найтовов. В то же время для одного найтова имеем только одну альтернативу (рис. 4, б).
Наконец, ошибку, привносимую вместе с упрощением расчета, можно охарактеризовать безразмерной величиной 0 < kmin/k < 1, которая становится тем меньше, чем меньше угол у - в между найтовами.
Полученное в работе решение задачи об эквивалентной связи для сдвоенных найтовов (соединенных по способу «parallel lashing system» проще по сравнению с решением, приведенным в работе [2]). Кроме того, оно позволяет оценить погрешность замены сдвоенных найтовов на эквивалентную связь. На практике, как правило, при проведении расчетов штабелей контейнеров и составленных из них блоков найтовы считают двусторонними связями и вместо задачи (6) решают систему
Эффективность универсальных научно-исследовательских судов (НИС) связана, с одной стороны, с приспособленностью к выполнению научных задач рейса, а с другой — с мореходностью, определяющей условия труда научного персонала и практическую возможность выполнения задания.
Американскими специалистами, разработавшими оптимизированный проект универсального НИС [1], обоснованы его характеристики (водоизмещение около 2500 т) и продемонстрирована возможность совмещения двух проектных задач — формирования пространства для научной деятельности и обеспечения хорошей мореходности в широком диапазоне погодных условий. Предлагаемая форма корпуса, базирующаяся на максимизации гидродинамического сопротивления вертикальной, бортовой и килевой качке, одновременно обеспечивает достаточные площади палуб и хорошую остойчивость благодаря сравнительно большой ширине.
Основные предпосылки возможного повышения мореходности суд-
линейных уравнений (4). При этом заранее надо предугадать активные связи (найтовы, которые будут находиться в растянутом состоянии), а по окончании вычислений проверить соблюдение условия (1). Необходимость решения задачи с односторонними связями возникает при использовании нестандартных схем размещения найтовов. Игнорирование особенностей работы найтовов как односторонних связей при расчетах по существующим методикам может привести к завышению жесткости конструкции и, как следствие, к ошибкам в прогнозировании запаса прочности.
Литература
1. Блинов Э. К., Кацман Ф. М, Михайлов В. Е. Определение деформации контейнеров при многоярусном штабелировании на судах//Судостроение. 1990. № 8.
2. Михайлов В. Е. Основы расчета безопасного крепления крупнотоннажных контейне-
на с увеличением его ширины сводятся к следующему:
высокочастотные волны встречаются чаще, чем низкочастотные. Они присутствуют и в штормах, интенсивность которых характеризуется крупными волнами. Увеличение размеров судов делает их менее чувствительными к коротким волнам;
корпуса с малой шириной имеют более низкое демпфирование бортовой качки, в результате чего растут ординаты передаточной функции. Увеличение периода собственных колебаний,традиционно считающееся эффективным мероприятием для улучшения параметров качки, может также вести к снижению демпфирования, если оно ассоциировано с малой шириной;
смещение частот собственных колебаний в субкритическую зону находится в противоречии с остойчивостью и общей безопасностью судна;
при увеличении ширины отклики бортовой качки на более длинные волны находятся в фазе с ними, поэтому даже при большом шторме амплитуды бортовой качки лишь не-
ров при морских перевозках. СПб.: МАНЭБ, 1998.
3. Гордеев В. Н., Перельмутер А. В. Расчет упругих систем с односторонними связями как задача квадратичного программирова-ния//Иссл. по теории сооружений. 1967. Вып. 15.
4. Рабинович И. М. Вопросы теории статического расчета сооружений с односторонними связями. М.: Стройиздат, 1975.
5. Аргатов И. И. Энергетические теоремы и вариационные принципы механики упругих систем с односторонними связями//Изв. вузов. Строительство. 1998. № 9.
6. Лукаш П. А. Основы нелинейной строительной механики. М.: Стройиздат, 1978.
7. Филин А. П. Введение в строительную механику корабля. СПб.: Судостроение, 1993.
8. Работнов Ю. Н. Сопротивление материалов. М.: Физматгиз, 1962.
9. Перельмутер А. В. Использование методов квадратичного программирования для расчета систем с односторонними связями//Иссл. по теории сооружений. 1972. Вып. 19.
10. Поляк Б. Т. Введение в оптимизацию. М.: Наука, 1983.
11. Блох Э. Л., Лошинский Л. И., Турин В. Я. Основы линейной алгебры и некоторые ее приложения. М.: Высш. школа, 1971.
значительно превышают углы волновых склонов и вероятность заливания рабочих площадок открытой палубы снижается;
малые угловые перемещения виртуального гравитационного вектора в связанной с судном системе координат, наблюдаемые при смещении частот собственных колебаний в направлении суперкритической зоны, и малые перемещения палубы относительно поверхности волны способствуют лучшему восприятию качки персоналом, ведущим научные измерения.
Следует иметь в виду, что увеличение ширины судна ведет к снижению его ходкости на тихой воде. С другой стороны, у судов с улучшенной мореходностью потери скорости на волнении снижаются. Поэтому, учитывая весь комплекс условий эксплуатации и продолжительность научных рейсов, можно предположить, что увеличение ширины судна до некоторых ее значений в целом может оказаться выигрышным.
