Теоретические положения	290
5.4.2. Некоторые практические результаты	295
5.5. Статистический подход к оценке динамических параметров буксируемых привязных подводных систем	300
5.5.1. О рациональном формулировании технических требований по стабильности хода буксируемых устройств	300
5.5.2. Основные особенности характеристик нестабильности хода привязных подводных аппаратов как случайных функций времени	302.
5.5.3. Оценка среднеквадратичных отклонений параметров хода по экспериментальной реализации	304
5.5.4. Метод оценки боковых смещений кормы судна-буксировщика	308

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ	313

Книги на ту же тему

Подводные роботы, Ястребов В. С., Игнатьев М. Б., Кулаков Ф. М., Михайлов В. В., 1977
Автономные подводные роботы: системы и технологии, Агеев М. Д., ред., 2005

http://knigoprovod.ru

/Наука и Техника

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему