Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ И ЭКОЛОГИЧНЫХ АМФИБИЙНЫХ СУДОВ НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ ДЛЯ АРКТИКИ И ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА

https://doi.org/10.15518/isjaee.2015.13-14.013

Полный текст:

Аннотация

Для энергетически и экологически эффективного решения транспортной проблемы российского Севера перспективны амфибийные суда на воздушной подушке (АСВП), но известные АСВП для этого ограниченно годны. В интересах разработки  новых АСВП  создан  программный  комплекс,  реализующий  комплексные  математические  модели  ряда АСВП  с разными масштабами и конструктивными решениями, учитывающие динамику движения по водной и твердой горизонтальной и наклонной поверхностям  с различными неровностями и крупными препятствиями (торосы), различные  типы движителей (контактные  колесные,  аэродинамические  винты,  гребные  колеса),  гибких  ограждений (классические  и  состоящие из гибких конусов), нагнетатели, двигатели, и др. Для уточнения рабочих характеристик ряда подсистем проведены подробные 3D вычисления. Показаны преимущества инновационных  технических решений по АСВП для российского Севера.

Об авторах

С. Н. Чувашев
МАТИ – Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского
Россия

канд. техн. наук (МГТУ им. Н.Э. Баумана, теплофизика и молекулярная физика); д-р физ.-мат. наук (МГУ им. Ломоносова, физика и химия плазмы). Профессор МАТИ им. К.Э. Циолковского, кафедра «Проектирование вычислительных комплексов»



Н. М. Якимов
МАТИ – Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского
Россия

ассистент на кафедре «Проектирование вычислительных комплексов»
МАТИ-РГТУ им. Циолковского



Е. С. Чувашева
МАТИ – Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского
Россия

ст. преподаватель на кафедре «Проектирование вычислительных комплексов» МАТИ-РГТУ им. Циолковского



С. Д. Попов
МАТИ – Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского
Россия

канд. техн. наук, доцент, профессор Международной кафедры
ЮНЕСКО. Главный конструктор научно-производственного центра «Специальное машиностроение» МГТУ им. Н.Э. Баумана



С. А. Попов
МАТИ – Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского
Россия

канд. техн. наук, советник в КБ Точмаш им. А.Э. Нудельмана, член
Экспертного совета председателя коллегии Военно-промышленной комиссии РФ



Список литературы

1. Чеботаев А.А., Мельник А.Д. Безвредные транспортные средства для Севера. Сб. материалов Всесоюзной научно-практической конф. 23–26 октября 1990 г. «Научно-технический прогресс и перспективы развития новых специализированных видов транспорта». М.: ВНИИПК техоргнефтегазстроя, 1990. Т. 2. С. 115-125.

2. Попов С.Д. Фундаментальные проблемы развития внутреннего транспорта малонаселенных регионов России и пути ее решения на основе развития высокомобильных автомобильных транспортных комплексов (на примере Архангельской области). Сб. статей по итогам Межд. научно-практической конференции «Экономика, проектный менеджмент, образование, юриспруденция, экология, медицина, социология, философия, филология, психология, техника, математика: состояние и перспективы раз-вития». СПб: КультИнформПресс, 2013. С. 110-117.

3. Попов С.Д., Чувашев С.Н. Проектирование и комплексное математическое моделирование судна на воздушной подушке для регионов Севера, Сибири и Арктического континентального шельфа // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. № 3 (15). С. 9.

4. Belousov B.N. Heavy-duty wheeled vehicles: Design, theory, calculations. Heavy-duty wheeled vehicles, Warrendale, Pennsylvania, USA: SAE International, 2014, 553 p.

5. Попов С.Д. Некоторые проблемы создания амфибийных транспортных систем, предназначенных для решения транспортных задач и освоения трудно-доступных регионов Севера и Сибири, а также на Арктическом шельфе. Материали за 9-а межд. научно-практична конференция Achievement of high school, София «Бял ГРАД-Ы» ООД, 2013, Т. 45, С. 104.

6. Попов С.Д., Чувашев С.Н. Разработка технологии выбора несущего комплекса для транспортных средств на воздушной подушке (ТСВП), предназначенных для эксплуатации на Севере и в Сибири. Сб. статей Межд. научно-практ. конференции «Инновационное развитие современной науки» / ред. А.А. Сукиасян, Уфа: РИЦ БашГУ, 2014. Т. 3. С. 287-295.

