Отправить статью по E-mail Математическая модель подъёмной системы судна на воздушной подушке
- Авторы: Лепешкин А.В.1, Сосновский Н.Г.2, Нгуен В.Х.2
-
Учреждения:
- Московский политехнический университет
- Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
- Выпуск: Том 17, № 4 (2023)
- Страницы: 357-366
- Раздел: Гидравлические и пневматические системы
- URL: https://medbiosci.ru/2074-0530/article/view/252142
- DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-585184
- ID: 252142
Цитировать
Аннотация
Введение. В настоящее время суда на воздушной подушке (CВП) широко применяются во всём мире благодаря своей амфибийной способности и проходимости на водных и элементарно подготовленных площадках с низкой несущей способностью. При этом на практике СВП имеют две главные системы, обеспечивающие движение: подъёмную и тяговую, которые могут быть как объединённые (работающие от одного источника механической энергии), так и раздельные.
В данной статье рассматривается СВП, имеющее раздельные подъёмную и тяговую системы. При этом подъёмная система такого СВП состоит из поршневого дизельного двигателя внутреннего сгорания (ДВС), гидравлической трансмиссии гидрообъёмного типа, осевых вентиляторов, канала подвода и камеры образования воздушной подушки. Рассматриваемый вариант обусловлен тем, что гидрообъёмная трансмиссия обладает рядом существенных преимуществ перед механической трансмиссией с карданными валами и ремёнными передачами, широко применяемой в настоящее время. В статье рассматривается камерная схема образования воздушной подушки.
Цель исследования — разработка совместной математической модели подъёмной системы СВП, состоящей из поршневого дизельного ДВС, гидрообъёмной трансмиссии и вентилятора, подающего воздух в секции воздушной подушки.
Методы. В среде MATLAB/SIMULINK анализируется регулирование мощности двигателя при движении судна на разных опорных поверхностях с точки зрения увеличения КПД вентилятора и всей системы. Приведена расчётная схема системы, получены приемлемые переходные характеристики. Оцениваются КПД, диапазон оптимальной работы насоса и гидромотора Sauer-Danfoss. Рассматривается процесс регулирования СВП от установившегося режима до нового состояния при изменении условий движения.
Результаты. По результатам моделирования показано влияние входного управляющего сигнала (параметра регулирования режимов работы двигателя) и возмущающего сигнала (коэффициента перепада давления, определяющего свойства опорной поверхности) на параметры, характеризующие движение судна.
Заключение. Разработанная математическая модель позволяет выбирать и оценивать параметры регулирования режима работы двигателя при движении судна на разных поверхностях, анализировать и улучшать энергоэффективность системы.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Александр Владимирович Лепешкин
Московский политехнический университет
Email: lep@mami.ru
ORCID iD: 0000-0002-5590-7422
SPIN-код: 4412-6948
профессор, канд. техн. наук, профессор кафедры «Промышленная теплоэнергетика»
Россия, МоскваНиколай Геннадьевич Сосновский
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
Email: sosn60@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-3474-9058
SPIN-код: 2272-9699
канд. техн. наук, доцент кафедры «Гидромеханика, гидромашины и гидропневмоавтоматика»
Россия, МоскваВан Хоа Нгуен
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
Автор, ответственный за переписку.
Email: thoigian226@gmail.com
ORCID iD: 0009-0000-0843-2738
SPIN-код: 7676-2873
аспирант кафедры «Гидромеханика, гидромашины и гидропневмоавтоматика»
Россия, МоскваСписок литературы
- Качанов И.В., Ледян Ю.П., Щербакова М.К. Конструкция быстроходных судов. В. 3 ч. Ч. 3 Суда на воздушной подушке. Минск: БНТУ, 2015.
- Князев С.И., Ломовских А.Е., Гулиев Э.Р.О. Разработка стенда для исследования влияния коэффициента воздуха на энергетические и экономические показатели двигателей внутреннего // Наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения. 2019. С. 84–87.
- Кухаренок Г.М. Теория рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания: методическое пособие для студентов заочной формы обучения специальности «Двигатели внутреннего сгорания». Минск: БНТУ, 2011.
- Брусиловский И.В. Аэродинамические схемы и характеристики осевых вентиляторов ЦАГИ. Москва, Недра, 1978.
- Сосновский Н.Г., Нгуен В.Х. Расчётные исследования гидравлической трансмиссии судна на воздушной подушке // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2023. № 4. C. 46–54. doi: 10.18698/0536-1044-2023-4-46-54
- Программный комплекс ДИЗЕЛЬ-РК [internet] [дата обращения: 05.09.2023]. Режим доступ: https://diesel-rk.com/
- Патент СССР. SU 1673909 A1 / 30.08.1991. Хохлов Ф.Ф., Штыка М.Г., Штыка А.Г. Способ регулирования мощности дизеля. Дата обращения: 20.05.2023. Режим доступа: https://patents.su/4-1673909-sposob-regulirovaniya-moshhnosti-dizelya.html
- Лепешкин А.В., Курмаев Р.Х., Катанаев Н.К. Идентификация работы двигателя самоходной машины для использования в математической модели её движения (на примере двигателя DT466) // Известия МГТУ «МАМИ». 2007. Т. 1, №. 2. С. 68–73. doi: 10.17816/2074-0530-69558
- Лепешкин А.В., Нгуен В. К вопросу об описании ДВС в математической модели системы подъёма судна на воздушной подушке (на примере двигателя ЗМЗ-51432.10 CRS) // Известия МГТУ “МАМИ“. 2023. Т. 17, № 2. C. 107–114. doi: 10.17816/2074-0530-472097
- Сосновский Н.Г., Брусов В.А., Нгуен В.Х. Моделирование гидропривода с объёмным регулированием амфибийного транспортного средства // Инженерный журнал: Наука и инновации. 2021. № 11(119). doi: 10.18698/2308-6033-2021-11-2127
- Брусов В.А., Мерзликин Ю.Ю., Меньшиков А.С. Разработка системы управления параметрами гидравлической системы транспортного средства с комбинированным шасси на воздушной подушке // Труды НАМИ. 2021. № 1. С. 35–46. doi: 10.51187/0135-3152-2021-1-35-46
- Сосновский Н.Г., Нгуен В.Х. Расчётные исследования гидравлической трансмиссии судна на воздушной подушке // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2023. № 4. C. 46–54. doi: 10.18698/0536-1044-2023-4-46-54
Дополнительные файлы
