Исследование эффективности подруливающих устройств автономных необитаемых подводных аппаратов

Исследование эффективности подруливающих устройств автономных необитаемых подводных аппаратов

Юрканский Александр Викторович
Центральное конструкторское бюро морской техники «Рубин» (АО «ЦКБ МТ «Рубин»), начальник сектора, 191119, Санкт-Петербург, ул. Марата, д. 90, тел.: +7(812)494-16-36, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Ремизов Иван Игоревич
АО «ЦКБ МТ «Рубин», конструктор 2 категории, 191119, Санкт-Петербург, ул. Марата, д. 90, тел.: +7(812)494-16-36, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Половко Сергей Анатольевич
к.т.н., Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК), научно-исследовательский центр, научный руководитель центра, в.н.с., 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., д. 21, тел.: +7(812)552-47-64, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Щур Николай Алексеевич
к.ф.-м.н., ЦНИИ РТК, математик, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., д. 21, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0003-2480-6861, Recearcher ID: AAH-8421-2019

Материал поступил в редакцию 1 июля 2023 года.

Аннотация
Работа посвящена изучению вопроса эффективности использования подруливающих устройств (ПУ) на маршевых режимах движения автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА). Приведены литературные данные о низкой эффективности ПУ без уточнения места расположения ПУ. Проведены расчёты обтекания АНПА с работающим горизонтальным ПУ для двух вариантов расположения. Показано, что эффективность носового и кормового ПУ по-разному зависит от скорости набегающего потока, и при высоких скоростях эффективность кормового ПУ может даже повышаться относительно швартовного режима АНПА. Проведены расчёты динамики управляемого движения АНПА с регулированием глубины и дифферента посредством только маршевых движителей и посредством ПУ. Убедительно показано, что использование ПУ на маршевых режимах нецелесообразно.

Ключевые слова
Автономный необитаемый подводный аппарат (АНПА), подруливающие устройства (ПУ), струи от подруливающих устройств, наведённые силы и моменты.

Благодарности
Результаты получены в рамках выполнения государственного задания Минобрнауки России на 2024 год № 075-00697-24-00 от 27.12.2023 FNRG-2022-0017 1021060307691-2-1.2.1;2.2.2 «Развитие теории синтеза оптимального управления гиперизбыточных роботов подводного базирования в условиях непрогнозируемых нестационарных течений и потоков».

DOI
629:58:629.5.061.117.17

Индекс УДК 
658.52.011.56:007.52:621.865.8

Библиографическое описание
Исследование эффективности подруливающих устройств автономных необитаемых подводных аппаратов / А.В. Юрканский [и др.] // Робототехника и техническая кибернетика. – Т. 12. - № 4. – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2024. – С. 305-314. – Текст : непосредственный.

Литература

  1. Средства активного управления судами: монография / Афремов А.Ш. [и др.]; под общ. ред. д.т.н., проф. А.А. Русецкого. – СПб.: ФГУП «Крыловский государственный научный центр», 2016. – 182 с. – Текст: непосредственный.
  2. Карликов В.П. Некоторые особенности силового взаимодействия тел с потоком при истечении из них поперечных струй / В.П. Карликов, Г.И. Шоломович // Механика жидкости и газа. – 1998. – № 3. – С. 18-24. – Текст: непосредственный.
  3. Средства активного управления судами / Э.П. Лебедев [и др.]. – Л.: Судостроение, 1969. – 264 с. – Текст: непосредственный.
  4. Гофман А.Д. Движительно-рулевой комплекс и маневрирование судна. – Л.: Судостроение, 1988. – 360 с. – Текст: непосредственный.
  5. Beveridge J. Design and performance of bow thrusters // Mar Technol SNAME, no. 9 (04), pp. 439-453, DOI: 10.5957/mt1.1972.9.4.439, 1971. – Text: electronic.
  6. Palmer A. Modelling tunnel thrusters for autonomous underwater vehicles / Palmer A., Hearn G.E., Stevenson P. // IFAC Proceedings Volumes. – 2008. – No. 41(1). – Pp. 91-96. – Text: unmediated.
  7. Васильев И.А. Возникновение сил сопротивления движению подводных роботов и других объектов морского базирования при работе подруливающих устройств / И.А. Васильев, Д.А. Вохминцев, С.А. Половко // Робототехника и техническая кибернетика. – 2017. – №1(14). – С. 51-54. – Текст: непосредственный.
  8. Юрканский А.В. Об особенностях изменения тяги носовых подруливающих устройств подводных аппаратов / А.В. Юрканский, И.И. Ремизов // Морской вестник. – 2023. – № 4(88). – С. 22-24. – Текст: непосредственный.
  9. Щур Н.А. Применение методов вычислительной гидродинамики для получения характеристик переходных процессов АНПА / Н.А. Щур, С.А. Половко, А.А. Деулин // Робототехника и техническая кибернетика. – 2020. – Т. 8. – № 4. – С. 287-295. – Текст: непосредственный.
  10. Горюнов В.В. Технология создания кибернетических моделей для синтеза и отработки регуляторов системы управления движением автономного необитаемого подводного аппарата / В.В. Горюнов, С.А. Половко, Н.А. Щур // Робототехника и техническая кибернетика. – 2020. – Т. 8. – № 4. С. 308-318. – Текст: непосредственный.
  11. Опыт создания гиперизбыточного необитаемого подводного аппарата / С.С. Кавтрев [и др.] // XIV Всерос. мультиконференция по проблемам управления МКПУ-2021: материалы в 4 т. – Ростов-на-Дону, 2021. – С. 187-189. – Текст: непосредственный.
  12. Щур Н.А. Опыт численного моделирования гидродинамики биоморфных подводных роботов / Н.А. Щур, Е.В. Глазунова // Робототехника и техническая кибернетика. 2022. Т. 10. № 2. С. 104-112. – Текст: непосредственный.