№ 1 (14) Ч.І – 2020

ПРИНЦИПИ ГІДРОБІОНІКИ ПРИ ПРОЕКТУВАННІ ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ У ВІЙСЬКОВО-МОРСЬКИХ СИЛАХ ЗБРОЙНИХ СИЛ УКРАЇНИ
 
К.В. Марінічева, О.М. Савінок, Т.А. Кобзар

https://doi.org/10.37129/2313-7509.2020.14.1.182-193

ПОВНИЙ ТЕКСТ: PDF (українською)
 

Анотація
 
Завдання сучасного науково-технологічного напрямку полягає у вивченні будови, морфологічних особливостей і функцій живих організмів, принципів дії їх рушіїв для використання отриманих відомостей при створенні нових механізмів. Розглянуто можливості гідродинамічної теорії плавання швидкісних риб, китоподібних і кальмарів, а також створеної теорії прикордонного шару і в’язкісного опору гідробіонтів та їх застосування при проектуванні технічних засобів. Відповідно, проблема аналізу досвіду практичного застосування принципів гідробіоніки при проектуванні технічних засобів з подальшим використанням у Військово-Морських Силах Збройних Сил України є актуальною і лежить в основі наших досліджень.
Наведені основні напрямки гідробіонічних досліджень з метою застосування їх у військовій техніці: створення технічних моделей на базі аналізу теоретичних основ плавання гідробіонтів; дослідження гідроакустичних здібностей гідробіонтів; принципів устрою, структури і функцій органів локомоції.

Ключові слова
біоніка, гідробіоніка, гідробіонти, адаптація, гідродинаміка, ламінаризація, модульність, махаючий рушій, водометні рушії, пружнодемпфіруючі покриття, реактивний струмінь, турбулентна пульсація, упругодемпфіруючі властивості, біоакустична система китоподібних, турбуляція.

 

Список бібліографічних посилань
  1. Гидробионика в судостроении: учебное пособие/ Н.Б. Слижевский. Николаев : УГМТУ, 2002. 112 с.
  2. Козлов Л.Ф. Теоретична гідродинаміка. Київ: Вища школа, 1983. 240 с.
  3. Першин С.В. Основы гидробионики. Л.: Судостроение.1988. 263 с.
  4. Гидробионика в судостроении. - М. Центральный научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований, 1970.
  5. Теория плавания рыб и дельфинов :Е.В. Романенко Москва : Наука. 1986. 148 с.
  6. Куликов С., Храмкін М. – Водометные движители 1965 Антоненко С. Судові рушії. 2007.
  7. Голод О.С., Гончар А.И., Шлычек Л.И. Перспективы и концепции разработки автономных необитаемых подводных аппаратов. Гидроакустический журнал. 2007 № 4.
  8. Design Optimization of the Biomimetic Undulating Fin of a Knife Fish Robot. Ajith Anil Meera, Attadappa Puthanveetil Sudheer Submitted. Journal of Automation, Mobile Robotics & Intelligent Systems VOLUME  10, N° 1. 2016.
  9. Motion Model of Fish-like Underwater Vehicle and its Effect on Hydrodynamic Performance. 1st Gang Xue Key , 2nd Yanjun, 3rd Zhi Chen , 4th Shizhen Li. All content following this page was uploaded by Gang Xue. 2018.
