Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Проектирование и конструкция судов

Диссертационная работа:

Сахновский Борис Михайлович. Разработка методологии обоснования проектных характеристик судов смешанного и внутреннего плавания с учетом доминирующих эксплуатационных факторов : диссертация ... доктора технических наук : 05.08.03 / Сахновский Борис Михайлович; [Место защиты: С.-Петерб. гос. мор. техн. ун-т].- Санкт-Петербург, 2006.- 319 с.: ил. РГБ ОД, 71 09-5/37

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы. Водный транспорт составляет важную часть транспортной системы России. Его эффективность тесно связана с уровнем показателей эффек-ивности судов внутреннего, смешанного и прибрежного плавания. Задача повыше-іия этих показателей за счет совершенствования проектных характеристик судов, за чет их оптимизации и улучшения структуры всего процесса проектирования является актуальной проблемой.

С 1999-2001 гг. на внутренних водных путях России после многолетнего спада аметился рост грузовых и пассажирских перевозок. За этот период они возросли на 26%. Наметились тенденции расширения нового проектирования и строительства судов внутреннего, смешанного и прибрежного плавания, в которых прослеживаются новые подходы к созданию судов этих типов.

Замена старых судов новыми, а также возможность различных способов продления жизненного цикла эксплуатирующихся судов выдвигают, в качестве одного из важнейших вопросов, ориентацию на будущие условия эксплуатации при оптимизационном обосновании характеристик судов этих типов и их доминирующих подсис-ем, а также учет, в этих же целях, опыта прошедшей эксплуатации. Требуется обобщение и совершенствование методов и способов проектного обоснования вновь проектируемых и модернизируемых судов. Сложность решения этих вопросов связана с разнотипностью рассматриваемых судов, многообразием форм обводов корпуса и типов движителей, а также различными эксплуатационными ограничениями, оказывающими влияние на характеристики судов. В то же время, исследуемые суда функционально объединяются необходимостью поиска компенсирующих факторов, позволяющих создавать суда с оптимальными (для объективно ограниченных условий) элементами и характеристиками. Особое место в решении вопросов повышения эксплуатационно-экономических показателей судов занимает комплекс доминирующих подсистем «корпус-двигатель-движитель».

Совершенствование методов проектного обоснования судов актуально по нескольким причинам. Первая причина связана с необходимостью общего совершенствования методической и нормативной базы методов проектного обоснования, то есть с разработкой на уровне мировых требований новых методик по различным типам судов и их отдельным подсистемам и корректировкой Правил контролирующих организаций.

Вторая - с расширением направлений использования проектного обоснования судов, что проявляется в тенденциях применения проектных методов не только при проектном обосновании новых судов, но и при их модернизации и разработке проектных рекомендаций по оптимальным режимам эксплуатации судов.

Третья - с необходимостью уточнения методов проектного обоснования за счет более четкого учета эксплуатационных факторов при выборе оптимальных характеристик судов и их подсистем.

При рассмотрении вопросов методологии проектного обоснования новых и модернизируемых типов судов внутреннего, смешанного и прибрежного плавания с учетом доминирующих факторов эксплуатации основное внимание уделяется выбору оптимальных решений по характеристикам судов и их подсистем на базе экономических критериев. Существенное внимание уделяется исследованию и внедрению

прогрессивных технических решений, направленных на повышение скоростей, н совершенствование элементов совокупности подсистем «корпус-двигатель-движитель» судов, позволяющих снизить потребление топлива при будущей эксплуатации судна, на повышение уровня безопасности плавания.

В последние годы во всем мире в качестве судов прибрежного плавания расширяется применение многокорпусных судов. Среди них наибольшее распространение получили скоростные катамараны. Работы по созданию таких катамаранов ведутся в Австралии, Норвегии, Японии, Великобритании, США, России и других странах.

Все это, наряду с совершенствованием методов проектного обоснования водоизмещающих судов, делает актуальными обобщение опыта проектирования и оценку достигнутого уровня проектирования скоростных катамаранов внутреннего и прибрежного плавания различных архитектурно-конструктивных типов.

Предмет диссертационного исследования

Предметом диссертационного исследования является научное обоснование технических и технологических решений, методов, способов и методик проектирования водоизмещающих судов внутреннего и смешанного «река-море» плавания массой от 100 до 8000 т и скоростных катамаранов внутреннего и прибрежного плавания массой от 20 до 2500 т.

