Моделирование продольного движения подводных суперкавитирующих аппаратов

Abstract

Целью работы является анализ устойчивости горизонтального движения подводных суперкавитирующих аппаратов и способов его стабилизации. Метод исследования - компьютерное моделирование динамики самодвижущегося суперкавитирующего аппарата с использованием аппроксимационной модели нестационарной суперкаверны Г. В. Логвиновича. Показано, что движение суперкавитирующего аппарата является неустойчивым по глубине, причем его поведение оказывается различным в зависимости от положения центра масс. Исследована эффективность активной стабилизации движения суперкавитирующего аппарата путем автоматического регулирования угла наклона кавитатора при линейном законе обратной связи.

Метою роботи є аналіз стійкості горизонтального руху підводних суперкавітуючих апаратів і способів його стабілізації. Метод дослідження - комп'ютерне моделювання динаміки саморушного суперкавітуючого апарату з використанням апроксимаційної моделі нестаціонарної суперкаверни Г. В. Логвиновича. Показано, що рух суперкавітуючого апарату є нестійким за глибиною, причому його поведінка виявляється різною в залежності від положення центру мас. Досліджена ефективність активної стабілізації руху суперкавітуючого апарату шляхом автоматичного регулювання кута нахилу кавітатора при лінійному законі зворотнього зв'язку.

Stability of horizontal motion of the underwater supercavitating vehicles and methods of its stabilization are analysed numerically. An investigation method consists in the computer simulation of dynamics of a supercavitating self-propelled vehicle with using the approximation model of an unsteady supercavity by G.V. Logvinovich. It is shown that the supercavitating vehicle motion is unstable per the depth, and the vehicle behaviour turns out different in dependence on its mass center position. An effectiveness of active stabilization of the supercavitating vehicle motion by an automatic control of a cavitator slope angle with the linear feedback law is investigated.