Схемы рулей подводных аппаратов

зачем и почему
Теги:флот
 

au

   
★★
Ликбез читал, схемы видел, но вопросы остаются.
1. В чём плюсы и минусы "х" и "+"? Хочется более-менее полный список. Что-то из плюсов и минусов понятно, но Аргумент что "х" неудобно рулить всерьёз принять нельзя. Или это дело вкуса и традиций конструкторов?
2. Зачем у Сифулфа "+" и "/\" одновременно?
3. Почему нет схем "Y" и "перевёрнутое Y", и в чём видятся её плюсы и минусы?
4. Есть ли, и если нет, то почему, рулевые устройства в виде насосов с 2D-управляемым вектором потока? Аналог авиационной схемы, но гораздо проще, компактнее и похоже эффективнее (вода с малой скоростью вместо горячего газа с большой).
5. В чём плюсы и минусы водомёта большого диаметра с регулируемым вектором потока по сравнению со схемами водомёт+рули и винт+рули?
 1.5.01.5.0
+
-
edit
 

Deep Blue Sea

опытный
★☆
au> Ликбез читал, схемы видел, но вопросы остаются.
au> 1. В чём плюсы и минусы "х" и "+"? Хочется более-менее полный список. Что-то из плюсов и минусов понятно, но Аргумент что "х" неудобно рулить всерьёз принять нельзя. Или это дело вкуса и традиций конструкторов?
au> 2. Зачем у Сифулфа "+" и "/\" одновременно?
au> 3. Почему нет схем "Y" и "перевёрнутое Y", и в чём видятся её плюсы и минусы?
au> 4. Есть ли, и если нет, то почему, рулевые устройства в виде насосов с 2D-управляемым вектором потока? Аналог авиационной схемы, но гораздо проще, компактнее и похоже эффективнее (вода с малой скоростью вместо горячего газа с большой).
au> 5. В чём плюсы и минусы водомёта большого диаметра с регулируемым вектором потока по сравнению со схемами водомёт+рули и винт+рули?

По пункту 1 - Х усложняет алгоритм перекладки рулей. Вручную им так рулить невозможно, всегда требуется бортовой компьютер. Знаю мужика, который этот алгоритм для 212А разрабатывал. Возможно по этой причине не повсеместно применен - нежелание конструкторов. А для лодок океанской зоны, возможно, считается не таким важным - типа минимальная осадка нам нужна только для работы для меководья.

По пункту 2 - /\ у "Сивульфа" не рули. Я сначала так же думал. Это пилоны для выдвижения буксируемых антенн ГАК. "Ноги" у них растут еще с последних трех бортов "Лося". Именно там они появилисъ впервые.Как, впрочем, и водомет :-)

По пункту 3 - Y ногами к низу не дает ровным счетом ничего - ноги раздвигают именно для уменьшения осадки. если имеет сымсл, то Y наоборот. Вот вам, присмотритесь: http://paralay.com/955/95518.jpg

По пункту 4 - есть - на Проекте 865; всех наследниках "Пираньи" и 1851 - поворотная насадка вокруг винта. Кроме того, работы ведутся в ЦНИИ "Крылова". Сейчас поищу текст.

По пункту 5 - Я предполагаю, что "поворотное сопло" точь в точь как на самолете было бы сложно посчитать с точки зрения акустической сигнатуры. Слишом много завихрений и сложных взаимосвязей, волновых систем и т.д. Сложная задача для CFD. ИМХО...
Carpe noctem, quam minime credula postero  3.0.83.0.8
AU#30.03.2009 16:08  @Deep Blue Sea#30.03.2009 13:22
+
-
edit
 

au

   
★★
A.K.> По пункту 1 - Х усложняет алгоритм перекладки рулей. Вручную им так рулить невозможно, всегда требуется бортовой компьютер.

Дык о том и речь. На этом 212 небось туалет слить без компа невозможно — ну и что? Комп, который рулить способен, будет потреблять кошкины слёзы и может быть зарезервирован хоть десять раз полностью, вместе со своим питанием. Если что и сломается или обесточится, то скорее гидравлика или что-то силовое. Не вижу повода выбирать решение хуже, обосновывая его необходимостью компа. Наверно это сила "славных морских традиций"(с)

A.K.> Вот вам, присмотритесь

О! А почему же в результате вырос лишний хвост?
Кстати, хороший пример для другого вопроса. Зачем верхний закрылок (или как он на подводном языке) делают больше по площади, чем нижний? Вот пример на чертеже 885. Ведь чтобы возникали равные силы сверху и снизу, их надо на разные углы поворачивать. Кто-то там переживал за трудности с управлением рулями без компа — вот тут они должны присутствовать тоже. Непонятно только зачем это нужно сейчас, если раньше это было ненужно. Почему нижний короткий — понятно. Непонятно почему верхний длинный.

