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:

Соколов Виктор Петрович. Разработка методики проектирования скоростных многокорпусных судов, сочетающих статическое и динамическое поддержание : Дис. ... канд. техн. наук : 05.08.03 : СПб., 2005 179 c. РГБ ОД, 61:05-5/2306

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение, общая характеристика исследования 4

81. Объект и цели исследования, научная новизна и практическая ценность 4

82. Обоснование актуальности 6

83. Публикации, апробация, внедрение 7

84. Общая постановка задачи диссертационного исследования 8

1. Проблемы проектного обоснования скоростных судов 11

1.1. Особенности обоснования проектных характеристик скоростных судов 1 1

1.2. Состояние работ по скоростным судам. Доминирующая роль катамаранов. 17

1.3. Актуальные направления исследований по скоростным судам 25

1.4. Проблемы и проектные параметры, требующие исследования. Способы обоснования проектных характеристик. 33

2. Модель обоснования проектных характеристик скоростных катамаранов 3 8

2.1. Проектные особенности скоростных катамаранов 38

2.2. Система основных проектировочных уравнений и подмоделей 50

2.3. Обоснование и практическое совершенствование рациональных характеристик скоростных катамаранов 59

2.4. Сопоставление эффективности проектных вариантов скоростных судов 68

3. Гидродинамические аспекты проектного обоснования скоростных катамаранов 73

3.1. Гидродинамические позиции в модели проектного обоснования скоростных катамаранов. Расчёт располагаемых упоров и выбор рациональных режимов гребных винтов. Учёт доминирующего значения ходкости и мореходности в концептуальной модели скоростных судов 73

3.2. Обоснование области оптимальных значений главных размерений при проектировании скоростных судов. 84

3.2.а. Учёт особенностей обеспечения остойчивости і глиссирующих катамаранов 89

3.2.Ь. Схема учёта перегрузок по ускорениям при проектировании глиссирующих скоростных судов 90

4. Уточнение гидродинамических аспектов модели проектного анализа скоростных катамаранов 93

4.1. Исследование ходкости и мореходности глиссирующих катамаранов и судов на гидролыжах 93

4.2. Разработка форм корпуса с повышенными параметрами ходкости 102

4.3. Возможности улучшения мореходности быстроходных катамаранов с помощью успокоителей килевой качки 113

5. Комплексная методика проектного обоснования скоростных судов, сочетающих статическое и динамическое поддержание 122

5.1. Формирование методики на основе выполненных исследований 122

5.La. Применение методики при обосновании пассажирских и пассажирско-автомобильных скоростных многокорпусных судов 135

5.2. Опыт проектирования, постройки и испытаний пассажирского катамарана типа «Сокол» 147

5.3. Возможности применения методики для скоростных судов другого назначения 151

Заключение 157

Литература 164 

Введение к работе:

Общая характеристика исследования

В1. Объект и цели исследования, научная новизна и практическая ценность V Объектом исследования является совокупность скоростных пассажирских и пассажирско-автомобильных паромов, взаимосвязь их общепроектных, эксплуатационно-экономических, гидродинамических, компоновочных, конструктивно-прочностных и технологических характеристик, методики их анализа и сопоставления. Целью исследования является разработка методики анализа и обоснования проектных характеристик скоростных пассажирских и пассажирско автомобильных катамаранов с акцентом на оптимизацию гидродинамических параметров и тех общепроектных характеристик, с которыми они наиболее тесно связаны. К важным задачам исследования относятся: обзорно-статистический г анализ проектных, построечных и методических работ по катамаранам, отбор рациональных целевых функций, выделение и ранжирование подсистем в проектной, построечной и эксплуатационной логико — математических моделях. В исследовании реализованы также способы и методы решения локальных проектных задач: построение теоретического чертежа, обоснование соотношений главных размерений и коэффициентов формы корпуса, решение архитектурно — компоновочных задач.

