vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2020-47-4-69-80vdgtu-878Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕPOWER, METALLURGICAL AND CHEMICAL MECHANICAL ENGINEERINGИсследование влияния геометрии корпуса на буксировочное сопротивление самоходных паромов при преодолении водных преградStudy of the effect of hull geometry on the towing resistance of motor ferries when overcoming water obstaclesМесропянА. В.MesropyanA. V.

Месропян Арсен Владимирович, доктор технических наук, профессор, исполняющий обязанности заведующего кафедрой теоретической механики

450008, г. Уфа, ул.К.Маркса, 12

Arsen V. Mesropyan, Dr. Sci. (Technical), Prof., Head of the Department of Theoretical Mechanics

12 K. Marx St., Ufa 450008

avm_74@mail.ruРахматуллинР. Р.RakhmatullinR. R.

Рахматуллин Радмир Рифович, аспирант, кафедра прикладной гидромеханики

450008, г. Уфа, ул.К.Маркса, 12

Radmir R. Rakhmatullin, Postgrad. (PhD) Student, Department of Applied Hydromechanics

12 K. Marx St., Ufa 450008

radmir.molodets.93@mail.ruУфимский государственный авиационный технический университет (УГАТУ)РоссияUfa State Aviation Technical University (USATU)Russian Federation2020200120214746980Copyright © Месропян А.В., Рахматуллин Р.Р., 20212021Месропян А.В., Рахматуллин Р.Р.Mesropyan A.V., Rakhmatullin R.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/878Цель

Цель. В статье приведены результаты исследования влияния геометрии корпуса на буксировочное сопротивление и скорость движения на воде паромных машин при преодолении водных преград.

Метод

Метод. Для исследования степени влияния геометрии корпуса на сопротивление воды движению паромной машины применяются методы трехмерного моделирования в CAD- и CAE- пакетах, позволяющие с достоверной точностью моделировать рабочие процессы, протекающие при обтекании самоходных паромов.

Результат

Результат. Проведен анализ результатов численного моделирования движения по воде паромной машины исходной конструкции. Определены достоинства и недостатки паромно-мостовой машины исходной конструкции, предложены различные варианты исполнения конструктивно-компоновочных схем, использование которых позволяет добиться повышения скоростных и маневровых характеристик паромных машин.

Вывод

Вывод. Предложен вариант конструктивно-компоновочной схемы самоходного парома, позволяющий добиться повышения гидродинамических характеристик корпуса паромной машины путем использования современных технических решений, направленных на снижение буксировочного сопротивления и повышения скорости транспортировки при преодолении водных преград.

Objective

Objective. The article studies the influence of the hull geometry on the towing resistance and speed of ferry vehicles on the water when overcoming water obstacles.

Methods

Methods. 3D modeling methods are used in CAD and CAE packages to study the degree of influence of the hull geometry on the water resistance to the movement of the ferry vehicle, which makes it possible to accurately model the working processes occurring when flowing around motor ferries.

Results

Results. The analysis of the results of computer simulation of the movement of a ferry vehicle of the original design on the water is carried out. The advantages and disadvantages of the ferry bridge machine of the original design are determined, and various variants of design and layout schemes are proposed, the use of which allows increasing the speed and maneuvering characteristics of ferry vehicles.

Conclusion

Conclusion. A variant of the design and layout scheme of a motor ferry is proposed, which allows improving the hydrodynamic characteristics of the ferry vehicle body by using modern technical solutions aimed at reducing towing resistance and increasing the speed of transportation when overcoming water obstacles.