7. Попов С.Д., Чувашев С.Н. Разработка технологии математического моделирования некоторых опасных ситуаций при эксплуатации ТСВП, предназначенных для эксплуатации на Севере и в Сибири. Сб. статей Межд. научно-практ. конференции «Инновационное развитие современной науки» / ред. А.А. Сукиасян, Уфа: РИЦ БашГУ, 2014. Т. 3. С. 300-306/366.

8. Попов С.Д., Чувашев С.Н. Разработка технологии выбора движительных комплексов повышенной эффективности для ТСВП, предназначенных для эксплуатации на Севере и в Сибири. Сб. статей Межд. научно-практической конференции «Инновационное развитие современной науки» / ред. А.А. Сукиасян, Уфа: РИЦ БашГУ, 2014. Т. 3. С. 296-230/366.

9. Попов С.Д., Долотов К.В., Овсянников Б.В. Отработка технологий исследований составных частей и моделей ТСВП, предназначенных для эксплуатации на Севере и в Сибири. Сб. статей Международной научно-практической конференции «Инновационное развитие современной науки» / ред. А.А. Сукиасян, Уфа: РИЦ БашГУ, 2014. Т. 3. С. 281-286/366.

10. Попов С.Д., Дубин А.Е. Амфибийные транспортные средства с гибридным опорно-ходовым комплексом // Русский инженер-транспортник (авиация, автомобили, спецтехника). 2014. С. 36-37.

11. Чувашева Е.С., Чувашев С.Н., Зорина И.Г. Комплексная математическая модель для концептуального проектирования высокоскоростных лета-тельных аппаратов // Информационные технологии. 2012. № 11(195). С. 10-14.

12. Чувашева Е.С., Чувашев С.Н. Выбор рациональных характеристик высокоскоростных летательных аппаратов разных масштабов на основе комплексной математической модели // Информационные технологии. 2013. № 8. С. 12-16.

13. Демешко Г.Ф. Проектирование судов. Амфибийные суда на воздушной подушке. Книга 2. СПб.: Судостроение. 1992.

14. Gravdahl J.T., Egeland O., Vatland S.O. Drive torque actuation in active surge control of centrifugal compressors // Automatica. 2002. Vol. 38, № 11. P. 1881-1893.

15. Hindmarsh A. The PVODE and IDA algorithms, Technical Report UCRL-ID-141558, LLNL, 2000.

16. Демешко Г.Ф. Проектирование судов. Амфибийные суда на воздушной подушке Книга 1. СПб.: Судостроение, 1992.

17. Прохоров А.М. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1983.

18. Справочник по теории корабля. Т. 3. Управляемость водоизмещающих судов. / ред. Я.И. Войткунский. Л.: Судостроение, 1985.

19. Mantle P.J. Air cushion craft development, first revision, David W Taylor Naval Ship Research and Development Center Bethesda MD, 1980.

20. Шерстюк А.Н. Насосы, вентиляторы, компрессоры. М.: Высшая школа, 1972.

21. Турбины тепловых и атомных электрических станций / ред. А.Г. Костюк, В.В. Фролов. М.: МЭИ, 2001.

22. Boyce M.P. Gas turbine engineering handbook, Amsterdam; Boston: Elsevier/Butterworth-Heinemann, 2012, 956 p.

23. Moroz L., Govorushchenko Y., Pagur P. et al. A uniform approach to conceptual design of axial turbine/compressor flow path. Future of gas turbine technology, 3rd International conference 11-12 October 2006.

24. Kikstra J.F., Verkooijen A.H.M. Dynamic modeling of a cogenerating nuclear gas turbine plant -Part i: Modeling and validation // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2002. Vol. 124. Dynamic modeling of a cogenerating nuclear gas turbine plant -Part i, № 3. P. 725-733.

25. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. Т. 1. М.: Физматгиз, 1991.

26. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. Т. 2. М.: Физматгиз, 1991.

27. Черный Г.Г. Газовая динамика, М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988.

28. Ainley D., Mathieson G., Ministry of Supply A.R.C. An examination of the flow and pressure losses in blade rows of axial-flow turbines: ARC technical report, H.M. Stationery Office, 1951.

