RU2693112C1 - Способ определения обводов авианесущего корабля с самолетным трамплином в носовой оконечности - Google Patents
Способ определения обводов авианесущего корабля с самолетным трамплином в носовой оконечности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693112C1 RU2693112C1 RU2018118096A RU2018118096A RU2693112C1 RU 2693112 C1 RU2693112 C1 RU 2693112C1 RU 2018118096 A RU2018118096 A RU 2018118096A RU 2018118096 A RU2018118096 A RU 2018118096A RU 2693112 C1 RU2693112 C1 RU 2693112C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- jumper
- airplane
- springboard
- aircraft carrier
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 5
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000011960 computer-aided design Methods 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 231100000817 safety factor Toxicity 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B71/00—Designing vessels; Predicting their performance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G11/00—Aircraft carriers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области судостроения и касается определения обводов авианесущих кораблей, имеющих носовую оконечность, конструктивно объединенную с трамплином для самолетов с укороченным горизонтальным взлетом. Предложен способ определения обводов авианесущего корабля с самолетным трамплином в носовой оконечности, включающий построение образующей линии продольного профиля самолетного трамплина, сопряжение образующей линии продольного профиля самолетного трамплина с трехмерной теоретической поверхностью корпуса авианесущего корабля, построение совмещенной с продольным профилем самолетного трамплина трехмерной теоретической поверхности корпуса авианесущего корабля, расчет несущей конструкции самолетного трамплина, аэродинамическую продувку предварительно изготовленной масштабной физической модели корпуса авианесущего корабля с трамплином, а также корректировку трехмерной поверхности авианесущего корабля с самолетным трамплином по результатам аэродинамической продувки. Технический результат заключается в повышении эффективности способа определения обводов авианесущего корабля с самолетным трамплином. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области судостроения и касается проектирования авианесущих кораблей имеющих носовую оконечность, конструктивно объединенную с трамплином для самолетов с укороченным горизонтальным взлетом.
Из уровня техники известны самолетные трамплины, используемые в качестве аэродромных, а также палубных средств авианесущих кораблей, обеспечивающих укороченный взлет самолетов с горизонтальной поверхности.
Самолетные трамплины представляют собой пространственные конструкции со сплошной ровной поверхностью, имеющие продольный профиль в виде дуги плавно сопрягающейся с горизонтальной поверхностью. Продольный профиль трамплина обеспечивает самолету при его разбеге и сходе с трамплина необходимую для взлета вертикальную скорость. Способ расчета профиля трамплина известен из патента на изобретение РФ №2097281 (В64F 1/00; B64F 1/04).
Самолетные трамплины использованы в конструкциях таких современных авианесущих кораблей как: легкий авианосец военно-морских сил Индии «Викрамадитья», авианосцы военно-морских сил Великобритании - «Инвинсибл», «Куин Элизабет», «Принц оф Уэллс», легкий авианосец военно-морских сил Испании «Принц Астурийский».
Самолетные трамплины современных авианесущих кораблей размещаются в носовой оконечности корабля и образуют единую с корпусом корабля конструкцию. Конструкция самолетного трамплина, авианесущего корабля содержит настил, имеющий продольный профиль в форме дуги, являющийся продолжением верхней полетной палубы авианесущего корабля, несущую конструкцию, являющийся частью корпусных конструкций авианесущего корабля, стенки ограничивающие трамплин с боков, являющиеся продолжением бортов авианесущего корабля.
При разработке проекта авианесущего корабля с самолетным трамплином в носовой оконечности, расчет образующей линии продольного профиля трамплина и проектирование обводов корпуса авианесущего корабля, осуществляются раздельно.
Технической проблемой при проектировании авианесущего корабля с самолетным трамплином является создание трехмерной поверхности корпуса авианесущего корабля с самолетным трамплином, при сохранении расчетных взлетных аэродинамических характеристик образующей линии продольного профиля самолетного трамплина.
Целью настоящего изобретения является создание, способа проектирования авианесущего корабля с самолетным трамплином в носовой оконечности, обеспечивающего объединение образующей линии продольного профиля самолетного трамплина и теоретической поверхности корпуса авианесущего корабля в единую трехмерную поверхность корпуса авианесущего корабля с самолетным трамплином. Техническим результатом изобретения является сокращение времени проектирования авианесущего корабля с самолетным трамплином за счет последовательного преобразования исходных данных в соответствии с предложенным способом изобретения.