A.K.> По пункту 5 - Я предполагаю, что "поворотное сопло" точь в точь как на самолете было бы сложно посчитать с точки зрения акустической сигнатуры. Слишом много завихрений и сложных взаимосвязей, волновых систем и т.д. Сложная задача для CFD. ИМХО...

А кроме этого ничего? Вообще что ж тут плохого — сигнатуры нет: пошевелили хвостом, и поди опознай что это там было. Что-то шевелится, а что — неизвестно, в базе нету :) А если серьёзно, то в сопле водомёта может стоять стабилизатор, который выправляет поток и вихри (в какой-то степени) — это энергию отдаёт, которая ушла на закрутку, но если ещё и с шумами проще (если это нужно), то тем же способом можно наверно... В общем, меня больше интересует энергетика и управление :)
 1.5.01.5.0

MIKLE

старожил

au> Дык о том и речь. На этом 212 небось туалет слить без компа невозможно — ну и что? Комп, который рулить способен, будет потреблять кошкины слёзы и может быть зарезервирован хоть десять раз полностью, вместе со своим питанием. Если что и сломается или обесточится, то скорее гидравлика или что-то силовое. Не вижу повода выбирать решение хуже, обосновывая его необходимостью компа. Наверно это сила "славных морских традиций"(с)

ну вообщето традиции говорят о том что да, в идеале без электричества и всего прочего, руками/вентилями корыто должно управлятся/функционировать... безо вских не то что компов, а просто в темноте, по пояс воде, на осчупь...

можно спорить-но тысячи лет так было, включая последние 100, и нет никаких оснований отказыватся от этого...
Модифицированым комплексам модифицированые танки. (С) VooDoo ХАЧУУУ МАТАЦИКЛ!!!!!!  
+
-
edit
 

Deep Blue Sea

опытный
★☆
au> Наверно это сила "славных морских традиций"(с)
Невозможность маневрирования даже на гражданских судах считается одной из самых серьезных опасностей и страхов у моряков.

au> Кстати, хороший пример для другого вопроса. Зачем верхний закрылок (или как он на подводном языке) делают больше по площади, чем нижний? Вот пример на чертеже 885. Ведь чтобы возникали равные силы сверху и снизу, их надо на разные углы поворачивать. Кто-то там переживал за трудности с управлением рулями без компа — вот тут они должны присутствовать тоже. Непонятно только зачем это нужно сейчас, если раньше это было ненужно. Почему нижний короткий — понятно. Непонятно почему верхний длинный.

Верхний стабилизатор с вертикальным рулем длинный иначе моментов от короткого не хватит. Еще, если Вы присмотритесь к тому же эскизу 885-го, то он относительно ДП вовсе не симметричен. Надстройка у него есть, она вносит свои коррективы, как и рубка. По этой причине лодки имеют небольшое кренение на циркуляции, 100 лет как имеются и с этим в совершенстве научилисъ житъ. Симметричные рули у лодок появятся когда появятся симметричные лодки с формой как у торпеды (см. "Renegade" и "Merrimack"). Кстати, именно этот недостаток Х-образное хвостовое оперение тоже лечит. Все рули на "Вестерготтланд" и 212-м одинаковые. И постепенно к Х-образному оперению переходят все больше стран.

П.С. Вот еще что вздумалось - крутящий момент тоже ведь как-то парировать надо. Оттуда и площадь стабилизаторов по-больше вместе с рулями...
Carpe noctem, quam minime credula postero  3.0.83.0.8
Это сообщение редактировалось 30.03.2009 в 17:53
DE Deep Blue Sea #30.03.2009 17:50
+
-
edit
 

Deep Blue Sea

опытный
★☆
Из закромов:

