Mathematical Description of Operation of Hydrodynamic Test Bench with Pressure Maintenance System Incorporating an Unloaded Valve

A.V. Krasilnikov
2015 Izvestiâ vysših učebnyh zavedenij Priborostroenie  
Рассматриваются роль гидродинамических стендов (ГДС) в технологической организации производства пусковых систем подводных роботов и проблемы их проектирования. Для решения задачи повышения давления внутри ГДС в процессе срабатывания испытываемой пусковой системы предлагается конструкция стенда, оснащенного системой поддержания давления, содержащей разгруженный противодавлением клапан. Представлены расчетная схема разработанного варианта стенда и математические модели, описывающие с
more » ... м уравнений состояния идеального газа и уравнений Ван-дер-Ваальса для реального газа газодинамические процессы в воздушной полости ГДС, а также параметры работы клапана в ходе срабатывания пусковой системы. Приведены результаты компьютерного моделирования работы ГДС. Показано, что при включении в состав ГДС системы поддержания давления с разгруженным клапаном объем воздушной полости стенда может быть уменьшен по отношению к используемым в настоящее время техническим решениям ГДС не менее чем в пять раз при сохранении заданного уровня изменения давления в воздушной полости стенда при работе пусковой системы. Ключевые слова: подводные роботы, испытания, гидродинамический стенд, оценка параметров стенда, математическое моделирование. Сегодня с целью освоения Мирового океана стремительно развивается подводная робототехника, создаются новые подводные роботы (ПР) различного назначения. Часть подобных устройств ориентирована на функционирование в труднодоступных для надводных носителей акваториях, что делает актуальной разработку пусковых систем, предназначенных для интеграции роботов с подводными носителями, осуществляющими принудительное отделение ПР за счет приложения кратковременного силового импульса [1-6]. Создание пусковых систем требует большого количества испытаний и, как следствие, специализированного оборудования -гидродинамических стендов (ГДС), способных обеспечить проведение всего комплекса экспериментальных работ в условиях производственных помещений [7-9]. Основная трудность при проектировании ГДС обусловлена тем, что пуск ПР осуществляется внутрь замкнутого объема испытательной камеры стенда, давление в которой повышается, и это приводит к ухудшению контролируемых характеристик работы пускового устройства по отношению к натурным условиям. В настоящее время задача поддержания давления в ГДС в процессе пуска ПР решается за счет увеличения объема воздушной полости стенда (реальное отношение последнего к водоизмещению ПР колеблется в пределах 20-40). Обеспечить совпадение характеристик работы пускового устройства в условиях ГДС и натурных испытаний также можно, используя так называемый пристрелочный коэффициент (в этом случае для каждой глубины пуска уменьшается установочное давление в ГДС перед пуском ПР): при этом давление в стенде повышается, превосходя имитируемое гидростатическое давление, но работа, совершаемая пусковым устройством, является близкой по величине к
doi:10.17586/0021-3454-2015-58-4-297-303 fatcat:2accm5pypfh7li2nzq46cfopk4