паромно-мостовая машинабуксировочное сопротивлениеконструктивно-компоновочная схемамашина-амфибиямоделирование рабочих процессовсамоходный паромferry-bridge machinetowing resistancestructural and layout schemeamphibious vehicleworking processes modelingmotor ferryReferencesСтепанов А. П. Проектирование амфибийных машин. М.: Мегалион, 2007. 420 с.Stepanov A. P. Proektirovanie amfibijnyh mashin – M.: Megalion, 2007. – 420 s. [Stepanov A.P. Design of amphibious machines. M .: Megalion, 2007. 420 p. (In Russ.)]Веретенников А. И. Особенности расчета сопротивления движению боевой колесной машины на плаву / А. И. Веретенников, Ю. М. Мущинский, А. В. Нефёдов // Механiка та машинобудування. 2009. №2. С. 11- 16.Veretennikov A. I. Osobennosti rascheta soprotivleniya dvizheniyu boevoj kolesnoj mashiny na plavu / A. I. Veretennikov, YU. M. Mushchinskij, A. V. Nefyodov // Mekhanika ta mashinobuduvannya. – 2009. №2. S. 11- 16. [Veretennikov A.I. Features of calculating the resistance to the movement of a combat wheeled vehicle afloat / A.I. Veretennikov, Yu. M. Mushchinsky, A.V. Nefyodov // Mechanics and machine-building. - 2009. No. 2. рp. 11-16. (In Russ.)]Толстолуцкий В. А. Сравнение водоходных качеств изделий БТР-3Е и БТР-4Е / В. А. Толстолуцкий, А. А. Павлюченко, И. И. Рассказов, Т. В. Толстолуцкая // Механiка та машинобудування. 2014. №1. С. 128-135.Tolstoluckij V. A. Sravnenie vodohodnyh kachestv izdelij BTR-3E i BTR-4E / V. A. Tolstoluckij, A. A. Pavlyuchenko, I. I. Rasskazov, T. V. Tolstoluckaya // Mekhanika ta mashinobuduvannya. – 2014. №1. S. 128- 135. [Tolstoluckij V. A. Comparison of the navigable qualities of products BTR-3E and BTR-4E/ V. A. Tolstoluckij, A. A. Pavlyuchenko, I. I. Rasskazov, T. V. Tolstoluckaya // Mechanics and machine-building. – 2014. No. 1. рp. 128-135. (In Russ.)]Study on Force Characteristics and Resistance for Water by Amphibious Vehicle / Ling Duan et. al. // 3rd International Conference on Mechanical Engineering and Intelligent Systems (ICMEIS 2015)Study on Force Characteristics and Resistance for Water by Amphibious Vehicle / Ling Duan et. al. // 3rd International Conference on Mechanical Engineering and Intelligent Systems (ICMEIS 2015)Полунгян А. А. Проектирование полноприводных колесных машин: Учебник для вузов: П79 в 3т. Т. 1 / Б. А. Афанасьев, Б. Н. Белоусов, Г. И. Гладов и др.; под ред. А. А. Полунгяна. М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2008. 496 с.: ил.Polungyan A. A. Proektirovanie polnoprivodnyh kolesnyh mashin: Uchebnik dlya vuzov: P79 v 3t. T. 1 / B. A. Afanas'ev, B. N. Belousov, G. I. Gladov i dr.; pod red. A. A. Polungyana. M.: Izd-vo MGTU im. Baumana, 2008. 496 s.: il. [Polungyan A. A. Design of all-wheel drive vehicles: Textbook for universities: P79 in 3t. T. 1 / B. A. Afanas'ev, B. N. Belousov, G. I. Gladov i dr.; edited by A. A. Polungyana. M .: Publishing house of MSTU im. Bauman, 2008. 496 p.: il.]Хренов И. О. Метод расчета силы сопротивления движению на воде амфибийных колесных и гусеничных машин с использованием программного комплекса ANSYS CFX//Журнал автомобильных инженеров. 2018. №1. С. 31-33.Hrenov I. O. Metod rascheta sily soprotivleniya dvizheniyu na vode amfibijnyh kolesnyh i gusenichnyh mashin s ispol'zovaniem programmnogo kompleksa ANSYS CFX // ZHurnal avtomobil'nyh inzhenerov. 2018. №1. S. 31- 33. [Khrenov I.O. A method for calculating the resistance to water movement of amphibious wheeled and tracked vehicles using the ANSYS CFX software package // Journal of Automotive Engineers. 2018. No. 1. рp. 31-33. (In Russ.)]Simulation of amphibious vehicle water resistance based on fluent / Zhangxia Guo, et. al. // International Conference on Materials Engineering and Information Technology Applications. 2015. Vol.10, No. 1. Pp. 485-489.Simulation of amphibious vehicle water resistance based on fluent / Zhangxia Guo, et. al. // International Conference on Materials Engineering and Information Technology Applications. 