Введение к работе
Актуальность работы. Целесообразность использования ледяного покрова водоемов в качестве несущих платформ в районах со слабо развитой транспортной сетью не вызывает сомнений Использование авиации увеличивает возможности по освоению удаленных и тр\днодоступны\ северных районов богатых углеводородным сырьем и другими природными ресурсами Если в умеренных широтах существует возможность выбора между несколькими видами транспорта, то в полярных районах часто единственным видом транспорта является авиация, что требует наличия в пунктах назначения аэродромов или площадок, пригодных для их использования в качестве взчстно-посадочных полос (ВПП) Возможность использования для >тих целей ледяною покрова рек, озер и морей позволяет частично решить эту проблему
Строительство аэродрома в труднодоступных, малоосвоенных районах t пересеченной местностью и скальными грунтами требует значительных экономических затрат Использование для этих целей естественных ровных горизонтальных поверхностей ледяного покрова рек и озер дает возможность многократно сократить их объем за счет использования формирующегося в зимний период ледяного покрова без его дополнительной подготовки и, особенно, в случае аварийном вынужденной посадки При этом возникает проблема определения достаточной для маневрирования самолета толщины ледяного покрова с учетом возникновения изгибно-гравитационного резонанса (ИГР), интерференции возбуждаемых и отраженных волн, их трансформации при выходе на мелководье, возможного влияния на характер волнообразования глубины водоема и пр Несмотря на изученность грузоподъемности ледяного покрова, а также значительный опыт по его использованию в качестве несущих платформ проблема оценки его предельной несущей способности остается актуальной
Цель работы Исследование несущей способности ледяного покрова внутренних акваторий при его использовании в качестве несущих платформ
4 для ВПП Разрабогкз рекомендаций для пилотов, вынужденных совершагь аварийную посадку на ледяной покров с предельной несущей способностью и учетом влияния на нее ледовых условий с целью безопасного его исікпьювания в качестве ВПП
Научная новизна. Проведены исследования несущей способности ледяного покрова при воздействии на него нагрузок, имитирующих нагружение от самолета Экспериментально исследовано влияние воздействия модели самолет при ею посадке на параметры возникающих при этом изгибно-гравитационных волн (ИГВ) В работе разработаны рекомендации по выбору наиболее рациональных мест расположения и ориентации ВПП Выявлены наиболее опась ые случаи проявления ИГР при рулежке
Методы иселедоилиий На основе методов теории размерностей и подобия прово щлось физическое моделирование процессов деформирования и разрешения сп юшною ледяного покрова ИГВ, возникающих от воздействия на лед модечи „ммолеіа и мотодельтаплана, с последующим пересчетом моделируемых параметров на натуру Были использованы известные (из работ ВМ Козина) и хорошо зарекомендовавшие себя методы моделирования с применением гстесгаенного ледяного покрова, а также с использованием полимірной пченки прл экспериментах в опытовом бассейне На основе методики пересчета с модели на натуру проводилось сопоставление результатов моделирования с доступными данными натурных опытов При проведении теоретических расчетов были использованы зависимости линейной теории волн, динамики ледяного покрова, а также метод конечных элементов В качестне математической модели были использованы аналитическое, а также численное решения дифференциального уравнения вязко-упругих колебаний изотропной пластины постоянной толщины, лежащей на упругом гидрав [ическом основании
5 Практическая значимость работы
-
Изучены физические процессы, происходящие при воздействии моделей самолета на ледяной покров на различных режимах
-
Экспериментально определены параметры нагрузок вызывающих грещииообразование в ледяном покрове в условиях ИГР
3 Попучены зависимости толщины ледяного покрова от веса самолета
достаточной для использования ледяного покрова в качестве ВПП с учетом
влияния на несущую способность ледовых условий
4 Разработаны рекомендации пилотам, совершающим аварийную
посадку на ледяной покров
5 Приведены рекомендации по выбору естественного лецяного покрова
для его использования в качестве ВПП
Основные положении, выносимые на защиту
результаты теоретических исследований напрялсеино-де^ормиронанного состояния (НДС) ледяного покрова в условиях ИГР, а также при ограничении ширины акватории, т с близости берегов при движении нагрузки с постоянной скоростью,
результаты экспериментальных исследований влияния ледовых условий (близость, сужение берегов, уменьшение глубины при движении на берег как при раздельном, так и взаимном влиянии) на НДС ледяного покрова при рулежке, взлеіе и посадке самолета,
методика оценки предельной несущей способное!и ледяною покрова при его использовании в качестве ВПП
Апробация работы Основные результаты работы докладывались и были опубликованы в материалах конференций
Проблемы механики сплошной среды Ч 1 Материалы трудов мел лун
научи техн конф (Комсомольск-на-Амуре, 1<)97г)
Проблемы механики сплошной среды и смежные вопросы технологии машиностроения Сборник докладов второй конференции (Владивосток, 2003 г)
Актуальные проблемы совершенствования математического и физического образования в школе и в вузе материалы региональной научно-практической конференции, Комсомольск-на-Амуре, 27 марта 2007г -Комсомольск-на-Амуре Изд-во АмГПГУ, 2007 -216 с
Дальневосточная весна 2007 Материалы международной научно-практической конференции в области экологии и безопасности жизнедеятельности (г Комсомольск-на-Амуре, 7-8 июня 2007 г ) Редкол И П Степанова (отв ред) и др - Комсомольск-на-Амуре ГОУВПО «КнАГТУ», 2007 -580 с ISBN 978-5-7765-0639-0
Россия в МПГ — первые результаты Тезисы докладов международной научно-практической конференции, Сочи, 3-9 октября 2007 г
Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 10 работах, в том числе получено 4 патента РФ на изобретения
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 181 страницах, содержащих 96 рисунков и 20 таблиц, а также списка литературы из 108 наименований и 6 страниц приложения
