Цели и задачи проекта

На модели судна с малой площадью сечения по ватерлинии исследуется эффективность применения волновых движителей (ВД) трех типов (подпружиненное крыло, подводный парус и прямоточный ВД).

Процесс исследования

Схематический чертеж модели показан на схеме катамарана (боковой вид). Двухкорпусная плавающая конструкцию состоит из двух полых цилиндрических пластмассовых корпусов понтонов (1) диаметром 110 мм длиной 1700 мм с носовым и кормовым обтекателями специальной формы. К каждому корпусу крепятся два пенопластовых пилона эллиптического сечения (3, оси эллипса 200 и 82 мм) высотой 900 мм. Сверху пилоны связаны между собой прямоугольными деревянными рейками. Эта конструкция и составляет верхнюю площадку (2) модели СМПВ. Расстояние между центрами понтонов – 1160 мм.

Элементы волновых движителей и стабилизатор размещены в пространстве между корпусами судна в проточной части (4), формируемой двумя параллельными пластинами из оргстекла длиной 1530 мм и высота 350 мм, расстояние между пластинами 960 мм. В кормовой части ниже уровня воды установлен горизонтальный стабилизатор – пластина длиной 350 мм и шириной 960 мм. В качестве рабочего элемента качающегося ВД использовался симметричный крыльевой профиль NACA 0015 с длиной хорды 170 мм, ось вращения устанавливалась на уровне центральной линии проточной части, на расстоянии 65 мм от переднего края пластин. Упругая связь профиля осуществлялась с помощью горизонтально натянутых резиновых жгутов длиной 560 мм при натяжении 1.2 кг в стационарном состоянии. ВД типа подводный парус имел длину 195 мм (материал парусина) с натяжением 4-х резиновых жгутов в стационарном состоянии примерно 660 г. каждый. В качестве прямоточного ВД использовался тот же крыльевой профиль, но жестко закрепленный между пластинами проточной части с наклоном хорды профиля к горизонту 300 и со смещением вниз относительно средней линии проточной части, так что острая кромка профиля в невозмущенном состоянии находилась на уровне поверхности жидкости. Испытания проводились в диапазоне частот волн 0,4 – 1,2 Гц, клиновой волнопродуктор канала был установлен на максимальную амплитуду качания. Уровень воды в канале составлял 950 мм. С ростом частоты происходило изменение высоты волн.

Результаты проекта

Обнаружено, что ВД типа подпружиненное крыло и подводный парус можно достаточно эффективно использовать на судах типа СМПВ с значительной осадкой корпусов при условии установки ВД на некотором оптимальном расстоянии от поверхности жидкости. Эффективность сильно зависит от длины волн – для волн, длина которых близка к длине судна наиболее эффективная работа ВД наблюдается для плавающих корпусов, для погруженных корпусов судна на волнах вдвое большей длинны.

Эффективность прямоточного ВД увеличивается с увеличением осадки судна. При увеличении осадки судна она приближается к эффективности крыльевого ВД при той же осадке. Однако, частотные диапазоны эффективной работы двух движителей различны, так что движители могут дополнять друг друга.

Основные публикации (ссылки в Истине):

https://istina.msu.ru/publications/article/520159516/

https://istina.msu.ru/conferences/presentations/580043498/

https://istina.msu.ru/conferences/presentations/536857218/