Расчетные исследования гидравлической трансмиссии судна на воздушной подушке

Реализация оптимальных режимов работы и повышение энергоэффективности транспортных средств является актуальной задачей. Рассмотрено судно на воздушной подушке с гидравлической трансмиссией. Разработана математическая модель для системы, состоящей из гидравлической трансмиссии и вентилятора, подающего воздух в секции воздушной подушки. В среде MATLAB/Simulink проанализировано автоматическое регулирование угла наклона шайбы насоса при движении судна по опорным поверхностям разного типа с точки зрения увеличения коэффициента полезного действия вентилятора и системы. Приведена расчетная схема системы, получены приемлемые переходные характеристики. Разработанная математическая модель позволяет выбирать и оценивать оптимальную частоту вращения вала гидромотора при движении судна по различным поверхностям, анализировать и улучшать энергоэффективность системы. Использование предложенного блока управления трансмиссией в судне на воздушной подушке дает возможность поддержания коэффициента полезного действия вентилятора и необходимой высоты транспортного средства над опорной поверхностью.

Литература

[1] Качанов И.В., Ледян Ю.П., Щербакова М.К. Конструкция быстроходных судов. Ч. 3. Суда на воздушной подушке. Минск, БНТУ, 2015.

[2] 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: https://doi.org/10.51187/0135-3152-2021-1-35-46

[3] Amyot J.R., ed. Hovercraft technology, economics and applications. Elsevier, 2013. 787 p.

[4] Сосновский Н.Г., Брусов В.А., Нгуен В.Х. Моделирование гидропривода с объемным регулированием амфибийного транспортного средства. Инженерный журнал: наука и инновации, 2021, № 11, doi: https://doi.org/10.18698/2308-6033-2021-11-2127

[5] Чувашев С.Н., Якимов Н.М., Чувашева Е.С. и др. Математическое моделирование эффективных и экологичных амфибийных судов на воздушной подушке для Арктики и Дальнего Востока. Альтернативная энергетика и экология, 2015, № 13–14, с. 117–138, doi: https://doi.org/10.15518/isjaee.2015.13-14.013

[6] Овчинников В.В., Якутов А.В. Судно на воздушной подушке с гусеничным движителем. Патент РФ 125946. Заявл. 09.10.2012., опубл. 20.03.2013.

[7] Kim J.H., Jeon C.S., Hong Y.S. Constant pressure control of a swash plate type axial piston pump by varying both volumetric displacement and shaft speed. Int. J. Precis. Eng. Manuf., 2015, vol. 16, no. 11, pp. 2395–2401, doi: https://doi.org/10.1007/s12541-015-0309-5

[8] Пильгунов В.Н. Математическая модель гидропривода с двойным объемным регулированием. Наука и образование, 2014, № 7. URL: http://engineering-science.ru/doc/719739.html

[9] Нгуен Ван Хоа, Сосновский Н.Г. Исследования гидропривода с объемным регулированием с различными регуляторами аксиально-поршневого насоса. Международная научная конференция «Фундаментальные и прикладные задачи механики», Москва, 7–10 декабря 2021 г. Материалы конференции. В двух частях. Часть 2. Инженерный журнал: наука и инновации, 2022, № 6, doi: http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2022-6-2190

[10] Nikitin O.F. Machine regulation volume hydraulic drive with reciprocating motion of hydraulic motors. FPM, 2015, pp. 593–595, doi: https://doi.org/10.1109/FPM.2015.7337185

[11] Демешко Г.Ф. Проектирование судов. Амфибийные суда на воздушной подушке. Кн. 2. Санкт-Петербург, Судостроение, 1992. 329 с.

[12] Наумов В.Н., Брусов В.А., Долгополов А.А. и др. Улучшение проходимости, плавности хода и управляемости летательных аппаратов и транспортных средств с регулируемым комбинированным шасси на воздушной подушке. Инженерный журнал: наука и инновации, 2014, № 7, doi: http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2014-7-1302

[13] Попов Д.Н. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем. Москва, Машиностроение, 1987. 464 c.

[14] Hossain A., Rahman A., Mohiuddin A.K.M. Cushion pressure control system for an intelligent air-cushion trackvehicle. J. Mech. Sci. Technol., 2011, vol. 25, no. 4, pp. 1035–1041, doi: https://doi.org/10.1007/s12206-011-0216-3

[15] Брусиловский И.В. Аэродинамические схемы и характеристики осевых вентиляторов ЦАГИ. Москва, Недра, 1978. 198 с.

