ГРАЖДАНСКОЕ СУДОСТРОЕНИЕ
СУДОСТРОЕНИЕ 2'2014
Рис. 8. Некоторые новые концепции многокорпусных объектов различного назначения, предложенные автором
вых — концепции многокорпусных объектов, в том числе рекордного самостабилизирующегося катера и авианосца с удвоенным взлетно-посадочным комплексом (рис. 8).
Заключение. Краткая история практического применения многокорпусных объектов показывает, что они все более широко используются для транспортировки объемных легких грузов, к которым относятся пассажиры в каютах или салонах, колесная техника, научные лаборатории и т. д. Множество
неиспользуемых сегодня вариантов, а также специальная методика проектирования являются существенными резервами совершенствования многокорпусных объектов для более широкого и эффективного их применения. Поэтому рекомендуется как более широкое применение оптимальных для каждого назначения типов многокорпусных объектов, так и использование специальной методики их проектирования, включая метод комплексного сравнения мореходности.
Литература
1. Dubrovsky V., Lyakhovitsky A. Multi-hull ships. Backbone Publishing Co., Fair Lawn, USA, 2001.
2. Dubrovsky V. Ships with outriggers. Backbone Publishing Co., Fair Lawn, USA, 2004.
3. Dubrovsky V., Matveev K., Sutulo S. Small water-plane area ships. ISBN-13978-09742019-3-1, Hoboken, USA, 2007.
4. Былинович Е., Власьев М., Могутин Ю., Ру-денко М. Некоторые особенности проектирования исследовательского катамарана для сейсмических работ//Труды Крыловского Центра. 2012. Том 70 (354).
5. Многокорпусные суда/Под ред. В. А. Дубровского. Л.: Судостроение, 1978.
6. Дубровский В. А. Уроки одного проекта//Судостроение. 2011. № 2.
ПРОЕКТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ СУДОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ИХ МОРЕХОДНОСТЬ
В. К. Ханухов, аспирант СПбГМТУ, е-тоИ: vitaly.khanukhov@gmail.com
Для исследовательских судов мореходность является одним из доминирующих свойств, обеспечению которого проектанты уделяют самое серьезное внимание. Одним из путей достижения высокого уровня мореходности является увеличение размеров исследовательских судов. Крупные суда хорошо ведут себя в штормовом море даже при обычных, широко распространенных формах корпуса.
Мореходность является сложным понятием, которое сформулировано, например, в работах по проектному обоснованию морских судов [1, 2]. Под мореходностью в узком смысле этого термина обычно понимают обеспечение плавности качки всех видов вместе с обеспечением незаливаемости волнами палубы и всхожести судна на волну путем создания соответствующего надводно-
го борта. Необходимо также сохранять достаточную скорость при шторме. Это достигается благодаря запасу мощности и сохранению условий работы гребного винта и двигателя. Кроме этого требуется обеспечение прочности конструкций в носовой части судна, а также сохранение хороших условий обитаемости для экипажа и комфортабельности для пассажиров.
Эффективность исследовательских судов, учитывая специфику их работы, в наибольшей степени зависит от обеспечения уровня мореходности. В большинстве экспедиционных исследований суда должны дойти до назначенного района за кратчайшее время, а затем работать по заданной программе вопреки воздействию ветра и волн (рис. 1). Само обеспечение мореходности
судостроение 2 2014 ГРАЖДАНСКОЕ СУДОСТРОЕНИЕ
Рис. 2. Маневренные возможности многофункционального судна фирмы НаууатС с полупогружным бульбом
Рис. 1. Исследовательское судно ледового класса James Clark Ross (Великобритания):
длина 99 м, ширина 18,9м, высота корпуса 6,3 м, осадка 3,31м, мощность 8500 кВт,
дальность плавания 7500 миль, скорость на свободной воде 12 уз
достигается рациональным выбором проектных характеристик, поэтому решающим вопросом для исследовательского судна является применение рациональной формы корпуса, наличие запаса плавучести за счет достаточного надводного борта и развития надстроек, запаса мощности, рациональной компоновки двигателей и движителей.
Высокая энерговооруженность и внедрение рациональных форм корпуса непосредственно повышают уровень мореходности судна. Такие факторы мореходности, как безопасность и надежность, зависят от высоты надводного борта.
Важное значение имеет сохранение достаточной скорости при высоком волнении, благодаря запасу мощности и благоприятным условиям работы винта. Сохранение условий обитаемости для экипажа достигаются благоприятными характеристиками качки.
Рациональное обеспечение комплексной мореходности достигается совокупностью упомянутых требований. Важно системное обобщение опыта, накопленного транспортными, спасательными и рыболовными судами [3, 4]. Поиску мер придания исследовательским судам необходимого уровня мореходности на основе анализа факторов мореходности посвящены работы С. И. Кроленко, В. Н. Храмушина, Лвина Аунг Соэ, Н. Ю. Часовникова, В. Н. Разуваева, Б. А. Царева [3, 5-8].
