Стабилизаторы танков
Резервуары стабилизатора крена - это резервуары, устанавливаемые на корабли для улучшения реакции корабля на крен . Резервуары , оснащенные перегородками, предназначенными для замедления скорости перекачки воды с левого борта резервуара на правый борт и наоборот, спроектированы таким образом, что большее количество воды задерживается на более высоком борту судна. Это предназначено для уменьшения периода крена корпуса за счет противодействия эффекту свободной поверхности . Их можно условно разделить на танки с активной и пассивной защитой от крена.
Пассивные стабилизаторы поперечной устойчивости баков
[ редактировать ]Резервуары со свободной поверхностью
[ редактировать ]Одиночный частично заполненный резервуар, занимающий всю ширину судна. Его форма, размер и внутренние перегородки позволяют жидкости внутри перетекать из стороны в сторону в ответ на крен корабля. Фазировка моментов крена , действующих на корабль, и результирующее движение жидкости будут такими, что уменьшат крен. Этот тип танка был впервые исследован Уильямом Фрудом , но не получил особого внимания до 1950-х годов, когда он был возрожден и использовался на многих военно-морских судах. У них есть дополнительное преимущество: можно изменять собственную частоту корабля резервуара в зависимости от уровня воды и, таким образом, учитывать изменения метацентрической высоты . Резервуары со свободной поверхностью обычно называют резервуарами с лотками.
U-образные резервуары
[ редактировать ]Пионером в использовании этих танков был герр Х. Фрам в Германии в начале 20 века. [1] и их часто называют танками Фрама. Эти частично заполненные баки состоят из двух боковых баков, соединенных внизу существенным перепускным воздуховодом. Столбы воздуха над жидкостью в двух резервуарах также соединяются воздуховодом. Как и в баках со свободной поверхностью, когда корабль начинает крениться, жидкость течет из крыльевого бака в крыльевой бак, вызывая изменяющийся во времени момент крена корабля, и при тщательном проектировании этот момент крена имеет правильную фазировку, чтобы уменьшить крен корабля. . Они не ограничивают проход вперед и назад, поскольку пространство над и под каналом водоотвода доступно для других целей.
Баки внешнего стабилизатора
[ редактировать ]Это была еще одна концепция, предложенная Фрамом и использовавшаяся на нескольких кораблях в начале 1900-х годов. В этой концепции два крыльевых бака соединены только воздуховодом вверху. Вода поступает в каждый резервуар и выходит из него через отверстие в корпусе в море. Это устраняет необходимость в перекрестном воздуховоде, как в других конструкциях, но имеет свои недостатки. Такая конструкция способствовала коррозии резервуаров из-за явного взаимодействия с морской водой. Отверстия на корпусе создают сопротивление движению вперед. Сила, необходимая для ускорения морской воды за пределами корабля (которая первоначально находится в покое) до скорости корабля при входе в корабль, представляет собой существенную составляющую сопротивления (сопротивление импульса), поскольку ее величина увеличивается пропорционально квадрату скорости корабля. Совсем недавно разновидность этих резервуаров стала использоваться на нефтяных буровых установках, где движение вперед не имеет большого значения.
Управляемые пассивные стабилизаторы поперечной устойчивости танков
[ редактировать ]Активные U-образные резервуары
[ редактировать ]Он похож на резервуар с U-образной трубкой, но канал перепуска воды намного больше, а перепускной канал для воздуха содержит систему клапанов с сервоуправлением . Поскольку этот клапан контролирует поток воздуха, требуется очень мало энергии. Когда клапан закрыт, прохождение воздуха из одного резервуара в другой предотвращается, а возникающее в результате сжатие воздуха в резервуаре также предотвращает поток воды. Когда клапан открывается, возможно свободное движение воды и воздуха. [2]
Танки с активной защитой от крена
[ редактировать ]Граница между управляемо-пассивной и активной стабилизацией не столь четкая. Активная стабилизация обычно подразумевает, что система требует использования оборудования значительной мощности и что система должна быть гораздо более эффективной в уменьшении крена, чтобы оправдать такую высокую стоимость.
Активный стабилизатор танка
[ редактировать ]В этой концепции используется насос с осевым потоком, который перекачивает воду с одной стороны корабля на другую, а не позволяет ей плескаться, как в пассивных системах. Вебстер (1967) подробно изучил конструкцию такого танка. Основным недостатком этого является то, что при работе насоса существует задержка по времени для поступления значительного количества жидкости в резервуар, что ограничивает мгновенную стабилизацию крена. Следовательно, по сравнению с системами стабилизаторов плавников это крайне неэффективно. [3]
Активный стабилизатор танка с рекуперацией энергии
[ редактировать ]Вместо потребления энергии для управления потоком внутри резервуара эта концепция использует водяную турбину для производства электроэнергии с использованием воды, которая попадает в резервуар, как в пассивных системах. Основными преимуществами этого являются снижение эксплуатационных расходов за счет замены части расхода топлива и контроля расхода воды без использования каких-либо механических мобильных устройств. [4]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Фрам, герр (май 1911 г.). «Результаты испытаний противопокатных танков в море». Журнал Американского общества военно-морских инженеров . 23 (2): 571–597. дои : 10.1111/j.1559-3584.1911.tb04595.x .
- ^ Белл и Уокер (1966) Рис.102
- ^ Минорский (Чедвик и Клоттер, 1954)
- ^ Архивировано в Ghostarchive и Wayback Machine : Презентация SIRE GSIRE . Ютуб .
- Принципы военно-морской архитектуры, том III, SNAME, 1989, стр.: 127.