Основными новыми научными результатами диссертационного исследования являются: . формулирование методики, обеспечивающей для катамаранов нахождение с гармоничного сочетания общепроектных, гидродинамических и конструктивных решений при условии достижения наибольшей экономичности в процессе эксплуатации; обоснование выгодных параметров других типов судов, сочетающих статическое и динамическое поддержание;

обоснование рационального типа, проектирование, постройка пассажирского катамарана для конкретных линий Черноморского и Балтийского бассейнов; проектирование высокоскоростного катамарана с продольными и поперечными реданами, построенного в качестве лч буксировщика экспериментальных моделей; разработка опорных вариантов для формирования сетки типоразмеров паромов - катамаранов;

формулирование способа комплексного обоснования рациональной длины катамаранов, получение данных о взаимовлиянии корпусов многокорпусных судов в переходном режиме и при глиссировании и формулирование 5 рекомендаций для выбора горизонтального клиренса для переходного и . глиссирующего режимов;

обеспечение рациональной компоновки пассажирских помещений на основе учёта требований комфортабельности, соответствующих конкретным уровням мореходности; применение модульного подхода при создании пассажирских салонов с возможностью модификаций и с обеспечением вибро-и звукоизоляции;

создание на основе экспериментального поиска, отработки рациональной формы обводов и соотношений размерений катамаранов комплекта теоретических чертежей, обеспечивающих благоприятную ходкость и достижение высокой скорости при минимально возможных в конкретном -Я скоростном диапазоне энергетических затратах;

V обеспечение выбора рациональных проектных характеристик пропульсивного комплекса катамаранов с гребными винтами путём использованием оригинального метода расчёта располагаемых упоров для уточнённого определения достижимой скорости на ранних стадиях проектного обоснования;

формулирование для проектируемых катамаранов условий снижения инерционных нагрузок и линейных ускорений за счёт выбора параметров обводов и стабилизирующих устройств.

Практическая значимость диссертационного исследования состоит в проектном обеспечении постройки на основе разработанных методик реальных судов-катамаранов, в создании ряда перспективных проектных предложений, а также в применении полученных методов и способов в практике работы конструкторских организаций.

На основе методов, разработанных в диссертационном исследовании, спроектированы и построены морской скоростной пассажирский катамаран и катамаран — буксировщик.

В2. Обоснование актуальности

Среди скоростных пассажирских и пассажирско-автомобильных паромов почти половину составляют катамараны. Реально это означает около тысячи судов, эксплуатируемых, главным образом, на линиях Европы, Юго-Восточной Азии и Австралии. С учётом внутренних линий катамараны используются и российскими судовладельцами, некоторый опыт применения катамаранов имеется на Черном море. По своему научно - инженерному потенциалу Россия могла бы занять и более значительное место в проектировании, постройке и экспорте скоростных пассажирских катамаранов. Интенсивное практическое развитие этой группы судов недостаточно подкреплено теоретическими обоснованиями проектных характеристик, хотя специалисты-кораблестроители Санкт-Петербурга и Нижнего Новгорода в прошлые годы успешно вели как исследования, так и практические разработки в этой области. Зарубежных проектно-исследовательских работ и публикаций немного, преобладают конкретные полурекламные описания новых проектов. Как можно судить по этим описаниям, выбор габаритных характеристик катамаранов часто подчиняется задачам компоновки, что может приводить к неоптимальным показателям ходкости и качки. Особенно важным вопросом является обоснование рациональной длины, которая наиболее сильно влияет на самые важные показатели качеств и эффективность катамаранов. Во многих случаях в проектах катамаранов слишком развиваются боковые поверхности, что вполне коррелируется с благоприятной остойчивостью катамаранов, но может вызвать трудности с управляемостью. Дискуссионным является вопрос о рациональном типе движителя, поскольку в характерном для катамаранов диапазоне скоростей конкурентоспособны обычные, суперкавитирующие и частично .- погруженные гребные винты, а также водомёты. Требует оптимизации вопрос о выборе режима движения и, соответственно, о рациональном сочетании статических и динамических подъёмных сил, то есть либо о сохранении стабильного переходного режима, либо о применении глиссирования. По упомянутым вопросам некоторый практический опыт накоплен фирмами v Австралии, Японии, Южной Кореи, России, Норвегии, Германии, Италии, США, Англии. Сопоставление практических решений и расчётных методик специалистов перечисленных стран имеет важное методологическое значение. Таким образом, разработка методики проектирования катамаранов в качестве характерных представителей судов, сочетающих статические и динамические силы поддержания, является весьма актуальной.