МЕТОД РАСЧЕТА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НЕСООСНО РАСПОЛОЖЕННЫХ ГРЕБНЫХ ВИНТОВ В СОСТАВЕ ДВИЖИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА "ПОВОРОТНАЯ КОЛОНКА ЗА ОСНОВНЫМ ГРЕБНЫМ ВИНТОМ НА ВАЛУ"
Поворотная колонка за основным гребным винтом является перспективным типом движителей, который позволяет увеличить экономичность, а также улучшить управляемость судна за счет использования колонки с винтом в качестве активного
руля. Повышение достоверности прогнозирования гидродинамических характеристик несоосно расположенных гребных винтов (ГВ) обеспечивается разработкой метода расчета взаимодействия таких ГВ. Решение проблемы требовало создания расчетного
метода, позволяющего:
· 4 рассчитывать поля скоростей в диске гребного винта, расположенного на поворотной колонке за другим гребным винтом;
· 4 определять нестационарные силы и моменты, действующие на лопасти гребного винта в этом поле скоростей.
В результате выполненных исследований разработан метод, который позволяет:
· проследить изменение поля скоростей в диске гребного винта при повороте колонки с ГВ (угол поворота 30°);
· прогнозировать гидродинамические характеристики гребных винтов комплекса с учетом их взаимного влияния.
Результаты работы будут использоваться при создании перспективных типов движителей.

МЕТОД РАСЧЕТА НЕСТАЦИОНАРНЫХ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИЖИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА "РАБОЧЕЕ КОЛЕСО-ТАНДЕМ В НАСАДКЕ" Использование рабочего колеса - тандем в составе движителя с направляющей насадкой представляет ряд преимуществ. Для оценки нестационарных характеристик таких движителей необходим расчетный метод, подобный созданному ранее методу расчета движительного комплекса "гребной винт в насадке". В результате выполненных исследований разработан метод расчета рабочего колеса-тандем в насадке.
Метод расчета нестационарных характеристик рабочего колеса-тандем в насадке основан на итерационном подходе, моделирующем процесс нестационарного гидродинамического взаимодействия элементов движительного комплекса. Метод включает расчет на каждом шаге итерации гидродинамических характеристик (распределения давлений и скоростей на поверхности тел и в окружающей их
жидкости) передней и задней ступеней рабочего колеса, насадки и центрального тела. Решение задачи осуществляется в рамках потенциального течения. Для потенциальных течений справедлив принцип суперпозиции, согласно которому поле скоростей представляет собой линейную комбинацию полей скоростей, создаваемых различными источниками. В рамках решаемой задачи таковыми
источниками служат компоненты движителя: передняя и задняя ступени рабочего колеса, насадка и центральное тело. Гидродинамическое взаимодействие между компонентами движителя моделируется путем их расчета в суммарном поле скоростей, получаемом на каждом шаге итерации, аналогично тому, как производится расчет одиночного ГВ в насадке. Для расчета характеристик рабочего колеса используется расчетная схема на базе вихревой теории. В качестве метода расчета обтекания комплекса осесимметричных тел неоднородным и нестационарным потоком используется метод панельного типа. Особенностью расчетного метода является моделирование формы вихревой пелены за лопастями рабочего колеса, что позволяет исследовать сложные конфигурации
движительных комплексов как с ускоряющими, так и с подтормаживающими насадками. Результаты работы будут использоваться при оценке гидродинамических характеристик перспективных движителей.
Carpe noctem, quam minime credula postero  3.0.83.0.8

au

   
★★
MIKLE> ну вообщето традиции говорят о том что да, в идеале без электричества и всего прочего, руками/вентилями корыто должно управлятся/функционировать... безо вских не то что компов, а просто в темноте, по пояс воде, на осчупь...

Ну и зачем это? Как т-щ mina пошутил: в каждом отсеке ВСК, все ходят с ИДА денно и нощно, и вообще корабль приварен к пирсу — так безопаснее :)
Рули на лодке руками не покрутишь. Там привод гидравлический или электрический, но нет ручного. Достаточно посмотреть на них и прикинуть их массу, а также массу воды, которую они перемещают при движении. Столько энергии в человеке нет просто. Так что это иллюзия какой-то безопасности. А по теме, так при наличии привода (работающей гидравлики и т.п.) пересчёт сигналов с привычного удобного органа управления в сигналы управления приводами — это задача для компа размером с ладонь. Причём с батарейками и всеми прочими делами — полностью автономный от всего корабля комп. Ёжику ясно что такое устройство просто исчезнет в конструкции привода. Так что человек может крутить свой руль, а рули ПЛ будут правильно отрабатывать эти команды-сигналы. Нет никакого повода уродовать корабль ради удобства управления — и то и другое можно сделать правильно, и преобразователь будет самым последним узлом, который сломается на этом корабле.

MIKLE> можно спорить-но тысячи лет так было, включая последние 100, и нет никаких оснований отказыватся от этого...

