Методологія проектування конструкцій корпусів підводних апаратів

Abstract

Проєктування підводних конструкцій, зокрема автономних ненаселених підводних апаратів (АНПА) з буксированим радіобуєм, пов’язане зі складною взаємодією гідродинамічних, механічних і керуючих процесів, що відбуваються в умовах змінного зовнішнього середовища. Експериментальні дослідження таких систем є вартісними, тривалими та обмеженими за варіативністю умов, що зумовлює необхідність застосування сучасних засобів програмного моделювання на етапах проєктування та оптимізації. Використання чисельних методів дозволяє дослідити вплив форми корпусу АНПА, параметрів несучих поверхонь, характеристик рушійно-керуючого комплексу, а також динаміки кабелю та буксированого буя на загальну стійкість і керованість системи. Особливістю системи «АНПА – кабель – радіобуй» є наявність додаткових нелінійних збурень, спричинених хвильовими процесами, течіями та змінним натягом кабелю, що суттєво ускладнює аналітичний опис і вимагає застосування багатофізичних моделей. У цьому контексті доцільним є використання спеціалізованого програмного забезпечення, такого як AUV SIM компанії Dynautics Ltd, яке забезпечує моделювання руху підводних апаратів у реалістичних умовах експлуатації. Даний програмний продукт дозволяє враховувати гідродинамічні сили та моменти, параметри навколишнього середовища, а також реалізовувати алгоритми автоматичного керування. Застосування AUV SIM на етапі проєктування дає змогу зменшити кількість натурних експериментів, підвищити точність оцінки експлуатаційних характеристик і здійснити оптимізацію конструктивних параметрів системи ще до її фізичної реалізації. Таким чином, програмне моделювання є ключовим інструментом підвищення ефективності розробки АНПА з буксированим радіобуєм та забезпечення їх надійної роботи в складних гідрометеорологічних умовах.