Проблема снижения маневренности при понижении скорости хода является актуальной для современных транспортных судов. Необходимость маневра при малой скорости хода, характеризующейся пониженной боковой силой пера руля требует достижения предельных углов отклонения рулевой поверхности, что в свою очередь приводит к срыву потока и относительному уменьшению поворачивающего момента. Известны различные методы повышения подъемной силы на пере руля, одним из которых является метод управления пограничным слоем, хорошо зарекомендовавший себя в авиации, и предназначенный для ускорения и плавного обтекания засасывающей поверхности пера руля. В системах управления пограничным слоем, основной эффект образуется за счет обеспечения плавного ускоренного течения жидкости на руле, без отрыва потока, что определяется максимумом эффективности вылива жидкости, необходимой для создания плавного обтекания, а также повышения циркуляции скорости вокруг пера руля. В работе выполнено численное моделирование и расчет гидродинамических характеристик пера руля транспортного судна дедвейтом 65 тысяч тонн с управлением пограничным слоем и циркуляцией скорости относительно пера руля. Выполнено численное моделирование и расчетное определение гидродинамических характеристик пера руля при различных вариантах размещения щелевой насадки и параметрах дополнительно подаваемой воды. Проанализирована эффективность использования рулевой поверхности в эксплуатационном диапазоне отклонения пера руля с выливом струй на засасывающую поверхность профиля, а также выливом струй жидкости с задней кромки руля под некоторым углом к хорде профиля. Определены дальнейшие направления и диапазоны возможного изменения параметров при применении систем активного управления обтеканием руля. Повышение гидродинамических характеристик пера руля судна способствует повышению его эффективности, как на малых скоростях движения судна, так и на проектных режимах движения судна.
пограничный слой, безотрывное обтекание, эффект суперциркуляции, система управления циркуляцией, система управления пограничным слоем, обтекание руля, гидродинамические характеристики
1. Basic Principles of Ship Propulsion. Url: https://marine.man-es.com/propeller-aft-ship//. (дата обращения 01.12.2020).
2. Антоненко, С. В. Судовые движители: учеб. пособие / С. В. Антоненко. - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2007. - 126 с.
3. Sasaki, N., Kuribayashi, S., & Atlar, М. (2018, April). Gate Rudder®. In Proceedings of the 3rd International Symposium on Naval Architecture and Maritime (INT-NAM), Istanbul, Turkey. Pp. 24-25.
4. Park S., Oh G. H., Rhee S. H., Koo B. Y., Lee H. Full scale wake prediction of an energy saving device by using computational fluid dynamics. Ocean Engineering. 2015. № 101. Pp. 254-263.
5. Kim J. H., Choi J. E., Choi B. J., Chung S. H., Seo H. W. Development of energy-saving devices for a full slow-speed ship through improving propulsion performance International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering. 2015. № 7. Issue 2. Pp. 390-398.
6. Shen Y. T., Jiang Ch. W., Kenneth R. D. Twisted Rudder for Reduced Cavitation. J Ship Res. 1997. Vol. 44. Pp. 260-272.
7. Jialun L., Quadvlieg F., Hekkenberg, R. Impacts of the rudder profile on manoeuvring performance of ships. 2016. Vol. 124. - Pp. 226-240.
8. Ибрагимов О. Э., Применение струйной механизации для повышения маневренности судов / О.Э. Ибрагимов, Д. И. Осовский // Рыбное хозяйство Украины. - 2011. - № 5. С. 45-47.
9. Петров, А. В. Расчет гидродинамических характеристик крыльев со струйной механизацией / A. В. Петров // Тр. ИДЕИ. - 1984, вып. 2235.
10. Петров, А. В. Метод расчета коэффициента импульса струи, потребного для ликвидации отрыва потока на профиле крыла // A.B. Петров, B. В. Шеломовская // Труды ЦАЕИ. - 1979. -вып. 1977.
11. Хмельков, Б. А. Расчет аэродинамических характеристик крыла с реактивным закрылком / Б. А. Хмельков // Тр. ВВМА. -1959. - N2780.
12. Petrov, A. V. Separation flow over a high-lift wings and active flow control. High-lift and separation / A. V. Petrov // CEAS European Forum. RAES Proc. London. - 1995. -Pp. 20.1 -20.7
13. Петров, A.B. Применение тангенциального выдува струй для снижения сопротивления сверхкритический профилей при больших дозвуковых скоростях / A.B. Петров, В. Д. Боксер, A.B. Волков // Ученые записки ЦАЕИ. - 2009. - Т. XL, - № 1,-с. 8-16.
14. Петров, A.B. Энергетические методы увеличения подъемной силы крыла / A.B. Петров // М.:ФИЗМАТЛИТ.-2011.-С. 120- 125.
15. Шаратов, А. С. Проверка гипотезы дополнительного струйного воздействия воды, подаваемой через щелевую насадку на лопасти гребного винта / A.C. Шаратов // Эксплуатация морского транспорта. - 2019. - №. 1. - С. 67-76.
16. Черепанов Б. Е. Судовые вспомогательные и промысловые механизмы, системы и их эксплуатация/ Б.Е. Черпанов //М.: Агропромиздат. -1986,- 283 с.
17. Сертификация Flowvision Url:http://www.tesis.com.ru/software/flowvision/ (дата обращения 01.12.2020).
18. Карасев, П. И. Качественное построение расчетной сетки для решения задач аэродинамики в программном комплексе FlowVision / П. И. Карасев, А. С. Шишаева, А. А. Аксенов // Вестник ЮУрЕУ. Серия: Вычислительная математика и информатика. - 2012. - №47 (306). - С. 46-58.
19. Король, Ю. М. Влияние лопастных и профильных характеристик на гидродинамическую эффективность гребных винтов / Ю. М. Король, О. Н. Корнелюк // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. -2017,-№4(70). - С. 80-88.
20. Осовский, Д.И. Влияние ограниченного пространства на результаты численного и экспериментального исследования гребного винта с дополнительным струйным воздействием воды на лопасти / Осовский Д.И., Шаратов A.C. // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. - 2019. - № 58. - С. 39-53
21. Шаратов, А. С. Анализ влияния струйного интерцептора лопасти на поток воды, взаимодействующий с гребным винтом. / A.C. Шаратов, НЛ. Клименко, В.А. Охлонин // Вестник Керченского государственного морского технологического университета. - 2020. Вып. №4. - С. 42-50.
22. Пат. UA 58662, МПК В63Н 25/00 Конструкция механизированного гребного винта / Д.И. Осовский, заяв, и патентообл. Керченский государственный морской технологический университет. - № 201009632; заявл. 02.08.2010; опубл. 26.04.2011,Бюл. №8.-2011