2015. Vol.10, No. 1. рp. 485-489.Nakisa M. RANS simulation of viscous flow around hull of multipurpose amphibious vehicle / М. Nakisa, А. Maimin, А. Yasser, F. Behrouzi, A. Tarmizi // International Journal of Mechanical and Mechatronics Engineering. 2014. Vol. 8, No. 2. рp. 298-302.Nakisa M. RANS simulation of viscous flow around hull of multipurpose amphibious vehicle / М. Nakisa, А. Maimin, А. Yasser, F. Behrouzi, A. Tarmizi // International Journal of Mechanical and Mechatronics Engineering. 2014. Vol. 8, No. 2. рp. 298-302.Филатов В. В. Гидродинамическое исследование перспективной быстроходной амфибийной машины малого класса // Вестник гражданских инженеров. 2017. №2 (61). С. 219-223.Filatov V. V. Gidrodinamicheskoe issledovanie perspektivnoj bystrohodnoj amfibijnoj mashiny malogo klassa // Vestnik grazhdanskih inzhenerov. – 2017. №2 (61). S. 219-223. [Filatov V.V. Hydrodynamic study of a promising high-speed amphibious small-class machine // Bulletin of Civil Engineers. 2017. No. 2 (61). рp. 219-223. (In Russ.)]Piyush A. Stability and drag analysis of wheeled amphibious vehicle using CFD and model testing techniques // Applied Mechanics and Materials Vols. 592-594. 2014. Pp. 1210-1219.Piyush A. Stability and drag analysis of wheeled amphibious vehicle using CFD and model testing techniques // Applied Mechanics and Materials Vols. 592-594. 2014. рp. 1210-1219.Nakisa M. Hydrodynamic resistance analysis of new hull design for multipurpose amphibious vehicle applying with finite volume method / М. Nakisa, А. Maimin, А. Yasser, F. Behrouzi, A. Tarmizi // Journal Teknologi (Sciences & Engineering0 74:5. 2015. рp. 73-76.Nakisa M. Hydrodynamic resistance analysis of new hull design for multipurpose amphibious vehicle applying with finite volume method / М. Nakisa, А. Maimin, А. Yasser, F. Behrouzi, A. Tarmizi // Journal Teknologi (Sciences & Engineering0 74:5. 2015. рp. 73-76.Guo Z., Pan Y., Zhang H., Wang Y. Numerical simulation of an amphibious vehicle sailing resistance / Z. Guo, Y. Pan, H. Zhang, Y. Wang // Internal Journal of Computer Science Issues. 2013. Vol. 10, Issue 1, No 1.Pp. 33- 36.Guo Z., Pan Y., Zhang H., Wang Y. Numerical simulation of an amphibious vehicle sailing resistance / Z. Guo, Y. Pan, H. Zhang, Y. Wang // Internal Journal of Computer Science Issues. 2013. Vol. 10, Issue 1, No 1.рp. 33- 36.Стрелков А. Г. Конструкция быстроходных гусеничных машин: учеб. пособие. М.: МГТУ «МАМИ», 2005. 616 с. ил.Strelkov A. G. Konstrukciya bystrohodnyh gusenichnyh mashin: ucheb. posobie. – M.: MGTU «MAMI», 2005. – 616 s. il. [Strelkov A. G. The design of high-speed tracked vehicles: textbook. allowance. – M.: MGTU «MAMI», 2005. 616 p. il. (In Russ.)]Мартиросов Г. Г. Проектирование водоходных движителей с гребными винтами для амфибийных машин. М.: МАДИ, 2006. 87 с.Martirosov G. G. Proektirovanie vodohodnyh dvizhitelej s grebnymi vintami dlya amfibijnyh mashin. – M.: MADI, 2006. 87 s. [Martirosov G. G. Design of navigable propellers with propellers for amphibious machines. M .: MADI, 2006 . 87 p. (In Russ.)]Войсковая часть 12093. Патент на изобретение № 2037432 (RU) – Паромно-мостовая машина, 1995.Vojskovaya chast' 12093. Patent na izobretenie № 2037432 (RU) – Paromno-mostovaya mashina, 1995. [Military unit 12093. Patent for invention No. 2037432 (RU) - Ferry bridge machine, 1995. (In Russ.)]Центральный научно-исследовательский испытательный институт им. Д. М. Карбышева Министерства обороны РФ. Патент на изобретение № 2129072 (RU) Гусеничный плавающий транспортер, 1999.Central'nyj nauchno-issledovatel'skij ispytatel'nyj institut im. D. M. Karbysheva Ministerstva oborony RF. Patent na izobretenie № 2129072 (RU) – Gusenichnyj plavayushchij transporter, 1999. [Central Research and Testing Institute. D. M. Karbyshev of the Ministry of Defense of the Russian Federation. Patent for invention No. 2129072 (RU) Tracked amphibious conveyor, 1999. (In Russ.)]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.