Метод оценки влияния скорости движения АНПА на параметры его автономности

Эффективность АНПА определяется максимальной дальностью его движения при выполнении маршрутного задания, которая зависит от энергоемкости источника питания, скорости хода, гидродинамического сопротивления аппарата, энергопотребления его движительной установки и полезной нагрузки. В основу методики положены результаты виртуальной продувки 3D модели подводного аппарата разработки ИПМТ ДВО РАН, на основании которых определены требования к тяге маршевых движителей для заданного диапазона скорости движения. В соответствии с кривыми действия используемого гребного винта фиксированного шага была рассчитана зависимость частоты его вращения и требуемой мощности на валу от скорости движения аппарата. По результатам проведенных нагрузочных испытаний электропривода маршевых движителей с использованием алгоритма интерполяции найдена потребляемая им мощность, обеспечивающая вращение гребного винта с требуемой частотой. С применением регрессионного анализа результатов расчета этой мощности определена аналитическая зависимость мощности потребления движительной установки подводного аппарата от скорости его движения относительно воды. Предложенная методика расчета позволяет определить зависимости параметров автономности аппарата (запас хода, время непрерывного хода, требуемая энергоемкость бортового источника) от его скорости движения с учетом вариации эффективности гребного винта и электропривода маршевых движителей. В результате анализа зависимости дальности хода от маршевой скорости выявлен ее экстремум, соответствующий скорости экономного хода, обеспечивающей максимальный запас хода. The efficiency of autonomous unmanned underwater vehicles is determined by the maximum range of their movement when performing a route task, which depends on the energy capacity of the power source, the speed of travel, the hydrodynamic resistance of the vehicle, and the energy consumption of the propulsion system. The methodology is based on the results of virtual testing of the 3D model of the AUV developed by IMTP FEB RAS, on the basis of which the requirements for the thrust of the cruise thrusters for a given range of movement speeds were determined. In accordance with the action curves of the propeller (P) of a constant pitch, the dependence of its rotation frequency and the required power on the shaft on the speed of movement of the apparatus was calculated. In accordance with the results of load tests of the electric drive of the cruise thrusters, using the interpolation algorithm, the consumed power was found, ensuring the rotation of the main propulsion unit with the required frequency. Using the regression analysis of the results of calculating this power, an analytical dependence of the power consumption of the propulsion unit of the apparatus on the speed of its movement relative to the water was determined. The proposed calculation method allows us to determine the dependence of the autonomy parameters of the apparatus (power reserve, continuous running time, required energy capacity of the onboard source) on its speed of movement, taking into account the variation in the efficiency of the main engine and the main engine. As a result of the analysis of the dependence of the cruising range on the cruising speed, its extremum was identified, corresponding to the speed of movement, providing the maximum power reserve.