Цель и содержание исследования

Целью исследования является анализ и научное обоснование технических и технологических решений, обобщение и совершенствование методов проектного обоснования оптимальных элементов (главных размерений и основных характеристик) всех перечисленных судов, в том числе с особой глубиной для скоростных пассажирских и автомобильно-пассажирских катамаранов различных типов, а также для обоснования оптимальных параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов внутреннего и смешанного «река-море» плавания с учетом влияния доминирующих факторов эксплуатации.

Поставленная проблема решается с использованием методов общепроектного анализа, математической статистики и многофакторного регрессионного анализа, теоретических и экспериментальных исследований, а также современных методов оптимизации основных элементов судов и их подсистем.

Теоретическая база исследования

Теоретической базой исследования являются труды отечественных и зарубежных ученых в области проектирования и оптимизации водоизмещающих и скоростных судов, а также ходкости и мореходности судов этих типов. По общей теории проектирования и оптимизации важны работы В.В. Ашика, А.В. Бронникова, В.М. Паши-на, Ю.И. Нечаева. В области проектирования и обоснования характеристик водоизмещающих и скоростных судов и их отдельных подсистем необходимо отметить большой вклад А.И, Гайковича, Ю.Н. Горбачева, Г.Ф. Демешко, Н.А. Ефремова, И.Г. Захарова, Н.К. Дормидонтова, СИ. Логачева, В.И. Любимова, Н.В. Никитина, В.И. Поспелова, В.Н. Разуваева, Е.П. Роннова, Г.В. Савинова, А.Н. Суслова, В.Б. Фирсо-ва, П.А. Шауба. В области ходкости, мореходности и управляемости водоизмещающих судов и скоростных катамаранов большую роль сыграли работы М.Я. Алферье-ва, В.Н. Аносова, Э.А. Афромеева, А.Ш. Ачкинадзе, A.M. Басина, Р.В. Борисова, А.Д. Гофмана, В.А. Дубровского, В.И. Зайкова, А.Г. Ляховицкого, В.Г. Павленко, А.В. Пустошного, К.В. Рождественского, А.А. Русецкого, В.П. Соколова, L.J. Doc-

tors, K.G. Hoppe, Т. Karayannis, A.F. Molland, G. Migeotte. В области конструкции корпуса необходимо отметить труды Г.В. Бойцова, Г.В. Егорова, ОМ. Палия, В.А. Постнова, А.А. Родионова.

Диссертационная работа в наибольшей степени посвящена решению «внутренней» проблемы теории проектирования судов, а именно оптимизации основных элементов прибрежных и речных судов, скоростных катамаранов и локальной оптимизации параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих речных судов и судов смешанного плавания.

Научная новизна и теоретическая ценность исследования.

В диссертации разработана, применительно к современным экономическим условиям, общая методология проектного обоснования судов внутреннего, прибрежного и смешанного плавания, в том числе, скоростных катамаранов различных типов. По новому решается проблема оптимизации подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов внутреннего и смешанного плавания. Это является полезным вкладом в решение научной проблемы совершенствования теории проектирования судов. Новые научно-технические и технологические решения и результаты, полученные в диссертации, включают:

Методологию проектного обоснования наиболее важных характеристик и элементов судов речного, смешанного и прибрежного плавания.

Методики оптимизации основных элементов и характеристик однокорпусных судов и скоростных пассажирских и автомобильно-пассажирских катамаранов с учетом доминирующих факторов эксплуатации и ограничений по высоте отходящей волны.

Логико-математические модели выбора главных размерений однокорпусных судов и скоростных катамаранов различных типов.

Методику выбора расчетного режима для проектного обоснования судов и их подсистем.

Методики оптимизации параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов внутреннего и смешанного плавания с учетом доминирующих факторов эксплуатации.

Регрессионные математические модели для расчета сопротивления и мощности главных двигателей грузовых водоизмещающих судов различных типов.

Регрессионные математические модели для расчета сопротивления и мощности главных двигателей скоростных катамаранов различных типов.

Унифицированные схемы модернизационных и реновационных проектных обоснований, использующих блоки и элементы для вновь проектируемых судов.

