Аэродинамические испытания являются самым распространенным методом натурных испытаний, при которых испытуемая модель, являющаяся уменьшенной копией проектируемого изделия, испытывается в условиях, подробнее... близких к эксплуатационным и позволяющая, еще на ранней стадии, уточнить расчеты, проверить правильность принятых конструкторских решений и выявить возможные неучтенные на стадии проектирования физические эффекты. 

Данный вид испытаний подразумевает создание масштабной модели проектируемого изделия с последующей продувкой в аэродинамической трубе и снятием различных показаний, начиная от деформаций корпуса и заканчивая вихревыми возмущениями воздушных потоков, возникающих при движении воздуха вокруг модели. Полученные данные ложатся в основу проверочных и уточняющих расчетов, которые становятся завершающими перед постройкой проектируемого изделия. 

ОАО "ЦКБ по СПК им. Р.Е. Алексеева" использует АТ-2 – аэродинамическую трубу непрерывного действия замкнутого типа с одним обратным каналом и открытой рабочей частью. Предназначена для исследования аэродинамических характеристик моделей экранопланов на режимах взлёта, посадки и малых скоростей полёта. Поток в трубе создаётся вентилятором, который приводится в движение электродвигателем постоянного тока мощностью 200 кВт. Основные измерения в трубе выполняются на шестикомпонентных электромеханических весах. В трубе на штатной подвеске испытываются модели с размахом крыла до 1200÷1300 мм.

В аэродинамической трубе АТ-2 возможно проведение следующих испытаний и исследований моделей:

  без моделирования опорной поверхности (безграничный поток); вблизи опорной поверхности, моделируемой методом “зеркального отображения” (наличие экрана моделируется установкой второй модели, расположенной симметрично относительно воображаемой опорной поверхности); вблизи опорной поверхности, моделируемой методом “неподвижного экрана” (наличие экрана моделируется установкой жесткой пластины); визуализация течения на поверхности модели и вблизи неё; исследование скоса и торможения потока за моделью; измерения полей скоростей вблизи модели; измерение распределения давления по поверхности модели.

Основные технические параметры:

  V = 0-50 м/с - скорость воздушного потока; n = 1 - степень поджатия потока; Re= 2,65*10 критическое число Рейнольдса для шара диаметром 150мм; ? = 0,6% - степень турбулентности воздушного потока; Полное давление — атмосферное; Температура торможения — окружающей среды; Размеры рабочей части — Ø1750 мм.

Практическое применение

Вышеперечисленные возможности трубы АТ–2 используются для экспериментальных исследований моделей летательных аппаратов различного назначения. Особую роль АТ–2 играет при отработке аэродинамических компоновок отечественных экранопланов и их совершенствование.

Гидродинамические испытания – ключевой этап в проектировании судна, включающий испытания в опытовом бассейне. 

Главным объектом данных испытаний является модель проектируемого судна.

ОАО "ЦКБ подробнее... по СПК им. Р.Е. Алексеева" использует опытовый бассейн (гидроканал) с необитаемой буксировочной тележкой для испытаний с целью отработки гидродинамических характеристик скоростных судов всех типов и назначений с динамическими принципами поддержания:

  экранопланов судов на подводных крыльях катеров на подводных крыльях глиссирующих катеров судов на воздушной подушке судов с воздушной каверной на днище

Общее описание

Чаша гидроканала представляет собой стальную конструкцию прямоугольного поперечного сечения, в носовой оконечности которой расположен пневматический волнопродуктор, по левому борту и в конце чаши расположены волногасители. Буксировочная тележка, имеющая аэродинамические обводы, выполненные с учетом обеспечения наименьшего искажения набегающего воздушного потока в районе расположения исследуемой модели, представляет собой жесткую пространственную конструкцию, опирающуюся 4-мя блоками колес на отневелированные с высокой точностью по горизонтали рельсовые пути, расположенные вдоль продольных стенок чаши гидроканала. Достаточная мощность линейного асинхронного двигателя буксировочной тележки обеспечивает создание интенсивного разгона с ускорением около 10 м/с2 и скорости до 12 м/с. Надежность торможения обеспечивается системой в составе 4-х ступеней защиты, каждая из которых дублируется последующей. Автоматизированный измерительный комплекс позволяет одновременно по 16 каналам производить замер, сбор, регистрацию и длительное хранение параметров модельных испытаний.

Основными вопросами, решаемыми в опытовом бассейне, являются:

  Отработка теоретических обводов скоростных судов; Оценка гидродинамических характеристик экранопланов на режимах взлета и посадки, и судов с воздушной каверной на днище в диапазоне эксплуатационных скоростей движения в условиях спокойной и взволнованной поверхности воды; Определение мореходных качеств скоростных судов в условиях регулярного волнения с оценкой динамики колебательных процессов и размахов угловых и вертикальных колебаний; Отработка методики управления экранопланом на взлетно-посадочных режимах при внештатных ситуациях с выдачей рекомендаций в инструкцию по управлению; Изучение нестандартных условий эксплуатации при отказах стартовых и маршевых двигателей и органов управления экранопланов на взлетно-посадочных режимах движения; Оценка предельно-отрывных весов и предельной мореходности экранопланов; Аэродинамические испытания у экрана (над водной поверхностью) отдельных элементов компоновок экранопланов (горизонтального и вертикального оперений, крыла и т.п.) в прямом движении; Экспериментально-расчетные исследования по выбору мощности силовой установки экранопланов, судов с динамическим принципом поддержания и всех типов водоизмещающих судов; Исследование различных характеристик моделей подводных аппаратов.

