А.В. Дологлонян, А.К. Сухов
Институт природно-технических систем, РФ, г. Севастополь, ул. Ленина, 28
E-mail: dologlonyan@gmail.com
DOI: 10.33075/2220-5861-2018-4-27-32
УДК 681.51
Реферат:
Скорость погружения/всплытия ныряющего буя имеет большое значение для качества результатов профильных измерений. Скорость ныряющего буя определяется его геометрическими (объем, соотношение общей длины и диаметра) и физическими (масса, коэффициент сопротивления) параметрами.
Процесс погружения / всплытия делится на две фазы:
1) фаза движения в процессе опорожнения / наполнения внешнего ресивера;
2) фаза дрейфа в вертикальной плоскости.
Именно первая фаза и начало второй определяют максимальную возможную скорость, которая, в свою очередь, – среднюю скорость движения дрифтера и, соответственно время погружения /всплытия.
Целью данной работы является поиск приближенного решения построенной в математической модели и его последующий анализ с целью оценки времени погружения / всплытия ныряющих буев для обычного и энергосберегающих режимов.
В работе было установлено, что расстояние, пройденное подводным аппаратом (ПА) в первой фазе невелико – порядка 10…200 м в зависимости от производительности насоса системы изменения плавучести. Поэтому плотность при столь малых расстояниях меняется незначительно, следовательно, зависимостью плотности от координаты можно пренебречь и математическая модель может быть упрощена.
Исследования точной модели показали, что изменения скорости на второй фазе погружения / всплытия можно считать линейными, и для оценки времени и средней скорости достаточно определить максимальную, которая достигается в начале второй фазы.
Предложенная в работе приближенная математическая модель движения ПА и ее решение, описывающее первую фазу всплытия и начало второй, имеет допустимую погрешность (не более 3 %) определения параметров процессов погружения / всплытия при изменении координаты не более 200…300 м, и может использоваться в практических расчетах и максимальной, и средней скоростей всплытия ПА в обычном и энергосберегающем режиме, а также времени погружения / всплытия и существенно сократить время их выполнения.
Ключевые слова: ныряющий буй, уравнение движения, подводный аппарат, время всплытия.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Краснодубец Л.А., Забурдаев В.И., Альчаков В.В. Управление морскими буями-профилемерами как метод повышения репрезентативности термохалинных измерений. Модели движения // Морской гидрофизический журнал. 2012. № 4. С. 69–79.
- Davis R.E., Sherman J.T., Dufour J. Profiling ALACEs and other advances in autonomous subsurface floats // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2001. Vol. 18. P. 982–993.
- Смирнов Г.В. Океанология: средства и методы океанологических исследований / Г.В. Смирнов, В.Н. Еремеев, М.Д. Агеев [и др.]. М.: Наука, 2005. 795 с.
- Лазарюк А.Ю., Пономарев В.И. Устранение динамических погрешностей данных СТД измерения в океане // Вестник ДВО РАН. 2006. № 4. C. 106–111.
- D’Asaro E.A. Performance of autonomous Lagrangian floats // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2003. Vol. 20. P. 896–911.
- Дологлонян А.В., Сухов А.К. Энергосберегающие режимы всплытия и погружения морских дрифтеров // Системы контроля окружающей среды. Севастополь: ИПТС. 2017. Вып. 10 (30). С. 16–23.
- Никифоров А.Ф., Уваров В.Б. Специальные функции математической физики. М.: Наука, 1984. 344 с.
- IOC, SCOR and IAPSO, 2010: The international thermodynamic equation of seawater – 2010: Calculation and use of thermodynamic properties. Intergovernmental Oceanographic Commission, Manuals and Guides No. 56, UNESCO (English), 196 pp. (Available from http://www.TEOS-10.org).
