СУДОСТРОЕНИЕ 4'2000
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СУДОВ
туры цветной видеокадр с мнемосхемой системы, подлежащей управлению или контролю, вызывается на экран дисплея. Управление ведется с использованием мнемознаков и текстовых символов. Дисплеи установлены в рулевой рубке и в машинном отделении.
Управление и защита главных двигателей осуществляются электрической системой дистанционного автоматизированного управления, поставляемой вместе с двигателями.
Для предотвращения загрязнения окружающей среды на танкере предусмотрены: система сбора и очистки водонефтяных смесей с сепаратором СКИТС-1,0 и сборной цистерной объемом 23,8 м3; система сбора и очистки сточно-фекальных вод с аппаратом «Mini-L- Frame» и сборной цистерной (15,2 м3); станция сжигания мусора и твердых отходов OG-120; автономная система заполнения-осушения цистерн изолированного балласта с отдельным сбросом, система автоматического замера, регистрации и управления сбросом.
Все оборудование и системы соответствуют Правилам Российского Морского Регистра Судоходства, конвенции МАРПОЛ-73/78 и национальным санитарным правилам.
Участки палубы в районе ма-нифольдов имеют ограждения для
В судостроении проблемы прогнозирования нестационарных гидродинамических характеристик (ГДХ) крыльевых конструкций возникают при проектировании стабилизаторов, рулей, лопастей гребных винтов и других крыловидных выступающих элементов судна, работающих, как правило, в условиях полного или частичного погружения в пограничный слой корпуса, при этом переменные нагрузки на них со стороны потока неизбежны. Пульсирующие силы и моменты, возникающие при взаимодействии крыльевых конструкций
возможности сбора и откачки нефтепродуктов ручным насосом в отстойный танк по специальному трубопроводу. Вся палуба в районе грузовой зоны огорожена комингсом, предотвращающим разлив нефтепродуктов.
На танкере выполнены все мероприятия в соответствии с Правилами по защите от статического электричества, а также грозозащите.
Судовые устройства, примененные на танкере, — стандартного типа. Два становых якоря Холла массой 3 т поднимаются и отдаются с помощью брашпиля. Стоп-анкер массой 1,5 т приводится в действие шпилем. Швартовка обеспечивается автоматическими швартовными лебедками.
Спасательные устройства танкера включают в себя закрытую моторную шлюпку свободного падения на 16 чел., дежурную шлюпку на 6 чел. и три надувных плота: один — на 6 чел., два — на 16 чел.
Рулевое устройство состоит из двух установленных за гребными винтами балансирных подвесных перьев рулей, приводящихся в движение двумя электрогидравлическими рулевыми машинами. Синхронное управление рулями обеспечивается авторулевым, поставляемым вместе с машинами норвежской фирмой.
с потоком, представляют интерес как с точки зрения прочности (переменные нагрузки при колебаниях и вибрации), так и шумоизлучения. При проектировании и создании крыльевых конструкций определяющими являются наиболее неблагоприятные режимы работы — импульсные, вибрационные и долговременные периодические нагрузки. Многие из них, например, срыв потока, баф-фтинг, флаттер, связаны с неоднородностью и турбулентностью набегающих потоков. Значения сил и моментов при таких режимах могут в
Состав средств связи на танкере предусмотрен в объеме требований Глобальной морской системы связи при бедствии (ГМССБ) для морских районов А1 + А2 + А3, а также в реках. Комплекс современного судового радиооборудования обеспечивает связь при бедствиях и безопасность мореплавания, а также эксплуатационную связь общего назначения.
Гирокомпас с репитерами, главный магнитный компас, относительный лаг, эхолот, приемоиндикатор GPS, основной и дополнительный (для рек) радиолокаторы, а также электронно-картографическая система ECS обеспечивают судоводителя и системы-потребители навигационной информацией.
Испытания и 9-месячный опыт эксплуатации головного судна показали высокую надежность установленного современного оборудования, его экологическую и эксплуатационную безопасность, высокие экономические характеристики.
Полученные от заказчика замечания внедряются на последующих танкерах этого проекта. Уже со второго судна серии внедрена большая часть эксплуатационных предложений экипажа. Технический центр ОАО «Завод "Красное Сормово"» ведет работу по совершенствованию и других строящихся на заводе теплоходов.
несколько раз превышать стационарные нагрузки, влиять на ухудшение условий эксплуатации и являться причиной их моментно-силового или усталостного разрушения.
Перечисленные проблемы определили развитие внешней задачи нестационарной теории движений свободных потоков и течений вблизи различных препятствий, а также теорию определения пульсационных ГДХ объектов.