Способ проектирования авианесущего корабля с самолетным трамплином в носовой оконечности состоит из следующих основных этапов:
1 - построение образующей линии продольного профиля самолетного трамплина;
2 - сопряжение образующей линии продольного профиля самолетного трамплина с трехмерной теоретической поверхностью корпуса авианесущего корабля;
3 - построение совмещенной с продольным профилем самолетного трамплина трехмерной поверхности корпуса авианесущего корабля;
4 - расчет несущей конструкции самолетного трамплина, как части конструкций корпуса авианесущего корабля;
5 - аэродинамическая продувка предварительно изготовленной масштабной физической модели корпуса авианесущего корабля с трамплином.
Исходными данными для осуществления способа изобретения являются:
- параметры образующей линии продольного профиля самолетного трамплина;
- трехмерная модель теоретической поверхности корпуса авианесущего корабля, соответствующая проектным требованиям по водоизмещению, общему расположению, главным размерениям, гидродинамическим характеристикам;
- параметры габаритов полетной палубы авианесущего корабля;
- параметры длин стартовых позиций для палубных самолетов;
- тяговооруженность палубных самолетов;
- параметры внешней нагрузки на несущую конструкцию самолетного трамплина, в частности параметры нагрузок от палубных самолетов, параметры вибрационных нагрузок от корабельных механизмов и устройств, параметры нагрузок от воздействия ударных волн, размещаемого на авианесущем корабле вооружения, параметры гидрометеорологических нагрузок.
Изобретение поясняется схемой - Фиг. 1, на которой изображены основные этапы способа и последовательность их выполнения, этапы обозначены номерами в блоках в соответствии с раскрытым описанием изобретения.
На этапе 1 способа изобретения осуществляется построение образующей линии продольного профиля самолетного трамплина. При этом, образующая линия продольного профиля трамплина рассчитывается на основе заданных габаритов полетной палубы, длин стартовых позиций палубных самолетов, тяговооруженности определенных типов палубных самолетов, а также геометрических характеристик формы надводной части корпуса авианесущего корабля в районе размещения трамплина. Рассчитанная образующая линия продольного профиля самолетного трамплина, имеет вид кусочно заданной функции, при этом функция трамплина задается в следующей аналитической форме:
На начальном участке: 
На среднем участке: 
На конечном участке: 
где a1, а2, а3, b1, b2, b3, b4, c1, с2, с3 - вещественные константы
При этом построение функции осуществляется таким образом, чтобы обеспечить требуемый угол наклона касательной к образующей функции трамплина, то есть значение первой производной функции в точке отрыва. Угол касательной к функции выбирается в пределах 13-15 градусов.
При расчете образующей линии продольного профиля трамплина используются системы автоматизированного проектирования, в частности, математические пакеты, аналитических и численных вычислений, такие как «ProEgineer» или «Сrео Elements».
На этапе 2 способа изобретения выполняется сопряжение образующей линии профиля самолетного трамплина с трехмерной теоретической поверхностью корпуса корабля и построение совмещенной с продольным профилем самолетного трамплина трехмерной модели корпуса авианесущего корабля.
На этапе 2 способа изобретения выполняются следующие операции:
- сначала координаты образующей линии продольного профиля трамплина импортируются в систему автоматизированного проектирования с возможностью трехмерного проектирования, типа «ProEngineer» или «Aveva Маrinе»;
- затем выполняется построение графика образующей функций трамплина, при этом график образующей функции трамплина строится по массиву управляющих точек, либо путем экспорта аналитической формулы образующей линии продольного профиля трамплина в систему автоматизированного проектирования, указанного выше типа;
- затем, образующая линия продольного профиля трамплина сопрягается с проекцией линии пересечения диаметральной плоскости на теоретическую поверхность полетной палубы авианесущего корабля;
На этапе 3 способа изобретения выполняется построение совмещенной с продольным профилем самолетного трамплина трехмерной поверхности корпуса авианесущего корабля. На этапе 3 способа изобретения выполняются следующие операции:
- сначала выполняется проецирование образующей линии продольного профиля трамплина на горизонтальную плоскость в пределах заданных параметров размера и формы полетной палубы авианесущего корабля, с образованием поверхности трамплина;
- затем, в районе возвышения поверхности трамплина над поверхностью полетной палубы, исходная теоретическая поверхность наружной обшивки бортов корпуса корабля, достраивается до пересечения с плоскостью трамплина, при этом заданные углы развала бортов корпуса авианесущего корабля сохраняются;
- затем в районе носовой оконечности авианесущего корабля, обозначаются реперные отрезки с учетом продолженной поверхности наружной обшивки бортов корпуса авианесущего корабля;
- затем выполняется трансляция проекции образующей функции трамплина от диаметральной плоскости до пересечения с реперными отрезками продолженной поверхности обшивки правого и левого бортов авианесущего корабля;
- затем осуществляется подрезка пересекающихся поверхностей бортов корпуса и полетной палубы авианесущего корабля друг относительно друга;
- затем выполняется скругление фасок по периметру поверхности трамплина.