29. Benner M.W., Sjolander S.A., Moustapha S.H. Influence of leading-edge geometry on profile losses in turbines at off-design incidence: Experimental results and an improved correlation // Journal of Turbomachinery, 1997, Vol. 119, Influence of leading-edge geometry on profile losses in turbines at off-design incidence, № 2. P. 193-200.

30. Александров В.Л. Воздушные винты. М.: Оборонгиз, 1951.

31. Кравец А.С. Характеристики воздушных винтов. М.: Оборонгиз, 1941.

32. Ветчинкин В.П., Поляков Н.Н. Теория и расчет воздушного гребного винта. М.: Оборонгиз, 1940.

33. Шайдаков В.И., Маслов А.Д. Аэродинамическое проектирование лопастей воздушного винта. М.: МАИ, 1995.

34. Шайдаков В.И. Аэродинамический расчет вертолета. М.: МАИ, 1988.

35. Юрьев Б.Н. Аэродинамический расчет вертолета. М.: Оборонгиз, 1956.

36. Sparenberg J.A. Hydrodynamic propulsion and its optimization: Analytic theory: Fluid mechanics and its applications. Vol. 27. Hydrodynamic propulsion and its optimization, Dordrecht; Boston: Kluwer Academic Publishers, 1995, 368 p.

37. Larrabee E.E. The screw propeller // Scientific American. 1980. Vol. 243. P. 134.

38. Hughes M.J. Analysis of multi-component ducted propulsors in unsteady flow: PhD thesis, Massachusetts Institute of Technology, 1993.

39. Ardito Marretta R., Davi G., Lombardi G. et al. Hybrid numerical technique for evaluating wing aerodynamic loading with propeller interference // Computers & Fluids. 1999. Vol. 28, № 8. P. 923-950.

40. Molland A.F. The maritime engineering reference book a guide to ship design, construction and operation, Amsterdam; Boston; London: Butterworth-Heinemann, 2008.

41. Остославский И.В., Халезов Д.В. Характеристики винтовых профилей типа Кларк-У // Технические заметки ЦАГИ. 1937. № 154.

42. Кашафутдинов С.Т., Лушин В.Н. Атлас аэродинамических характеристик крыловых профилей, Новосибирск: СибНИА, 1994.

43. Denery T. Multi-domain modeling of the dynamics of a hovercraft for controller development // AIAA modeling and simulation technologies conference and exhibit: Guidance, navigation, and control and co-located conferences, American Institute of Aeronautics; Astronautics, 2005.

44. Прохоров А.М. Физическая энциклопедия. Т. 5, М.: Большая Российская энциклопедия, 1998.

45. Кошкин Н.И. Механика. Динамика вращательного движения / Элементарная физика: Справочник. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1991. С. 32.

46. Witkin A. Physically based modeling: Principles and practice – constrained dynamics // COMPUTER GRAPHICS. 1997. Physically based modeling. P. 11-21.

47. Якимов Н.М., Чувашев С.Н. Программное средство для комплексного математического моделирования сложных технических объектов // Информационные технологии. 2014. № 11. С. 23-30.

48. Cohen S.D., Hindmarsh A.C. CVODE, a stiff/nonstiff ODE solver in c // Computers in physics. 1996. Vol. 10, № 2. P. 138-143.

49. Pierson W.J., Moskowitz L. A proposed spectral form for fully developed wind seas based on the similarity theory of S.A. Kitaigorodskii // Journal of Geophysical Research. 1964. Vol. 69, № 24. P. 5181-5190.


Для цитирования:


Чувашев С.Н., Якимов Н.М., Чувашева Е.С., Попов С.Д., Попов С.А. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ И ЭКОЛОГИЧНЫХ АМФИБИЙНЫХ СУДОВ НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ ДЛЯ АРКТИКИ И ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2015;(13-14):117-138. https://doi.org/10.15518/isjaee.2015.13-14.013

For citation:


Chuvashev S.N., Yakimov N.M., Chuvasheva E.S., Popov S.D., Popov S.A. COMPUTER SIMULATION OF ENERGY SAVING AND ENVIRONMENTALLY FRIENDLY AMPHIBIOUS HOVERCRAFTS FOR ARCTICS AND FAR EAST. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2015;(13-14):117-138. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2015.13-14.013

Просмотров: 305


ISSN 1608-8298 (Print)