Проектирование выступающих крыльевых элементов судна основано на результатах экспериментальных модельных испытаний и предварительных теоретических расчетов. Существующие методики и программы являются приближенными, поэтому погрешность расчетов неизбежна вследствие целого ряда предположений и допущений, позволяющих преодолеть сложность «прямого» решения. В гидродинамике крыла особой схематизирован-ностью отличаются математические модели расчета нестационарных
ГДХ, что является причиной недос-
И
ПЕРСПЕКТИВЫ КОМПЛЕКСНОГО РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ГИДРОАЭРОДИНАМИКИ СУДОВЫХ КРЫЛЬЕВЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
С. Б. Старцев, канд. техн. наук (ГНЦ ЦНИИ им. академика А. Н. Крылова) удк 629.5.025.1.015.2
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СУДОВ
СУДОСТРОЕНИЕ 4'2000
Рис. 1. Испытания модели крыла в аэродинамической трубе
товерности получаемых результатов.
В судостроении при определении переменных нагрузок, действующих на крыльевые конструкции, находящиеся в переменном поле скоростей, принимается допущение, что обтекаемые крылья являются абсолютно жесткими. Однако в реальных условиях крылья подвержены колебаниям и вибрации, что может приводить к дополнительным нагрузкам, которые не учитываются в существующих методиках расчета.
Попытки создать унифицированную математическую модель расчета нестационарных ГДХ объектов базируются на различных методах. Рассматривалась, например, модель нестационарного обтекания крыла на основе решения системы уравнений, описывающих произвольное трехмерное движение вязкой жидкости. Однако главным направлением развития нестационарной гидроаэродинамики крыла стала вихревая теория. В прикладном использовании она находит наибольшее применение.
Сложная геометрия наружных обводов современных кораблей и судов, лопастей движителей, рулевых комплексов определяет рациональное использование вихревой модели для расчета их ГДХ. Описание формы крыла при разбиении ее на большое количество трапециевидных участков с расположением на них косых вихрей позволяет моделировать течение жидкости в областях с очень изогнутой, нетрадиционной конфигурацией внешних обводов модели.
Из всех вихревых схем крыльев наибольшую известность и приме-
нение получила модель, разработанная В. М. Фолкнером [1] и успешно развитая С. М. Белоцерков-ским [2]. На ее основе рассчитано большое количество профилированных крыльев различной формы в плане, созданы атласы ГДХ крыльев [3].
Повышенный интерес специалистов к этой модели определяется рядом ее достоинств:
панельное представление несущей поверхности позволяет описать любую произвольную форму крыла в плане и телесную конфигурацию профиля;
модель пригодна для расчетов ГДХ крыльев при стационарных и нестационарных взаимодействиях с окружающей средой;
нестационарность режима обтекания может быть представлена как турбулентностью, неоднородностью потока вблизи крыла, так и колебаниями, вибрацией самого крыла;
форма представления временной нестационарности и пространственной неоднородности вертикальной скорости не имеет ограничений и может быть произвольной, что позволяет переносить условия эксперимента в расчетную модель;
функция описания перемещений элементов крыла может представляться поступательными, вращательными, изгибными колебаниями или любыми вариациями от совокупности их наложения.
Перечисленные достоинства определяют причину широкого использования дискретного вихревого метода в прикладных задачах. Рациональное построение любой нестационарной вихревой модели
Рис. 2. Функция относительной производной подъемной силы крыла ( Су* = С/УСо", где Суд" - при вЬ = 0) прямоугольной формы в плане от числа Струхаля (вЬ) при различных удлинениях):
1 - \р = 0,5; 2 - \р= 1; 3 - \р = 3; 4 - Х= 5; 5 - \р= 10; 6 - \р = 100; 7 - функция Сирса [4]
«поток-крыло» может служить механизмом для ее решения. Поэтому эта вихревая схема взята за основу решения задач, поставленных в настоящей работе.
Однако практическое использование этой модели в широких диапазонах чисел Рейнольдса и Струхаля не обеспечивает требуемую точность расчетов при создании реальных судовых конструкций, так как в их основе заложены базы данных, полученные без применения эффективных вычислительных средств.
До конца не исследованным остается вопрос о частотных и амплитудных пределах при нестационарных перемещениях крыла, характеристиках неоднородности и турбулентности набегающего потока, при которых правомерно допущение о плавности обтекания острой задней кромки крыла. Очевидно, когда плавность обтекания нарушается, изменения характера обтекания должны отражаться и на вихревой схеме модели.
Если режимы обтекания элемента имеют сложный характер, нестационарность взаимодействия крыла с потоком определяется одновременно и характеристиками потока и перемещениями несущей поверхности, то общепринятые вихревые модели могут давать неверные результаты. Исследованию должны быть подвержены частотные и амплитудные параметры вибрации и колебаний крыльев для определения границ, когда качественные изменения процесса формирования вихревого следа необходимо учитывать в структуре вихревой модели.
СУДОСТРОЕНИЕ 4'2000
"ПРОЕКТИРОВАНИЕ СУДОВ
Рис. 3. Экспериментальные исследования в аэродинамической трубе влияния вибрации крыла на его аэродинамические характеристики
До сих пор не выясненными остаются некоторые вопросы о влиянии удлинения крыло
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.