СУДОСТРОЕНИЕ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СУДОВ
Рис. 8. Схематический продольный разрез моторной яхты на базе судна пр. 10110:
1, 2 — помещения для пассажиров; 3 — рулевая рубка; 4, 5 — помещения экипажа; 6 — отсек цистерн; 7 — машинное отделение
ния в штормовых условиях не может быть покрыт никаким разумным запасом мощности. При этом следует иметь в виду не только абсолютное значение высоты волн (Ьз%), но и отношение этой высоты к длине судна. По формуле Г. В. Бойцова [6] Ау = утв [1 - е"2(10Ьз%/ц], полученной в результате статистической обработки фактической потери скорости морских судов на волнении различной интенсивности, несложно установить, что 4-балльное волнение ^3% = 1,25 — 2,0 м) для теплоходов пр. 10110, имеющих длину !.КВЛ = 34,03 м, вызывает такую же относительную потерю скорости по сравнению с ходом на тихой воде (утв ), как и 7-балльное волнение ^3%= 6,0 — 8,5 м) у 150—160-метрового судна.
Вариация длины теплоходов пр. 10110 в указанном 15% диапазоне не требует замены связей корпуса. Использовавшаяся долгие годы классификационными обществами зависимость Э = к1. + С для регламентации минимальной толщины Э наружной обшивки, вертикального киля, днищевых стрингеров и других элементов корпуса говорит о малом возрастании Э при наращении длины относительно короткого судна на 15%, поскольку коэффициент к лежит в пределах 0,04— 0,08. Соответственно АЭ составля-
В настоящее время маневренным характеристикам судов стало уделяться повышенное внимание. Можно констатировать, что эти характеристики приобретают не только информационное, но и нормативное значение. Свидетельством этому служит принятие ИМО Резолюции А 751 (18) «Промежуточные стандарты маневренных качеств судна», а также Резолюции А 601 (15), принятой в 1987 г., «Представление на судах информации об их маневренных характеристиках», требования которой стали неотъемлемой ча-
1Бывш. ВВМИУ им. Ф. Э. Дзержинского.
ет 0,2—0,4 мм. В то же время увеличение длины как мера компенсации существенной дополнительной нагрузки и других требований заказчика стабилизирует осадку и позволяет вести строительство корпусов, не меняя профили днищевого и бортового набора.
Некоторые универсальные решения реализованы также в схеме общей проектной компоновки судна. Так, отсек, расположенный в средней части корпуса, в зависимости от желания заказчика может использоваться для размещения кают экипажа (см. рис. 6) или как дополнительный пассажирский салон-бар, удобно связанный трапом с основным салоном на верхней палубе. Несколько уменьшенные в этом случае помещения экипажа оборуду-
стью отечественных руководящих документов и правил плавания судов. За это время отчетливо выявились достоинства и недостатки Резолюции 1987 г. В связи с этим появились публикации, содержащие предложения по ее усовершенствованию [1, 2].
Авторами данной статьи предложены дополнительные критерии оценки свойств судна при выполнении им маневра быстрого изменения курса [2]. Не меньший интерес представляет маневрирование судна в порту или при прохождении уз-
ются в носовой части корпуса под блоком кают-салона капитана. Примерно такие же изменения возможны в варианте моторной яхты для 20—24 пассажиров, созданной на базе пр. 10110 (рис. 8).
Литература
1. Лях А. Г., Чернышев В. П., Кутиков С. Г. Научно-исследовательское судно «Гидробиолога/Судостроение. 1992. № 4.
2. Леви Б. Кормовая наделка теплохода «Молдова»//Морской флот. 1990. № 9.
3. Правила классификации и постройки морских судов. СПб: Морской Регистр Судоходства. 1995.
4. Гидромеханика. Сопротивление движению судов. Судовые движители/Справочник по теории корабля. Т. 1. Л.: Судостроение, 1985.
5. Ржепецкий К. М, Рихтер А. А. Дизель в судовом пропульсивном комплексе. Л.: Судостроение, 1978.
6. Технико-эксплуатационные качества судов смешанного плавания. М.: Транспорт, 1974.
кости. Для подавляющего большинства судов, оборудованных только главными движительно-рулевыми устройствами, выполнение таких маневров связано со значительными трудностями. Для ряда режимов плавания инструкции по управляемости судов предписывают использование буксиров, что связано с существенными материальными затратами. На современных судах отмеченный недостаток устраняют за счет установки вспомогательных движительно-рулевых комплексов (ВДРК). Наиболее эффективным типом ВДРК в настоящее время считается подруливающее устройство (ПУ), которое конструктивно чаще всего выполняется в виде движителя в поперечном канале или в форме винтовой колонки.