  10. Obstacle Avoidance Control Strategy of a Biomimetic Wire-driven Robot Fish* Jiayong Chen, Youdong Chen, Binghuan Yu, Ruxu Du and Yong Zhong* Fengran Xie. Proceeding of the IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics Dali, China, December 2019.
  11. Underwater floating robot-fish: a comparative analysis of the results of mathematical modelling and full-scale tests of the prototype Sergey Jatsun*, Boris Lushnikov, Evgeny Politov and Sergey Knyazev. MATEC Web of Conferences 113 12th International Scientific-Technical Conference on Electromechanics and Robotics «Zavalishin’s Readings» - 2017.
  12. Bio-inspired robotic manta ray powered by ionic polymer–metal composite artificial muscles. Zheng Chen , Tae I. Um & Hilary Bart-Smith. International Journal of Smart and Nano Materials Vol. 3, No. 4, December 2012, 296–308.
  13. Modeling of Pneumatic Muscle with Shape Memory Alloy and Braided Sleeve Bin-Rui Wang1, 2 Ying-Lian Jin1 Dong Wei1 1School of Mechanical and Electrical Engineering, China Jiliang University, Hangzhou 310018, PRC 2State Key Laboratory of Robotics, Shenyang 110016, PRC. International Journal of Automation and Computing 7(3), August 2010, 283-288 DOI: 10.1007/s11633-010-0504-x.
  14. Аппараты с машущими движителями и их природные аналоги: монография/ Т. X. Ахмедов, А. К. Бродский, И. Ф. Галанин, Р.М. Зелеев. Москва : Инфра-Инженерия, 2018. 360.
  15. Ускова Е.Т., Чайковська О.В., Костіна Т.А., Усков І.А. Про структуру біокомплексів слизових речовин шкіри швидкоплаваючих риб // Біоніка, 1982. Вип. 16. З 16-21.
  16. Кобець Г.Ф., Зав’ялова В.С., Комаров М.Л. Вплив слизу на турбулентне тертя // Біоніка. 1969. Вип. 3. С. 80-84.
  17. Hoyt T.W. Hydrodynamic drag reduction due to fish slimes // Swimming and Flying in Nature. 1975. V. 1. P. 653-672.
  18. Томілін А.Г. Знову в воду. М.: Знание, 1977. 152 с.
  19. Kramer M.O. The dolphins’ secret // New Sci. 1960. Vol. 7. № 181. P. 1118–1120.
  20. Оptimal design and numerical simulation on fish-like flexible hydrofoil propeller. Gang Xue1), Ph. D, Yanjun Liu1), Prof., PH. D, Muqun Zhang1), Master Wei Zhang1), Ph. D, Jian Zhang1), Ph. D, Huaqing Luo1), Master Rui Jia1), Master 1) Рolish maritime research 4 (92) 2016 vol. 23; pp. 59-66 10.1515/pomr-2016-0070. 
  21. Дубровский Н.А. Эхолокация у дельфинов // М.: ЦНИИ «Румб», 1976.
  22. Сміт К. Біологія сенсорних систем. М .: Изд-во «БІНОМ Лабораторія знань», 2005. 583 с.
  23. Au, W. W. L. Echolocation signals of the Atlantic bottlenosed dolphin (Tursiops truncatus) in open waters, in Animal Sonar Systems, edited by R. G. Busnel and J. F. Fish (Plenum, New York), 1980. p. 251–282.
  24. Кулагин В.В., Б.А. Журид Теория морских биотехнических систем, Севастополь, 2010. 330 с.
  25. Кулагін В.В. Науково-дослідний центр Збройних Сил України «Державний океанаріум», Севастополь, 2011. 273 с.

