Влияние выступающих частей на гидродинамические характеристики и движение погруженного тела при малом заглублении

Аннотация

Современные автономные подводные аппараты имеют сложную форму корпуса с расположенными на поверхности надстройками, рулями и другими элементами. В исследовании проведен экспериментально-теоретический анализ влияния выступающих частей в виде расположенной в носовой оконечности надстройки крыловидной формы, горизонтальных и вертикальных кормовых рулей на характер движения тела в приповерхностной водной среде и его гидродинамические характеристики. Впервые экспериментально на базе опытового бассейна получены зависимости относительного вертикального перемещения тела, возникающего под воздействием подъемной силы, и определены углы дифферента модели для различных значений чисел Fr. С помощью предложенной численной модели рассчитаны поля давления, формирующиеся вокруг тела при его движении, установлен характер волнообразования на поверхности воды, получены зависимости коэффициентов подъемной силы и гидродинамического момента. Выполнено сопоставление полученных результатов с данными для аналогичной модели тела без выступающих частей. Установлено, что при движении модели с более сложной архитектурой корпуса подъемная сила и соответсвенно вертикальное перемещение тела возрастали. Также наблюдался существенный рост значений гидродинамического момента и соответсвенно углов дифферента модели, что, очевидно, связано с ростом площади смоченной поверхности.