Способы переоборудования и обоснования возможности эксплуатации серийных судов (на примере пр. Р168К, 326, 326.1, Фин.1000/800) при перевозке лесных грузов с открытыми грузовыми трюмами.

способы повышения грузоподъемности и переклассификации грузовых судов внутреннего и смешанного плавания (на примере судов типа «Сормовский», «Ладога», «Сибирский», «Волго-Дон», «Волжский», «Окский» и др.). а также барже-буксирных составов (на примере буксиров пр. Р 14А, РЗЗБ, Р153, 758АМ, 428 и барж пр.81100,16800, Р171, 81540 и др.).

Способы переоборудования судов с использованием элементов сухогрузных судов (на примере пр.276 и 912В), реализованные при постройке танкеров-бункеровщиков «Циклон», «СТ-17», «СТ-18».

Ряд новых формул и графических зависимостей по отдельным частям проектирования судов.

Пвактическая значимость диссертационного исследования заключается в возможности практического применения ряда разработанных диссертантом методик, способов и конкретных проектно-конструктивных решений и изобретений:

Методики выбора главных размерений, нагрузки масс и пропульсивных характеристик однокорпусных судов и скоростных катамаранов; для катамаранов рассмотрены обводы традиционного типа, с бульбообразным носом, «волнопрон-зающих», в т.ч. - для всех указанных типов с гидродинамической разгрузкой корпуса подводными крыльями.

Методики оптимизации параметров комплекса подсистем «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов внутреннего и смешанного плавания с учетом влияния эксплуатационных факторов.

Разработки новых конструкций подсистем «корпус-двигатель-движитель» для водоизмещающих речных судов, обладающих повышенным пропульсивным коэффициентом и позволяющим снизить затраты мощности.

Методики определения сопротивления и мощности двигателей водоизмещающих судов внутреннего, смешанного и прибрежного плавания, в том числе и скоростных катамаранов.

Совокупность методик, методов и способов для решения методических, учебных и практических задач повышения эффективности судов новой постройки и модернизируемых судов в проектных и эксплуатационных организациях.

Внедрение.

Результаты, полученные в диссертационной работе, использованы:

При обосновании проектных характеристик подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов пр.Р168, Р168ІІ-СП, 81365, 81110, 81170, 81173НМ, 81510, Р162 и скоростных катамаранов пр.Р104 «А.Угловский», пр.16220 «Экопатруль-1», пр.82060, пр.15220 «Далена», пр.23107Э.1 «Россия», в ОАО «Инженерный Центр Судостроения» (ИЦС) в период 1975.. .2005 г.г.

При выполнении научно-исследовательских тем по планам НИР Минречфлота в СПГУВК и ОАО «ИЦС» в период 1975...2005 г.г;

В учебном процессе в СПГУВК, СПбГМТУ и НГАВТ при выполнении курсовых работ и дипломных проектов по судам различного назначения (грузовым, пассажирским и буксирам для малых и магистральных рек, скоростным одно-корпусным и двухкорпусным судам).

В конструкторских организациях «Спецсудопроект» и «Пассат» при создании пассажирского т/х «Феникс» пр.36060, грузового теплохода «СТ-1352» пр. Р168М-пр/К-ПГ буксира-кантовщика «Флагман»; модернизации сухогрузных судов пр. 276 и 912В в нефтеналивные суда «Циклон», «СТ-17», «СТ-18» и других; переклассификации буксиров пр. Р14, 758, 428, переклассификации и повышении грузоподъемности грузовых судов (типа «СТК» пр.326.1, типа

«Окский» пр. Р97, типа «Беломорский» пр. Фин. 1000/800, типа «Сормовский» пр.488АМ, типа «Сибирский» пр.0225 и 292, типа «Ладога» пр.285 и других).

В ОАО «Волга-Нева» при переклассификации и повышении грузоподъемности, а также обоснования оптимальных параметров движителей судов смешанного плавания.

В ОАО «Северное речное пароходство» при переклассификации и повышении пропульсиных характеристик барже-буксирных составов смешанного «река-море» плавания (буксиры РЗЗБ с баржами пр. Р171 и 81540);'

В ОАО «Вельское речное пароходство» при повышении грузоподъемности речных судов пр. 21-88 и обосновании возможности эксплуатации грузовых судов пр. Р 168К с открытыми люковыми крышками на Сайменской линии.