На этапе 4 способа изобретения выполняется расчет несущей конструкции самолетного трамплина, как части конструкций корпуса авианесущего корабля. Этап 4 способа изобретения включает выполнение следующих операций:
- сначала, на основе исходных параметров внешних нагрузок, осуществляется расчет продольной прочности набора корпуса авианесущего корабля в районе размещения трамплина;
- затем осуществляется выбор и расстановка необходимого для обеспечения заданной прочности количества продольных связей набора корпуса;
- затем выполняется проверочный расчет выбранной схемы продольных связей, при этом при не достижении требуемых значений прочности, выполняется итеративный подбор требуемых значений прочности;
- затем выполняется расчет поперечной прочности корпусного набора в районе размещения трамплина, при этом выполняется выбор и расстановка необходимого для обеспечения прочности количества поперечных связей набора корпуса;
- затем осуществляется проверочный расчет выбранной схемы поперечных связей, при не достижении требуемых значений прочности, выполняется итеративный подбор значений удовлетворяющих требованиям прочности;
- затем осуществляется расчет общей прочности конструкции корпуса при помощи системы автоматизированного проектирования типа «ShipMidel».
При этом на этапе 4 способа изобретения, параметры внешних нагрузок, такие как гидрометеорологические, вибрационные, нагрузки от воздействия ударных волн, учитываются в виде безразмерных коэффициентов запаса прочности.
На этапе 5 способа изобретения выполняется аэродинамическая продувка предварительно изготовленной масштабной физической модели корпуса авианесущего корабля с трамплином. Этап 5 включает выполнение следующих операций:
- сначала на масштабную модель авианесущего корабля крепятся датчики структуры и давления Винтури, либо системы маркеров, предназначенные для определения картины воздушных потоков над полетной палубой авианесущего корабля;
- затем, выполняют аэродинамическую продувку масштабной физической модели авианесущего корабля при различных режимах и направлениях имитированных воздушных потоков;
- на основе полученных от датчиков или маркеров данных, выводятся качественные характеристики обтекающих полетную палубу воздушных потоков;
- при выявлении завихрений в отдельных зонах полетной палубы, оказывающих отрицательное воздействие на взлетные характеристики палубных самолетов, выполняется корректировка трехмерной модели авианесущего корабля, после корректировки поверхности трехмерной модели авианесущего корабля, выполняется повторная аэродинамическая продувка, вновь изготовленной масштабной физической модели авианесущего корабля с трамплином.