Технологические преимущества

  это скоростной бассейн, который позволяет решить полный спектр технических вопросов, сопутствующих проектированию скоростных судов на всех стадиях их разработки, от аванпроекта до выпуска РКД и обеспечения натурных испытаний; это высокопроизводительный бассейн, буксировочное оборудование и контрольно-измерительная аппаратура которого позволяет решать проектные задачи в сжатые сроки.

Практическое применение

Опытовый бассейн ОАО "ЦКБ по СПК им. Р.Е. Алексеева" используется для отработки и определения гидродинамических характеристик скоростных судов, движущихся по поверхности воды, над поверхностью и под водой.

В опытовом бассейне отрабатывались гидродинамические характеристики судов на подводных крыльях от "Ракеты" и "Метеора" до "Катрана" и "Валдая", экспортированные в пятьдесят стран мира, судов с воздушной каверной на днище эксплуатирующихся как в России, так и за рубежом, а также экранопланы "Орленок", "Лунь" и "Каспийский монстр", до сих пор не превзойденные по оригинальности примененных технических решений.

Производственная деятельность опытового бассейна в обеспечение экспериментально-расчетных работ

  Разработка теоретических и конструктивных чертежей буксируемых моделей всех типов и назначений, а также проектирование и изготовление необходимого буксировочного оборудования и элементов контрольно-измерительной аппаратуры. Изготовление буксируемых моделей для проведения экспериментальных работ.

Гидродинамические испытания – ключевой этап в проектировании судна, включающий испытания в опытовом бассейне. 

Главным объектом данных испытаний является модель проектируемого судна.

Целью данного подробнее... исследования является определение и последующая оптимизация основных технических характеристик. Мореходные качества испытуемых моделей катеров на подводных крыльях и глиссирующих катеров, экранопланов, судов на подводных крыльях, судов на воздушной подушке и с воздушной каверной на днище определяются как на тихой воде, так и на волнении.

Испытания проводятся на открытой воде на акваториях завода "Красное Сормово" (г. Нижний Новгород), НПК №1 (г. Чкаловск). Для проведения испытаний используется катер-буксировщик со штангой и буксируемые модели.

По результатам испытаний оформляется технический отчет с анализом гидродинамических характеристик. А также прилагается видео и фотосъемка различных режимов движения в условиях спокойной и взволнованной поверхности воды.

Испытания включают в себя:

  Оптимизацию гидродинамических обводов судна. Оптимизацию гидродинамической компоновки крыльевых устройств судов. Определение мореходных характеристик судов, в том числе всхожесть на волну, заливаемость, забрызгиваемость, ветрозащищенность, остойчивость, плавучесть, ходкость, качка, непотопляемость, управляемость. Определение перегрузок, действующих на испытуемые модели во время движения. Определение гидродинамических параметров испытуемых моделей, в том числе крена, дифферента, скорости, курса, угловых скоростей. Определение буксировочных характеристик испытуемых моделей. Определение и оптимизацию аэрогидродинамических компоновок экранопланов. Определение и оптимизацию гидродинамических параметров судов на подводных крыльях, глиссирующих катеров и судов на воздушной каверне. Определение и оптимизацию основных характеристик судов на воздушной подушке.

Специфика скоростных судов требует создания легких и, в тоже время, прочных и надежных конструкций, что достигается, наряду с выполнением большого подробнее... объема расчетных работ по определению прочностных и усталостных характеристик конструкций, лабораторными статическими и усталостными испытаниями типовых соединений, натурных панелей и узлов.

Лабораторные исследования характеристик статической и усталостной прочности, ресурса типовых соединений, натурных панелей и узлов выполняются на стендах статических и усталостных испытаний ОАО "ЦКБ по СПК им. Р.Е. Алексеева".

Для расчетных работ на вооружение принята система конечно-элементного анализа ANSYS. В ней инженеры имеют возможность провести междисциплинарный анализ проектируемого судна с учетом воздействия значительного числа внешних факторов с различными их комбинациями.

Накопленный многолетний опыт ОАО "ЦКБ по СПК им. Р.Е. Алексеева" в сочетании с решениями такого мощного программного продукта конечно-элементного анализа, как Ansys, позволяет, объединив экспериментальные данные, полученные в многочисленных испытаниях на стендах и в гидродинамических лабораториях с последними достижениями в области численного моделирования, получить непревзойденное преимущество в области проектирования судов с динамическими принципами поддержания последнего поколения.