Ещё какие основания. Если Х правильнее с точки зрения гидродинамики или конструктивной целесообразности, то "традиции" поперёк дороги стоят. Тысячи лет на парусах и вёслах плавали и утонуть боялись, а сейчас ядрёнбатоны бороздят гидрокосмос.
 1.5.01.5.0
AU#31.03.2009 07:52  @Deep Blue Sea#30.03.2009 17:22
+
-
edit
 

au

   
★★
A.K.> Невозможность маневрирования даже на гражданских судах считается одной из самых серьезных опасностей и страхов у моряков.

Я выше написал почему это вымышленная проблема. Я думаю это просто "сила традиции", которая побеждает разум и всё остальное рациональное.

A.K.> Верхний стабилизатор с вертикальным рулем длинный иначе моментов от короткого не хватит. ... Симметричные рули у лодок появятся когда появятся симметричные лодки

Насчёт моментов — это знают только конструкторы, но ничто не мешает отклонять рули на разные углы (для пары) и получать нужные моменты для компенсации всех несимметричностей, причём автоматически (зависимость записана в таблице компа, плюс обратные связи). В самолёте нынче всеми приводами (а их куча) рулит комп, а пилот выражает свои пожелания довольно простыми сигналами. Если бы ему нужно было рулить соплами, рулить двумя рулями, всеми поверхностями крыла, плюс режимами двигателя, и всё это на аэродинамически нестабильном самолёте, он бы не смог даже взлететь. Но летают и падают редко весьма. А на лодке места больше, а компы нужны примерно тех же размеров.
 1.5.01.5.0
RU ХейЕрдал #01.04.2009 12:52  @au#30.03.2009 05:53
+
-
edit
 

ХейЕрдал

втянувшийся

au> Ликбез читал, схемы видел, но вопросы остаются.
au> 1. В чём плюсы и минусы "х" и "+"? Хочется более-менее полный список. Что-то из плюсов и минусов понятно, но Аргумент что "х" неудобно рулить всерьёз принять нельзя. Или это дело вкуса и традиций конструкторов?
au> 2. Зачем у Сифулфа "+" и "/\" одновременно?
au> 3. Почему нет схем "Y" и "перевёрнутое Y", и в чём видятся её плюсы и минусы?
au> 4. Есть ли, и если нет, то почему, рулевые устройства в виде насосов с 2D-управляемым вектором потока? Аналог авиационной схемы, но гораздо проще, компактнее и похоже эффективнее (вода с малой скоростью вместо горячего газа с большой).
au> 5. В чём плюсы и минусы водомёта большого диаметра с регулируемым вектором потока по сравнению со схемами водомёт+рули и винт+рули?

Гидродинамика каждого аппарата индивидуальна. Ибо различных схем великое множество, каждая имеет свои плюсы и минусы. И, заранее, без конструктивных проработок и расчетов нескольких возможных вариантов выбрать схему нельзя. Надо все рассматривать комплексно - для конкретного аппарата, работающего в заданных условиях эксплуатации, при заданных ограничениях по цене разработки и изготовления. Конструктивная схема аппарата – компромисс между многими, обычно противоречивыми, требованиями.
Как пример, могу привести варианты конструкции хвостовых частей торпед:
1. Рамная схема – рули за ГВ (53-65К, 65-76, УСЭТ-80, ТР-61, Латуш и т.д.)
2. Рули-стабилизаторы перед ГВ (Мк-46, Колибри, МПТ-1, Мк-54 и т.д.)
3. Комплекс стабилизатор-руль перед ГВ (NT-37, DM2 A3, А-184, F-17, Tigerfish, ТТ-4 и т.д.)
4. Комплекс стабилизатор-руль-кольцо перед ГВ (Мк-44, А-244, ТР-43 и т.д.)
5. Рули за ГВ в насадке (Stingray)
6. Рули перед-над ВД (Мк-50, Mu-90 и т.д.)
7. Рули Х-обр. на ВД (ТТ-1, ТТ-3, Yu-6, МТТ и т.д.)
8. Рули Х-обр. на ВД с двумя статорами (Мк-48)
9. Рули за ВД (Spearfish, ТР-62)
10. Комплекс стабилизатор-руль перед ВД (УМГТ-1)
11. Раскрывающиеся рули перед-над ВД (УГСТ, ТТ-5)
12. Комплекс стабилизатор-руль на ГРД/высокооборотном насосе (АПР-3)
13. Комплекс стабилизатор-руль на ракетном движителе (АПР-2)
14. ...