В ОАО «Инкотек» при разработке рекомендаций по безопасной транспортировке барже-буксирными составами тяжеловесного оборудования для комбината «Киришнефть».

Апробация. Результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку:

На конференциях профессорско-преподавательского состава СПГУВК, Санкт-Петербург, 1976...1980, 1989 годах.

На 24 Всесоюзной конференции, НТО СП им. акад. А.Н. Крылова, Ленинград, 1975.

На Всесоюзном научно-техническом симпозиуме по вопросам повышения пропульсивных качеств и эксплуатационных характеристик отечественных перспективных судов (Крыловские чтения 1978.).

На 4-ой Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы малотоннажного судостроения» НТО СП им. акад. А.Н. Крылова, Ленинград, 1981.

На Всесоюзной н/т конференции, НТО СП им. акад.А.Н. Крылова, Калининград , 1990 г.

На Третьей научно-технической конференции «Алферьевские чтения», ГИ-ИВТ, Нижний Новгород, 1990.

На 19 сессии научно-методического семинара по гидродинамике судна. Болгарский институт гидродинамики судна, Варна, 1990.

На Всероссийской научно-технической конференции "Современные технологии в кораблестроительном образовании, науке и производстве, посвященной памяти профессора В.М.Керичева, Нижегородский Государственный технический университет, Нижний Новгород, 2002.

На Международной научно-практической конференции, посвященной 300-летию СПб "Безопасность водного транспорта", СПГУВК, Санкт-Петербург, 2003 г.

На VI Международной конференции «Анализ, прогнозирование и управление в сложных системах», СЗТУ, Санкт-Петербург, 2005.

На конференции профессорско-преподавательского состава СПбГМТУ, Санкт-Петербург, 2005.

На конференции профессорско-преподавательского состава НГАВТ, Нижний Новгород, 2005.

На конференции профессорско-преподавательского состава СЗТУ, Санкт-Петербург, 2006.

На Международном научно-техническом семинаре «Исследование, проектирование и техническая эксплуатация судовых ДВС», СПбГМТУ, Санкт-Петербург, 2006.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 64 публикациях, из которых 26 являются персональными публикациями автора, а 38 выполнены в соавторстве. Из публикаций одна является монографией, а три - разделами в монографиях. В ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ (журналы «Судостроение», «Морской вестник», «Речной транспорт»), имеется 12 публикаций. В число публикаций входят также 13 авторских свидетельств на изобретения и 11 материалов международных и всесоюзных конференций. Кроме того, материалы исследований содержатся в 7 отчетах по НИР.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми разделов, заключения, библиографического списка и приложений. Объем - основной текст содержит 236 стр., 29 таблиц (17 стр.), 143 рисунка, графиков и блок-схем (66 стр.). Объем приложений - 140 стр. В списке литературы 284 наименования.

Подобные работы
Нестеров Олег Львович
Оптимизация характеристик сухогрузных судов смешанного река-море плавания с учетом вероятностных условий их работы
Юдкина Юлия Владимировна
Разработка способов проектного обоснования характеристик малых судов и катеров с учетом факторов обитаемости
Распопов Алексей Васильевич
Совершенствование систем очистки сточных вод судов внутреннего и смешанного плавания
Клименко Валерий Дмитриевич
Разработка методов количественного учета влияния человеческого фактора на безопасность судна
Буравцев Иван Евгеньевич
Разработка комплексной электронной модели радиоэлектронных средств с учетом дестабилизирующих факторов
Родин Сергей Николаевич
Разработка системы управления производством ацетилена на основе аппарата нечеткой логики с учетом экологических факторов
Кущева Ольга Александровна
Исследование и разработка методов анализа и рационального управления процессом лечения кариеса с учетом терапевтических и минералогических факторов
Зайцев Евгений Николаевич
Разработка методологии синтеза комплексной системы управления смешанными перевозками с целью повышения эффективности транспортно-логистических систем при неопределенности факторов их взаимодействия
Китаев Максим Владимирович
Обоснование типа и характеристик движительного комплекса в проектах модернизации судов с несколькими режимами движения
Осипцева Ольга Святославовна
Цифровое дистанционное управление техническим объектом с учетом фактора канальной среды

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net