В связи с этим предлагается схема выбора и обоснования главных размерений НИС — L, B, H, Т (соответственно длина, ширина, высота борта, осадка) — в два этапа: первый этап — традиционный с решением уравнений и выполнением неравенств (ограничений) существования судна с последующим анализом и выбором базового варианта по минимуму приведенных затрат; второй — исследование мореходности судна
УЧЕТ МОРЕХОДНОСТИ ПРИ ВЫБОРЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО СУДНА (В порядке обсуждения)
В. П. Шостак, докт. техн. наук (УГМТУ, Николаев) удк 629.12.001
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СУДОВ
СУДОСТРОЕНИЕ 2'2000
Рис. 1. Полярная диаграмма с границами и зонами отказов по критериям мореходности:
I I — слемингу и заливаемости; I I I I I — амплитудам килевой качки; !/////! — амплитудам бортовой качки; К\\\! — вертикальным ускорениям
базового варианта при увеличении отношения В/Т против начального и учет достигнутого уровня мореходности, проявляющегося в средней эксплуатационной скорости, распределении рейсового времени, продолжительности научной работы.
Выбор главных размерений базового варианта судна. 1. Исходя из известных рекомендаций для НИС 8 > 0,45, где 8 — коэффициент общей полноты водоизмещения и L/B < 5,5 [2], а также статистической зависимости суммарной площади лабораторий Е5лаб = f(D) [3] и полученной на основании данных [1, 3] зависимости k = IS^/(LB) = 0,35 -2,5 • 10-5 D для диапазона водоиз-мещений D = 2000...4000 т, задаваясь известной из технического задания величиной Х$лаб и рядом значений 8 и L/B, получим множество сочетаний В > VIS аб В/kL и L = (L/B)
^лаб B/kL.
2. Пользуясь уравнением — неравенством вместимости, определяем высоту борта для имеющихся сочетаний L, B.
3. Задавая сочетания L, В, Н и воспользовавшись уравнением масс, определяем соответствующие
Рис. 2. Схема формирования границ интегрирования для участка диаграммы
осадки и величины надводного борта АН.
4. Для сочетаний В, Н, Т производим проверку остойчивости и надводного борта по согласованию с заказчиком или в соответствии с нормами Правил Регистра.
5. Варианты, удовлетворяющие ограничениям по остойчивости и высоте борта, сравниваются по приведенным затратам и выбирается лучший вариант.
6. В выбранном варианте уточняются мощность энергетической установки или скорость хода с привлечением данных серийных модельных испытаний корпуса и гребных винтов [4].
7. Уточняются запасы топлива с учетом скорости для второго приближения и водоизмещение — по коэффициенту Нормана; корректируются главные размерения базового варианта.
Дополнительное сопротивление при движении судна на взволнованном море определяется по методике В. Б. Липиса [5]. Кривые достижимой скорости хода на различных курсовых углах, исходя из располагаемой мощности энергетической установки, могут быть нанесены на полярных диаграммах качки для различной балльности моря.
Определение характеристик слеминга и заливаемости производится по методике Д.В. Кондрикова [5]. Кривые постоянных значений этих характеристик также могут быть нанесены на полярных диаграммах качки.
Определение параметров качки. Расчеты амплитуд и ускорений всех видов качки для различных курсовых углов, скоростей хода и состояний моря выполняются по стандартным программам [6]. Результаты
расчетов отображаются в виде постоянных значений параметров на полярных диаграммах.
Анализ полярных диаграмм и определение приведенных затрат с учетом уровня мореходности. Эксплуатационные возможности судна могут быть оценены с позиций мореходности только при наличии соответствующих критериев — предельно допустимых характеристик качки, слеминга и заливаемости.
Такие критерии предложены американскими исследователями исходя из опыта эксплуатации рыбопромысловых судов, кораблей военно-морского флота и НИС (таблица).
После отображения на полярных диаграммах ограничений по всем критериям, включая достижимые скорости хода на волнении, необходимо провести огибающую границу зоны, в которой отсутствуют отказы, как показано на рис. 1.
Средняя эксплуатационная скорость для заданного /-го состояния моря (в баллах) может быть представлена выражением
1 а=п 1 п
уЭ|- \ у(а^а = — I (а!- а!-1)(у| + уи),
а=0
2п
где а — курсовой угол; п — число интервалов Аа внутри диапазона углов 0....П; / > 1 — порядковый номер интервала Аа.
С учетом повторяемости волнения Р средняя эксплуатационная скорость, характерная для рейса
ср
Э| I '
где к — число состояний моря, принятых к рассмотрению и характерных для района эксплуатации.
Эффективность использования рейсового времени судна, включая время научной работы (как отношение соответствующих «площадей» диаграммы), может быть определена с использованием того же подхода, что и для определения средней эксплуатационной скорости хода.
Если на диаграмме определится одна или не
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.