Теоретический чертеж отображает особенности формы корпуса, влияющие на мореходность. В наши дни
часто применяется форма носа с вертикальным штевнем, завершаемым в верхней части наклонным носом бака (рис. 3). Сочетание наклона носа с прямым штевенем и их ориентация относительно диапазона рабочих ватерлиний способствует самостабилизации продольной качки.
Благодаря параллельному развитию исследовательских судов и судов для обеспечения морских работ достигается генерирование новых идей по обеспечению мореходности за счет применения новых и комбинированных форм корпуса. По-новому используется носовой бульб. Если рабочая ва-
проблема мореходности связана с большим объемом новых задач по поддержке морских работ в районах со значительным волнением. Вместо старых критериев ходкости в рейсах с большой дальностью важное место заняли критерии штормовой мореходности для всех судов, работающих в тяжелых погодных условиях.
При обеспечении мореходности исследовательских судов первоочередное внимание надо обращать на форму носовой части корпуса. Вместе с бульбовой формой (рис. 2)
Рис. 3. Французское исследовательское судно с кормовой рампой
терлиния ориентируется вдоль наибольшей ватерлинии собственно бульба, то это положительно сказывается на самостабилизации и приводит к высоким маневренным возможностям (рис. 4). По рис. 4 можно судить, что диаметр циркуляции лишь на 20% превышает длину судна.
Улучшенная мореходность судов с полупогружным бульбом сопровождается принятием мер по защите основных помещений от заливания на штормовом волнении (см. рис. 2).
На рис. 5 видно, что ходовые и маневренные качества судна фирмы иЫет обеспечиваются кормовыми азимутальными винтору-левыми колонками, носовыми подруливающими устройствами с винтами в поперечных трубах и носовым выдвижным азимутальным маневренным устройством. Необходимость в такой насыщенности доро-
ГРАЖДАНСКОЕ СУДОСТРОЕНИЕ
СУДОСТРОЕНИЕ 2'2014
Рис. 4. Компоновка норвежского судна для морских работ с закрытой формой носа, объединенной с нижними ярусами надстройки в единое целое
гостоящими устройствами вполне объяснимо. Высокий объемный нос судна фирмы 11Ыет хорош по мореходности, но такая форма и архитектура приводят к ухудшению ходкости на тихой воде и к плохой устойчивости на курсе. У «нормального» морского судна центр парусности должен находиться в корму от миделя. Архитектура многофункциональных Рис. 6. Система ходовых носовых и кормовых волн, сопровождающих судов принципиально не до- движение судна для подводных работ с волногасящей
пускает такой возможности, формой носа
поэтому и приходится бороться за управляемость дорогими способами. Формы носовой оконечности, показанные на рис. 2, 5 и 6, завоевывают все большее признание. Следует отметить, что зачинателем внедрения подобных форм в проектировании судов с высоким уровнем мореходности является В. Н. Храмушин [6, 9—11]. Одна из версий форм, предложенных В. Н. Храмушиным, показана на рис. 7.
Вогнутость шпангоутов в районе выше ватерлинии является фактором самостабилизации, так как при крене судна на одном из бортов приращение плавучести повышается за счет объемов, расположенных выше ватерлинии, а на другом борту плаву-
Рис. 5. Общий вид модели обеспечивающего судна с волногасящей формой носа
Рис. 7. Проекция «корпус» теоретического чертежа для мореходных форм обводов, предложенных В. Н. Храмушиным
честь судна также возрастает, благодаря булевым образованиям,таким образом, эффективность стабилизации значительно повышается по сравнению с прямобортными судами. В то же время диапазон перемещения центра величины уменьшается, благодаря этому не происходит резкого изменения возвышения метацентра. Поэтому качка судна остается плавной.
В тех случаях, когда по конструктивным или экономическим соображениям видоизменение формы корпуса ограничивается носовой частью, для борьбы с бортовой качкой используются стабилизаторы качки, в том числе бортовые управляемые рули (рис. 8—9).
В дальнейшем закрытый бак стал ступенькой в переходе к своеобразной волногасящей форме носа судна, запатентованной фирмой 11Ыет (см. рис. 5), но фактически предсказанной в работах В. Н. Хра-мушина, основанных на изучении опыта штормового плавания парусных судов и первых судов с механическим двигателем. Идея такой формы состоит в полном объединении подводной и надводной частей носа в объем, взаимодействующий со встречной волной в режиме малых колебаний.Рабочей ватерлинии со-
ответствует максимальная площадь носового участка ватерлинии. Поэтому при отклонении крайней носовой точки ватерлинии как вверх, так и вниз временное нарушение баланса сил плавучести и сил инерции индуцирует самостабилизацию рассмотренной точки и минимизацию амплитуды ее вертикального перемещения.
Наряду с упомянутыми работами в решении проблемы мореходности большую роль сыграли меры по обеспечению навигационной безопасности и совершенствованию архитектурно-компоновочного вида всех судов, требующих для своего функционирования высокого потенциала мореходности [12, 13]. При выполнении основной задачи обеспечения высокого потенциала мореходности, важно добиться стабильности движения судна при наличии развитой системы волн.
Потенциал мореходно
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.