 

 References
  1. Slizhevskiy, N.B. (2002). Gidrobionika v sudostroyenii: uchebnoye posobiye. [Hydrobionics in shipbuilding]. Nikolayev: UGMTU [in Russian].
  2. Kozlov, L.F. (1983). Teoretychna hidrodynamika. [Theoretical hydrodynamics]. Kyiv: Vyshcha shkola [in Ukrainian].
  3. Pershin, S.V. (1988). Osnovy gidrobioniki. [Hydrobionics Basics]. L.: Sudostroyeniye [in Russian].
  4. Gidrobionika v sudostroyenii. [Hydrobionics in shipbuilding]. (1970).  M. Tsentral’nyy nauchno-issledovatel’skiy institut informatsii i tekhniko-ekonomicheskikh issledovaniy [in Russian].
  5. Romanenko, Ye.V. (1986) Teoriya plavaniya ryb i del’finov. [Swimming theory of fish and dolphins]. Moskva: Nauka [in Russian].
  6. Kulikov, S., & Khramkin, M. (1965). Vodometnyye dvizhiteli. [Water jet propulsion]. Antonenko, S. (2007). Sudovi rushiyi. [Ship engines] [in Russian].
  7. Golod, O.S., Gonchar, A.I., & Shlychek, L.I. (2007). Perspektivy i kontseptsii razrabotki avtonomnykh neobitayemykh podvodnykh apparatov.[Prospects and concepts for the development of autonomous unmanned underwater vehicles]. Gidroakusticheskiy zhurnal, 4 [in Russian].
  8. Design Optimization of the Biomimetic Undulating Fin of a Knife Fish Robot. Ajith Anil Meera, Attadappa Puthanveetil Sudheer Submitted. Journal of Automation, Mobile Robotics & Intelligent Systems, (2016). Volume 10, 1 [in English].
  9. (2018). Motion Model of Fish-like Underwater Vehicle and its Effect on Hydrodynamic Performance. 1st Gang Xue Key , 2nd Yanjun, 3rd Zhi Chen , 4th Shizhen Li. All content following this page was uploaded by Gang Xue. [in English].
  10. Jiayong Chen, Youdong Chen, Binghuan Yu, Ruxu Du & Yong Zhong, Fengran Xie. (December 2019). Obstacle Avoidance Control Strategy of a Biomimetic Wire-driven Robot Fish. Proceeding of the IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics Dali, China. [in English].
  11. Sergey Jatsun, Boris Lushnikov, Evgeny Politov and Sergey Knyazev. (2017). Underwater floating robot-fish: a comparative analysis of the results of mathematical modelling and full-scale tests of the prototype. MATEC Web of Conferences 113 12th International Scientific-Technical Conference on Electromechanics and Robotics «Zavalishin’s Readings». [in English].
  12. Zheng Chen , Tae I. Um & Hilary Bart-Smith.  Bio-inspired robotic manta ray powered by ionic polymer–metal composite artificial muscles.. International Journal of Smart and Nano Materials Vol. 3, 4, December 2012. [in English].
  13. Modeling of Pneumatic Muscle with Shape Memory Alloy and Braided Sleeve. Bin-Rui Wang, Ying-Lian Jin, Dong Wei. School of Mechanical and Electrical Engineering, China Jiliang University, Hangzhou 310018, PRC 2State Key Laboratory of Robotics, Shenyang 110016, PRC. International Journal of Automation and Computing 7(3), August 2010, 283-288 DOI: 10.1007/s11633-010-0504-x. [in English].
  14. Akhmedov, T.X., Brodskiy, A.K., Galanin, I.F, & Zeleyev R.M. (2018). Apparaty s mashushchimi dvizhitelyami i ikh prirodnyye analogi. [Devices with flapping propellers and their natural analogues]. Moskva: Infra-Inzheneriya [in Russian].
  15. Uskova, E.T., Chaikovska, O.V., Kostina, T.A., & Uskov, I.A. (1982). Pro strukturu biokompleksiv slyzovykh rechovyn shkiry shvydkoplavaiuchykh ryb. [On the structure of biocomplexes of mucous substances of the skin of fast-swimming fish]. Bionika. Vyp. 16 [in Ukrainian].
  16. Kobets, H.F., Zavialova, V.S., & Komarov, M.L. (1969). Vplyv slyzu na turbulentne tertia. [Influence of mucus on turbulent friction]. Bionika. Vyp. 3 [in Ukrainian].
  17. Hoyt, T.W. (1975). Hydrodynamic drag reduction due to fish slimes // Swimming and Flying in Nature. V. 1. [in English].
  18. Tomilin, A.H. (1977). Znovu v vodu. [Back in the water]. M.: Znaniye [in Ukrainian].
  19. Kramer, M.O. (1960). The dolphins’ secret. New Sci. Vol. 7, 181. [in English].
  20. Оptimal design and numerical simulation on fish-like flexible hydrofoil propeller. Gang Xue, Ph. D, Yanjun Liu, Prof., PH. D, Muqun Zhang, Master Wei Zhang, Ph. D, Jian Zhang, Ph. D, Huaqing Luo, Master Rui Jia, Master. Рolish maritime research 4 (92) 2016 vol. 23; 59-66 10.1515/pomr-2016-0070. [in English].
  21. Dubrovskiy, N.A. (1976). Ekholokatsiya u del’finov. [Echolocation in dolphins]. M.: TSNII «Rumb» [in Russian].
  22. Smit, K. (2005) Biolohiya sensornykh system. [Biology of sensory systems]. M.: Yzd-vo «BINOM Laboratoriya znanʹ» [in Ukrainian].
  23. Au, W. W. L. Echolocation signals of the Atlantic bottlenosed dolphin (Tursiops truncatus) in open waters, in Animal Sonar Systems, edited by R. G. Busnel and J. F. Fish (Plenum, New York), 1980.24. [in English].
  24. Kulagin, V.V., & Zhurid., B.A. (2010). Teoriya morskikh biotekhnicheskikh system. [Theory of marine biotechnical systems]. Sevastopol’, [in Russian].
  25. Kulahin, V.V. (2011). Naukovo-doslidnyi tsentr Zbroinykh Syl Ukrainy «Derzhavnyi okeanarium», Sevastopol [in Ukrainian].
Copyright 2014 14.1.182-193 (укр) А. Розроблено ІОЦ ВА
Templates Joomla 1.7 by Wordpress themes free