Качество выполняемых маневров судов с ВДРК зависит от их мощности и расположения на корабле. Анализ опыта эксплуатации судов показал, что в ряде случаев создава-
КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ МАНЕВРЕННЫХ СВОЙСТВ СУДНА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТРЕБНОЙ МОЩНОСТИ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ДВИЖИТЕЛЬНО-РУЛЕВЫХ КОМПЛЕКСОВ
Ю. В. Гурьев, докт. техн. наук; Г. П. Петров, канд. техн. наук (Военно-морской инженерный институт1) УДК 62912007
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СУДОВ
СУДОСТРОЕНИЕ
Рис. 1. Расчетные зависимости изменения координаты (а), скорости (б) и ускорения центра тяжести (в) судна водоизмещением 12 000 т при движении лагом при различных мощностях ПУ: 1 - 2 х 90 кВт; 2 - 2 х 300 кВт; 3 - 2 х 500 кВт; 4 - 2 х 750 кВт
емый ПУ упор оказывается недостаточным для эффективного выполнения необходимых маневров. В этой связи остается актуальной задача уточнения требований к маневренным свойствам судна и введения дополнительных количественных показателей для оценки необходимой мощности ВДРК.
Методы предварительной оценки мощности ВДРК и принимаемые допущения. Основаниями для выбора типа ВДРК и его мощности служат требования к маневренным качествам судна. Основные теоретические положения и математические зависимости для расчета мощности ПУ изложены в работах [3, 4]. Методика определения потребной тяги и
мощности ПУ при проектировании приведена в РД 5.2137-74 «Средства активного управления судами. Технические требования и правила проектирования». В ее основу положен расчет возможности осуществления маневров по удержанию на курсе и развороту судна, совершающего ветровой дрейф (расчет последнего маневра является поверочным). Практика мореплавания показала, что выбор мощности ПУ, выполненный на основе только таких требований, часто приводит к тому, что ВДРК оказывается недостаточно эффективным средством управления кораблем. Поэтому, на наш взгляд, весьма ценными являются результаты исследований, приведенных в работах [5, 6].
В работе [5] на основе анализа экспертного опроса судоводителей уточнены требования к маневренным свойствам судов и в соответствии с этим предложено в качестве основного расчетного использовать режим отвала носовой оконечности в условиях прижимного ветра, а методика расчета потребной мощности ПУ на начальных этапах проектирования судов приведена в работе [6].
В ряде случаев для судна важна не только возможность выполнения маневра, но и скорость его выполнения, особенно на начальном этапе. При этом, наряду с важнейшим показателем — мощностью ПУ (Р), существенное значение имеют и такие характеристики ВДРК, как быстрота создания номинальной тяги, возможность осуществления форсированного режима, скорость реверса. Для обоснования этих требований к характеристикам проектируе-
Рис. 2. Зависимость времени бокового
смещения судна на расстояние, равное В = 15 м, от величины тяги ПУ
мой системы необходимо, прежде всего, знать и учитывать маневренные свойства судна. Количественные характеристики этих свойств желательно иметь в виде простых и удобных как при расчетах, так и в практике судовождения критериев. Попытаемся это сделать для двух основных маневров судна — движение лагом и разворот на стопе (оборот).
При решении поставленных задач была использована математическая модель, основанная на решении системы нелинейных дифференциальных уравнений движения корабля в горизонтальной плоскости [7]. При создании модели были приняты следующие основные допущения:
силы вязкостного сопротивления, а также упор и момент движителей ПУ считаются квазистационарными величинами, т. е. зависят от предыстории процесса маневрирования;
инерционные силы определяются через обобщенные присоединенные массы, которые при повороте постоянны, а при отходе судна от стенки изменяются в зависимости от расстояния до нее.
Для нахождения значений обобщенных присоединенных масс судна, в том числе и при его движении у стенки, использованы авторская методика и программа, основанные на решении интегральных уравнений простого слоя [8].
Движение судна лагом. Отход судна от причала под действием носового ПУ (НПУ) и кормового ПУ (КПУ) при прижимном ветре может считаться одним из основных расчетных режимов при определении Р не только для крупнотоннажных судов с горизонтальным способом грузовых операций, как это предлагалось делать в работе [6], но и для целого ряда гражданских судов и военных кораблей. Предположим, что движение лагом осуществляется под действием двух ПУ. Незначительный момент, связанный с воздействием гидродинамических и аэродинамических сил или различием тяги НПУ и КПУ, легко компенсируется изменением режима работы одного из них. Поэтому в оценочных расчетах уравнения моментов могут не рассматриваться.
По методике, изложенной в [6], при заданных скоростях прижимного ветра (уб) и перемещения судна
СУДОСТРОЕНИЕ 3'WV
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СУДОВ
(ух) можно определить Р, которая должна обеспечить выполнение нормативного расчетного режима. Однако получаемые расчетные значения мощности гарантируют только сам факт выполнения судном необходимого маневра. Реально судно не движется лагом с установившейся скоростью, поэтому судоводителю важнее знать не конечный результат — установившееся значение ух, а иметь информацию о характере протекания переходного процесса. Для этой цели и нужны показатели, характеризующие быстроту выполнения маневра. Здесь уместно привести следующую аналогию. Для автомобильного транспорта широко используется такой показатель, как время разгона с места до скорости 100 км/ч, характеризующий динамические свойства транспортного средства. Он имеет не только теоретическое, но и практиче
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.