Одержано систему інтегральних рівнянь слабкозбуреного обтікання профілей суперкавітуючих і вентильованих підводних крил, що коливаються, поблизу вільної поверхні. Запропоновано метод розрахунку залежності довжини нестаціонарної каверни від часу шляхом чисельного розв'язку нелінійного рівняння балансу маси газу в каверні (або рівняння сталості тиску в каверні для парових суперкаверн). Доведено, що зменшення відстані від вільної поверхні призводить до зменшення відносних амплітуд коливань довжини каверни і коефіцієнтів гідродинамічних сил. Врахування коливань довжини каверни призводить до згладжування амплітудно-частотних характеристик сил порівняно з розрахунком за фіксованої довжини каверни.

Висвітлено деякі публікації стосовно досліджень зниження гідродинамічного опору, яке було розпочато в СРСР і отримало подальший розвиток у країнах СНД. Розглянуто методи впливу на пограничний шар, використання МГД - ефектів, зниження хвильового опору та опору форми. Проаналізовано можливі шляхи подальшого розвитку методів зниження гідродинамічного опору та їх можливе застосування на транспортних засобах.

Приведены данные и сведения о конструкциях отдельных зарубежных судовых гребных винтов регулируемого шага (ГВРШ). Освещены особенности конструкции механизма изменения шага и управления данным механизмом. Внимание уделено вопросам ремонта ГВРШ. Рассмотрены основные свойства ГВРШ, в частности, геометрия, геометрические характеристики, режимы работы и кавитация гребных винтов. Описаны системы управления дизельных установок ГВРШ. Приведены конструкции ГВРШ изготовителей мировых фирм.

Описан механизм возникновения движущей силы гребного винта по вихревой теории, проанализированы методы моделирования гребного винта. Произведен анализ вихревых схем расчета, выбрана оптимальная вихревая модель, рассмотрены задачи вихревой модели гребного винта. Предложен способ струйного воздействия на динамику гребного винта, выбран и обоснован единый критерий оценки струйного воздействия. Произведена оценка струйного воздействия на динамику гребного винта при различных значениях критерия струйного воздействия. Приведены результаты экспериментального исследования модели в гидродинамической трубе.

Описан производственный опыт восстановительной дуговой наплавки судовых гребных валов. Даны сведения о модернизированной наплавочной установке, особенностях отбора валов с дефектами для восстановления их технологии наплавки.

Увагу приділено проблемі розрахунку параметрів роботи гребного гвинта у складі суднових гвинто-рульових колонок. Розроблено новий метод розрахунку проектування гребного гвинта під різними кутами натікання потоку рідини в складі пропульсивного комплексу судна. Проведено повне дослідження роботи гребного гвинта під довільним кутом набігання, експериментальним шляхом одержано залежності навантаження з упору та моменту залежно від кута набігання рідини. Для дослідження роботи гребного гвинта спроектовано експериментальну установку з автоматизованою системою контролю даних. Для запобігання аварійним ситуаціям, пов'язаним з управлінням рушійно-рульовим комплексом судна з гвинто-рульовою колонкою розроблено номограми визначення основних характеристик підшипників від підведеної потужності головного двигуна.

Рассмотрены основные вопросы автоматизации измерительной системы для определения гидродинамических характеристик гребных винтов. Дано описание экспериментальной установки для изучения работы гребного винта в свободной воде под различными углами натекания потока жидкости. Приведены схема и алгоритм автоматизированного управления и регистрации данных работы гребного винта. Произведена отладка взаимодействия аппаратной и программной частей системы измерений.

Розглянуто основні питання автоматизації вимірювальної системи для визначення гідродинамічних характеристик гребних гвинтів. Розроблено експериментальну установку для вивчення роботи гребного гвинта у вільній воді під різними кутами набігання потоку рідини. Розроблено схему й алгоритм автоматизованого управління та реєстрації даних роботи гребного гвинта. Проведено налагодження взаємодії апаратної та програмної системи вимірювань.

The main problems of automation measuring system for the determination of the hydrodynamic characteristics of the propeller were explored. An experimental system for studying the work of the propeller in free water at various angles of leakage flow description was given. Developed scheme and algorithm of automated control and data registration of the propeller was given. Produced by the interaction of debugging hardware and software measurement system was given.

