Введение
1 Перспективы развития скоростных амфибийных судов 14
1.1 Потребность России в скоростных амфибийных судах 14
1.2 Основные элементы аэрогидродинамических компоновок амфибийных судов на воздушной подушке с ограждением баллонетного типа 20
1.3 Особенности проектирования аэрогидродинамической компоновки экранопланов 25
1.4 Применение CFD-моделирования для исследования аэрогидродинамики скоростных амфибийных судов
1.4.1 Особенности моделирования в судостроении 32
1.4.2 Опыт применения пакета численного моделирования ANSYS CFD для исследования аэрогидродинамики судов на воздушной подушке и аэродинамики экранопланов 34
1.5 Амфибийное судно на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой (АСВП с
АР) 39
1.5.2 «Тунгус»
1.5.1 Аэрогидродинамическая компоновка АСВП с АР проекта «Тунгус» 39
Аэродинамические характеристики самоходной модели АСВП с АР проекта
1.6 Постановка цели и задач исследования 49
2 Численное моделирование аэрогидродинамики АСВП с АР с использованием технологий CFD 51
2.1 Вычисление аэрогидродинамических характеристик с использованием
программного комплекса ANSYS CFD 51
2.1.1 Основные этапы моделирования 51
2.1.2 Подготовка геометрической модели 51
2.1.3 Построение блочно-структурированной сетки 53
Вычисления Препроцессинг и математическая постановка задачи Постпроцессинг 61
Методика расчета продольной устойчивости и управляемости АСВП с АР 62
Решение уравнений продольного движения 62
Расчет коэффициента демпфирования
2.3 Методика расчета бокового возмущенного движения и боковой устойчивости АСВП
с АР 70
2.3.1 Решение уравнений бокового движения 70
2.3.2 Определение коэффициентов демпфирования моментов крена и рыскания 76
2.4 Расчет дальности движения АСВП С АР 80
3 Обоснование применения cfd-моделирования в проектировании АСВП с АР 82
3.1 Верификация результатов CFD-моделирования аэродинамики АСВП с АР по результатам экспериментов в аэродинамической трубе 82
3.1.1 Физическая постановка задачи 82
3.1.2 Численная модель аэродинамической трубы 83
3.1.3 Сопоставление результатов физического и численного моделирования 84
3.1.4 Влияние граничных условий на результаты моделирования в аэродинамической трубе 86
3.1.5 Коррекция результатов продувок в аэродинамической трубе 3.2 Верификация результатов CFD моделирования движения АСВП с АР в контакте с водной поверхностью 89
3.3 Верификация результатов CFD-моделирования АСВП с АР результатами натурных испытаний самоходной модели
3.3.1 Испытания самоходной модели АСВП с АР 91
3.3.2 Сопоставление результатов испытаний и результатов CFD-моделирования 94
3.4 Сравнительный анализ затрат производственных ресурсов двух различных
подходов к определению аэрогидродинамических характеристик АСВП с АР 102
3.4.1 Разработка компоновки на базе результатов физического моделирования 102
3.4.2 Разработка компоновки с использованием CFD-технологий 104
4 Разработка аэрогидродинамической компоновки асвп с ар на базе технологий CFD моделирования 107
4.1 Постановка задач главы 107
4.2 Некоторые особенности экранной аэродинамики АСВП с АР
4.2.1 Влияние формы ограждения воздушной подушки на аэродинамические характеристики компоновки 108
4.2.2 Выбор стреловидности крыла 109
4.2.3 Исследование компоновочных вариантов АСВП с АР с различными удлинениями крыла 110
4.2.4 Влияние относительной площади оперения на продольную устойчивость 113
4.2.5 Разработка аэродинамических профилей крыла экраноплана с относительно кормовым центром масс 114
4.2.6 Влияние крыльевых килей на характеристики устойчивости экранного полета 117
4.2.7 Влияние энергетической механизации баллонетов 119
4.3 Обоснование и выбор компоновочного варианта аэрогидродинамического комплекса АСВП с АР 122
4.3.1 Первый вариант аэрогидродинамической компоновки АСВП с АР 122
4.3.2 Второй вариант аэрогидродинамической компоновки АСВП с АР 125
4.3.3 Выбор компоновочного варианта 127
4.4 Аэрогидродинамические характеристики выбранного компоновочного варианта АСВП с АР 129
4.4.1 Аэрогидродинамические характеристики движения на воздушной подушке 129
4.4.2 Продольная устойчивость и управляемость экранного полета 133
4.4.3 Боковое возмущенное движение и боковая устойчивость экранного полета 136
4.4.4 Аэродинамические характеристики АСВП с АР на переходных режимах движения. Выбор взлетно-посадочной механизации 139
4.4.5 Анализ вариантов компоновки движительно-силовой установки АСВП с АР 142
4.5 Технико-экономические характеристики пассажирского АСВП с АР на базе
выбранной аэрогидродинамической компоновки 144
4.5.1 Расчет дальности движения АСВП с АР 144
4.5.2 Модельный маршрут эксплуатации АСВП с АР 149
4.5.3 Сравнительный анализ транспортной эффективности АСВП с АР и различных транспортных средств 152
4.6 Организация проектно-исследовательских работ создания аэрогидродинамической компоновки АСВП с АР на базе CFD-моделирования 156
Заключение 160
Библиографический список