Claims (1)
- Способ определения обводов авианесущего корабля с самолетным трамплином в носовой оконечности, включающий построение образующей линии продольного профиля самолетного трамплина, сопряжение образующей линии продольного профиля самолетного трамплина с трехмерной теоретической поверхностью корпуса авианесущего корабля, построение совмещенной с продольным профилем самолетного трамплина трехмерной теоретической поверхности корпуса авианесущего корабля, расчет несущей конструкции самолетного трамплина, аэродинамическую продувку предварительно изготовленной масштабной физической модели корпуса авианесущего корабля с трамплином, а также корректировку трехмерной поверхности авианесущего корабля с самолетным трамплином по результатам аэродинамической продувки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018118096A RU2693112C1 (ru) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | Способ определения обводов авианесущего корабля с самолетным трамплином в носовой оконечности |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018118096A RU2693112C1 (ru) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | Способ определения обводов авианесущего корабля с самолетным трамплином в носовой оконечности |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2693112C1 true RU2693112C1 (ru) | 2019-07-01 |
Family
ID=67252118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018118096A RU2693112C1 (ru) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | Способ определения обводов авианесущего корабля с самолетным трамплином в носовой оконечности |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2693112C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2765518C1 (ru) * | 2021-05-21 | 2022-01-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Способ определения формы носовой оконечности корпуса судна |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2066750B (en) * | 1979-09-29 | 1983-09-07 | British Aerospace | Take-off ramps for aircraft |
| RU2097281C1 (ru) * | 1996-04-15 | 1997-11-27 | Константин Игоревич Киренский | Самолетный взлетный трамплин |
| KR20090113952A (ko) * | 2008-04-29 | 2009-11-03 | 삼성중공업 주식회사 | 선체 자동 메쉬 생성 방법 및 장치 |
| KR20140009818A (ko) * | 2012-07-13 | 2014-01-23 | 현대중공업 주식회사 | Ｒｓｏ를 이용한 선체 3차원 모델링 방법 및 시스템 |
| RU2648524C1 (ru) * | 2016-10-06 | 2018-03-26 | Иван Андреевич Глухов | Способ построения трехмерной модели поверхности корпуса судна |
-
2018
- 2018-05-16 RU RU2018118096A patent/RU2693112C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2066750B (en) * | 1979-09-29 | 1983-09-07 | British Aerospace | Take-off ramps for aircraft |
| RU2097281C1 (ru) * | 1996-04-15 | 1997-11-27 | Константин Игоревич Киренский | Самолетный взлетный трамплин |
| KR20090113952A (ko) * | 2008-04-29 | 2009-11-03 | 삼성중공업 주식회사 | 선체 자동 메쉬 생성 방법 및 장치 |
| KR20140009818A (ko) * | 2012-07-13 | 2014-01-23 | 현대중공업 주식회사 | Ｒｓｏ를 이용한 선체 3차원 모델링 방법 및 시스템 |
| RU2648524C1 (ru) * | 2016-10-06 | 2018-03-26 | Иван Андреевич Глухов | Способ построения трехмерной модели поверхности корпуса судна |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2765518C1 (ru) * | 2021-05-21 | 2022-01-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Способ определения формы носовой оконечности корпуса судна |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104875885B (zh) | 一种复合式飞机 | |
| Halloran et al. | Wing in ground effect craft review | |
| CN108563243A (zh) | 一种基于改进rrt算法的无人机航迹规划方法 | |
| CN109871628B (zh) | 一种用于评估水陆两栖飞机适航符合性的仿真计算系统和方法 | |
| CN107140230B (zh) | 一种满足装填需求的乘波概念滑翔飞行器外形设计方法 | |
| US8763546B2 (en) | Watercraft device | |
| RU2693112C1 (ru) | Способ определения обводов авианесущего корабля с самолетным трамплином в носовой оконечности | |
| CN104317305B (zh) | 一种面向复杂战场威胁的射前航迹确定方法 | |
| CN113919184B (zh) | 一种菲涅尔透镜灯光学助降建模仿真方法及助降系统 | |
| CN116186904B (zh) | 一种具有升力面在流体中运动的机械总体气动布局方法 | |
| CN115235297A (zh) | 运载火箭起飞漂移量主动控制方法和装置 | |
| CN104392138A (zh) | 一种船舶破舱进水应急决策辅助方法 | |
| CN106114755B (zh) | 一种船舶曲面内壳纵骨排布方法 | |
| CN116108583A (zh) | 一种Myring型水下航行器的仿生优化设计方法 | |
| CN114357629A (zh) | 基于嵌套ffd控制体的几何外形曲面变形方法和系统 | |
| CN105335573A (zh) | 一种四点式飞机起落架转弯载荷计算方法 | |
| CN104833374A (zh) | 一种实时仿真直升机飞行导航方法及系统 | |
| CN109254537A (zh) | 一种基于最小二乘法的甲板运动补偿方法 | |
| CN105893706B (zh) | 一种导缆孔铸钢件的三维放样方法 | |
| Cary et al. | Preliminary design optimization of an amphibious aircraft | |
| RU2785570C1 (ru) | Аэродинамическая компоновка управляемой планирующей авиабомбы | |
| CN117452973B (zh) | 一种运输机前线机场短距着陆航迹优化方法及装置 | |
| CN109774902A (zh) | 一种新型的仿生多功能潜水器 | |
| Atkinson et al. | Integration of the F-35 joint strike fighter with the UK queen Elizabeth class Aircraft Carrier | |
| CN115056941B (zh) | 一种浮态对接造船方法 |