[16] Кличко В.В., Дьякова Т.А., Зайцев О.А. и др. Гибкое ограждение нового типа амфибийного судна на воздушной подушке. Труды Крыловского государственного научного центра, 2020, № 1, с. 85–94, doi: https://doi.org/10.24937/2542-2324-2020-1-391-85-94

[17] Качанов И.В., Ледян Ю.П., Щербакова М.К. Конструкция быстроходных судов. Ч. 3. Суда на воздушной подушке. Минск, БНТУ, 2015.

[18] 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: https://doi.org/10.51187/0135-3152-2021-1-35-46

[19] Amyot J.R., ed. Hovercraft technology, economics and applications. Elsevier, 2013. 787 p.

[20] Сосновский Н.Г., Брусов В.А., Нгуен В.Х. Моделирование гидропривода с объемным регулированием амфибийного транспортного средства. Инженерный журнал: наука и инновации, 2021, № 11, doi: https://doi.org/10.18698/2308-6033-2021-11-2127

[21] Чувашев С.Н., Якимов Н.М., Чувашева Е.С. и др. Математическое моделирование эффективных и экологичных амфибийных судов на воздушной подушке для Арктики и Дальнего Востока. Альтернативная энергетика и экология, 2015, № 13–14, с. 117–138, doi: https://doi.org/10.15518/isjaee.2015.13-14.013

[22] Овчинников В.В., Якутов А.В. Судно на воздушной подушке с гусеничным движителем. Патент РФ 125946. Заявл. 09.10.2012., опубл. 20.03.2013.

[23] Kim J.H., Jeon C.S., Hong Y.S. Constant pressure control of a swash plate type axial piston pump by varying both volumetric displacement and shaft speed. Int. J. Precis. Eng. Manuf., 2015, vol. 16, no. 11, pp. 2395–2401, doi: https://doi.org/10.1007/s12541-015-0309-5

[24] Пильгунов В.Н. Математическая модель гидропривода с двойным объемным регулированием. Наука и образование, 2014, № 7. URL: http://engineering-science.ru/doc/719739.html

[25] Нгуен Ван Хоа, Сосновский Н.Г. Исследования гидропривода с объемным регулированием с различными регуляторами аксиально-поршневого насоса. Международная научная конференция «Фундаментальные и прикладные задачи механики», Москва, 7–10 декабря 2021 г. Материалы конференции. В двух частях. Часть 2. Инженерный журнал: наука и инновации, 2022, № 6, doi: http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2022-6-2190

[26] Nikitin O.F. Machine regulation volume hydraulic drive with reciprocating motion of hydraulic motors. FPM, 2015, pp. 593–595, doi: https://doi.org/10.1109/FPM.2015.7337185

[27] Демешко Г.Ф. Проектирование судов. Амфибийные суда на воздушной подушке. Кн. 2. Санкт-Петербург, Судостроение, 1992. 329 с.

[28] Наумов В.Н., Брусов В.А., Долгополов А.А. и др. Улучшение проходимости, плавности хода и управляемости летательных аппаратов и транспортных средств с регулируемым комбинированным шасси на воздушной подушке. Инженерный журнал: наука и инновации, 2014, № 7, doi: http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2014-7-1302

[29] Попов Д.Н. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем. Москва, Машиностроение, 1987. 464 c.

[30] Hossain A., Rahman A., Mohiuddin A.K.M. Cushion pressure control system for an intelligent air-cushion trackvehicle. J. Mech. Sci. Technol., 2011, vol. 25, no. 4, pp. 1035–1041, doi: https://doi.org/10.1007/s12206-011-0216-3

[31] Брусиловский И.В. Аэродинамические схемы и характеристики осевых вентиляторов ЦАГИ. Москва, Недра, 1978. 198 с.

[32] Кличко В.В., Дьякова Т.А., Зайцев О.А. и др. Гибкое ограждение нового типа амфибийного судна на воздушной подушке. Труды Крыловского государственного научного центра, 2020, № 1, с. 85–94, doi: https://doi.org/10.24937/2542-2324-2020-1-391-85-94