Обоснована целесообразность поиска оптимальных законов управления гребными электродвигателями электроходов по показателям качества работы судна как старшей системы. Представлена стратегия, предложен метод и описана процедура поиска оптимальных решений. Найдены оптимальные законы управления асинхронными частотно-управляемыми гребными электродвигателями при разгоне и торможении электроходов. Проведен сравнительный анализ работы пропульсивных комплексов при управлении по классическим и найденным оптимальным законам управления. Проиллюстрирована эффективность предложенного метода поиска оптимальных решений.

Для обоснования экспериментальных методов необходимо: сформировать 3D-модели исследуемых гребных винтов; изучить влияние профилировки лопасти гребного винта на его гидродинамические характеристики; разработать методику задания оптимальных параметров проекта для моделирования работы гребного винта в свободной воде, которые в дальнейшем можно было бы рекомендовать при моделировании подобных задач в CFD-пакете Flow Vision. Разработана технология проектирования гребных винтов новых серий. Впервые предложена методика постановки проекта в среде CFD-пакета Flow Vision для исследования работы гребного винта в свободной воде. На примере решения практической задачи по исследованию влияния профилировки лопасти на эффективность гребного винта обоснована целесообразность разработки предложенной методики постановки проекта для расчёта гребных винтов в CFD-пакете Flow Vision. Применение данной методики позволяет получить достоверные значения гидродинамических характеристик винта для построения кривых действия, а также сократить расчётное время. Такой подход дает возможность оптимизировать процесс проектирования гребных винтов. Путём проведения многочисленных экспериментов и на основании анализа полученных результатов было установлено, что именно профилировка гребного винта в большей степени влияет на его гидродинамические характеристики. Выбор и расчёт гребного винта для проектируемого судна происходит на ранних стадиях проектирования. Предложена и обоснована методика задания параметров проекта для проведения численных экспериментов при изучении работы гребных винтов в свободной воде. Таким образом, можно проектировать не только серийные винты, но и винты новых серий, максимально сокращая расходы на проведение исследований наряду с достоверностью получаемых результатов расчёта. Установлено, что влияние профилировки лопасти гребного винта на его гидродинамические характеристики больше, чем влияние других общих и лопастных характеристик. Разработанная методика постановки проекта для расчёта гребных винтов в CFD-пакете Flow Vision может быть использована при проектировании винтов как новых серий, так и уже существующих, а также в случае оптимизации формы гребного винта с целью обеспечения наибольшего коэффициента полезного действия (кпд). Применение методики позволит сократить время на проведение численного эксперимента за счёт сходимости решения через сравнительно небольшой отрезок времени.

Цель исследования - сгенерировать 3D-модели исследуемых гребных винтов (ГВ), а также расчетного бокса; провести ряд численных экспериментов для верификации полученных результатов с соответствующими результатами модельных экспериментов; исследовать возможные способы постановки проекта для моделирования работы ГВ в свободной воде; оценить эффективность способов постановки проекта. Проведен анализ возможностей и особенностей CFD-моделирования на примере изучения работы ГВ в свободной воде. В результате выявлены способы задания граничных условий и геометрии винта в расчетном проекте и проанализированы на предмет достоверности получаемых результатов расчета. Сформулированы рекомендации по использованию способов постановки проекта для моделирования работы ГВ в свободной воде. На примере решения практической задачи по исследованию влияния геометрии ГВ на его гидродинамическую эффективность обоснована целесообразность внедрения CFD-технологий в проектирование ГВ. Об этом свидетельствуют как численные результаты, так и визуализация распределений скоростей и давления в потоке при обтекании ГВ потоком воды. Для исследований использовались ГВ с различной профилировкой. Наиболее неэффективным способом постановки проекта для моделирования работы ГВ является способ с использованием секторной модели ГВ. Результаты работы являются частью методики постановки проекта в среде Flow Vision для проведения численных экспериментов по моделированию работы ГВ в свободной воде. Установлено, что способ постановки проекта для моделирования работы ГВ в свободной воде с использованием граничного условия "скользящая" сетка наиболее практичный. Обоснованность такого вывода подтверждена результатами, полученными в ходе проведения огромного количества численных экспериментов по обтеканию вращающегося с заданной скоростью ГВ. Универсальность такого способа заключается в возможности его применения при расчетах движительно-рулевого комплекса, работающего за корпусом судна.