Казалось бы, аппараты одного назначения и многие имеют достаточно близкие параметры – и такой разнобой в схемах... Также и в отношении других подводных аппаратов.

P.S. Могу порекомендовать книгу, ИМХО, близкую к Вашим интересам:
Илларионов Г.Ю., Карпачев А.А. Исследовательское проектирование необитаемых подводных аппаратов: теория, методы, результаты. Владивосток: Дальнаука. 1998г.

С уважением, Хейердал
 3.0.83.0.8

MIKLE

старожил

au> Рули на лодке руками не покрутишь. Там привод гидравлический или электрический, но нет ручного. Достаточно посмотреть на них и прикинуть их массу, а также массу воды, которую они перемещают при движении. Столько энергии в человеке нет просто.


человек давно не борется с природой на прямую. ручные привода румпелей были емнис даже на части договорных 35кт корыт.. а это до 45000тон полного и 20век...
поол вскую шелупонь типа вашингтонских крейсеров-неудобно... руками, за штурвал, получив команду по переговорной трубе...

au> Ещё какие основания. Если Х правильнее с точки зрения гидродинамики или конструктивной целесообразности, то "традиции" поперёк дороги стоят. Тысячи лет на парусах и вёслах плавали и утонуть боялись, а сейчас ядрёнбатоны бороздят гидрокосмос.

не гидрокосмос, а пенку этого гидрокосмоса... в гидрокосмос отдельные фанатики ныряют...
Модифицированым комплексам модифицированые танки. (С) VooDoo ХАЧУУУ МАТАЦИКЛ!!!!!!  
AU#01.04.2009 18:15  @ХейЕрдал#01.04.2009 12:52
+
-
edit
 

au

   
★★
ХейЕрдал> P.S. Могу порекомендовать книгу, ИМХО, близкую к Вашим интересам:
ХейЕрдал> Илларионов Г.Ю., Карпачев А.А. Исследовательское проектирование необитаемых подводных аппаратов: теория, методы, результаты. Владивосток: Дальнаука. 1998г.

Хех... В инете она не нашлась, одни упоминания. Значит её можно порекомендовать, но не полистать :|
 1.5.01.5.0

au

   
★★
MIKLE> поол вскую шелупонь типа вашингтонских крейсеров-неудобно... руками, за штурвал, получив команду по переговорной трубе...

В любом случае подобное обустройство дела меня не устраивает. Если корабль настолько повреждён, нужно просто всплывать и чиниться, или ждать буксира. Если всплывать не получается, то уже неважно крутятся рули или нет.
 1.5.01.5.0

Полл

литератор
★★★
au> В любом случае подобное обустройство дела меня не устраивает. Если корабль настолько повреждён, нужно просто всплывать и чиниться, или ждать буксира. Если всплывать не получается, то уже неважно крутятся рули или нет.
Если этот корабль - ПЛ, и поврежден он в ходе военных действий, то "всплывать" для него чаще всего означает не чиниться, а погибнуть. И буксира он так же не дождется.
При этом я не считаю, что СЕЙЧАС ручные приводы рулей - необходимость, сейчас у нас есть до фига разных способов сделать двойное-тройное резервирование по управлению, по питанию, даже по самой механике вращения руля. Так что руль целиком из строя сможет выйти только в одном случае - при его полном разрушении.
 

au

   
★★
Вот и я о том. А насчёт погибнуть — ключевое слово там "меня" :) Да и если в подводном положении лодку уже покалечили, то после этого в надводном ей хуже не станет. Пример — всплытие лодок в Карибском кризисе перед носом у преследователей. Куда уж хуже, казалось бы, но ещё хуже — не всплыть вообще.
 1.5.01.5.0
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)

Полл

литератор
★★★
au> Вот и я о том. А насчёт погибнуть — ключевое слово там "меня" :) Да и если в подводном положении лодку уже покалечили, то после этого в надводном ей хуже не станет. Пример — всплытие лодок в Карибском кризисе перед носом у преследователей. Куда уж хуже, казалось бы, но ещё хуже — не всплыть вообще.
Потому что в этом случае "не всплыть" означает дождаться применения преследователями оружия на поражение. А в ходе ВМВ была куча случаев, когда ПЛ уходили от преследования сил ПЛО с неработающими приводами рулей и пробоинами в прочном корпусе. И выживали.
Но это не отменяет того, что я выше написал о современных возможностях по резервированию.
 

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru