Д-р техн. наук, проф., гл. науч. сотр.
г. Москва
Moscow, 119526
Канд. техн. наук, ст. науч. сотр.
г. Москва
Moscow, 119526
Канд. техн. наук, ст. науч. сотр.
г. Москва
Moscow, 119526
Мл. науч. сотр.
г. Москва
Moscow, 119526
Обсуждаются результаты исследований условий движения пневматических роботов по вертикальным поверхностям под водой. Выявляются особенности движения вакуумных устройств для разработки уточненной математической модели устройства контакта с поверхностями в водной среде. Выполненные экспериментальные исследования позволили получить дополнительные данные по динамике, построить циклограммы работы и скорректировать полученные ранее результаты. Для аналитического исследования динамических процессов, происходящих в системе вакуумных контактных устройств, с учетом сложности описания нелинейностей были разработаны линеаризованные упрощенные модели системы "воздушный эжектор — устройство контакта — водная среда". Вакуумные контактные устройства предназначены для осуществления гарантированного контакта с вертикально, наклонно или горизонтально расположенными поверхностями, по которым совершает движение подводный робот вертикального перемещения, выполняющий предписанные технологические задачи, например, в бассейнах выдержки атомных электростанций, на поверхностях корпусов кораблей, на поверхностях подводных сооружений. В моделях учитывались силы сцепления с поверхностями, находящимися под водой, — силы, возникающие в результате перепада давлений, силы трения, контактного и вакуумного взаимодействия, упругости стенок полости переменного объема подвижного элемента конструкции устройства. В результате решения модельной задачи получены в явном виде значения механических параметров, а также вакуума и расхода в полости переменного объема как функций изменения зазора между торцом гофрированной мембраны и поверхностями. В результате исследования динамических процессов, происходящих в упрощенных моделях вакуумных контактных устройств "воздушный эжектор — поверхность контакта — водная среда", получены переходные характеристики изменения действующих сил и давлений во времени, а также зависимости нормальной и тангенциальной составляющих сил от глубины погружения в воду. Исследованы варианты конструкций вакуумных устройств контакта с поверхностями, находящимися в водной среде, и проведена модернизация лабораторного стенда для испытаний вакуумных контактных устройств под водой.
The results of experimental investigation intended to improve movement conditions for pneumatic robots on vertical surfaces under water are discussed. Features of the movement of vacuum contact devices for the simulation of mathematical model of the vacuum contact device with surfaces under water are presented. The experimental studies made it possible to obtain additional data on the dynamics of attachment, to obtain transient processes for air-water flow through ejector and to correct the results obtained earlier. For the purpose of analytical study of dynamic processes occurring in the system of vacuum contact devices, and taking into account the complexity of the description of nonlinearities, linearized simplified models of the system "air ejector — contact device — water environment" were developed. Vacuum contact devices are designed to provide guaranteed contact with vertical surfaces, plane slopes or horizontal surfaces on which the underwater robot performs its movement, carrying out the prescribed technological tasks, for example, in dry wells of nuclear power plants, on the surfaces of ship hulls, on the surfaces of underwater structures. The models took into account the forces of adhesion to the surfaces under water — the forces from the pressure drop, the friction force, the contact and vacuum interaction, the elasticity of suction caps. As a result of the solution of the model problem, the values of mechanical parameters, as well as the values of vacuum and flow in the cavity of variable volume as functions of changing the gap between the end of the corrugated membrane and the surfaces are obtained explicitly. As a result of the study of dynamic processes occurring in simplified models of vacuum contact devices "air ejector — contact surface — water environment", the transient characteristics of the change in the operating forces and pressures over time, as well as the dependence of the normal and tangential components of the forces on the depth of immersion in water were obtained. The variants of the designs of vacuum contact devices with surfaces in the water environment are investigated, and the modernization of the laboratory test bench for testing vacuum contact devices under water is carried out.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.