; ВЗ.Публикации, апробация, внедрение По теме диссертационнного исследования имеется 28 публикаций в журналах Судостроение и Морской Вестник, в Трудах Ленинградского и Николаевского кораблестроительных институтов, в Трудах Ленинградского f института водного транспорта, а также в сборниках докладов Международных о конференций по морским интеллектуальным технологиям «Моринтех» и в сборниках НТО им. акад. А.Н. Крылова, а также имеется 20 патентов на изобретения.

По основным разделам диссертационного исследования делались доклады І» на научно-технических конференциях Санкт-Петербургского государственного морского технического университета и Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций в период с 1979 по 2003 годы, а также на международных конференциях по морским интеллектуальным технологиям 1997, 1999 и 2001 годов, на научно - технических семинарах и в НТО кораблестроителей им. акад А.Н, Крылова. Проектные предложения по разработанному на основе методики типоразмерному ряду скоростных многокорпусных судов были представлены на международных научно- технических выставках и семинарах в Санкт — Петербурге, Лондоне, Брюсселе, \ Гамбурге, Осло, Пирее (Греция), Котке (Финляндия), Лиме (Перу) с 1993 по 1999 годы.

На основе методов, разработанных в диссертационном исследовании, спроектированы и построены морской скоростной пассажирский катамаран типа «Сокол» для линий Туапсинского порта на Черном море, в настоящее _5 время переведенный для работы на линии Котка (Финляндия) — Выборг і Санкт-Петербург, катамаран — буксировщик для Нижегородского филиала ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова. Подготовлен также ряд перспективных проектных предложений. Разработанные методики использованы в практике работы Нижегородского филиала ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, Средне -Невского завода, Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций и Санкт-Петербургского государственного морского технического университета.

В4. Общая постановка задачи диссертационного исследования Диссертационное исследование направлено на разработку методики [7 анализа и обоснования проектных характеристик скоростных пассажирских и Q пассажирско-автомобилъных катамаранов с акцентом на оптимизацию гидродинамических параметров и наиболее тесно связанных с ними общепроектных характеристик.

Результаты разработки и практического внедрения методики анализа и обоснования проектных характеристик скоростных катамаранов смогут принести большую практическую пользу при разработке проектной документации в конструкторских бюро. Для обоснования методики выполнены проектные и экспериментальные исследования, позволяющие сформулировать принципы проектного анализа на начальных этапах создания пассажирских и пассажирско-автомобильных катамаранов, а также методы детальной разработки формы обводов, параметров теоретического чертежа, характеристик компоновки, ходкости, энергетики, остойчивости, качки, экономичности и других характеристик, обосновываемых на практических этапах создания «» проектной документации.

Непосредственная постановка задачи диссертационного исследования Ч заключается в том, чтобы на основе сложившихся в теории проектирования судов оптимизационных подходов (с учётом принципов доминантности) разработать конкретную методику обоснования проектных характеристик ы скоростных пассажирских катамаранов. Апробация методики проводилась параллельно с её разработкой в ходе выполнения проектных и построечных работ для конкретных заказчиков. В математическом плане в диссертационном исследовании дана общая формулировка оптимизационной задачи в рамках математического программирования и совокупность проектировочных формул и логико-математических процедур, позволяющих наполнить с оптимизационную задачу практическим содержанием.

Математическая постановка отдельных блоков оптимизации дается в соответствующих разделах.

В диссертационном исследовании показаны наиболее важные направления оптимизационного проектирования пассажирских и пассажирско автомобильных катамаранов и близких к ним других типов скоростных судов.

V Наиболее важными новыми результатами, полученными соискателем, являются следующие:

формулирование методики, обеспечивающей для катамаранов гармоничное сочетание общепроектных, гидродинамических и конструктивных решений при выполнении требований экономичной эксплуатации;

обоснование выгодных параметров других судов, сочетающих статическое и динамическое поддержание, - мореходных глиссеров и судов на гидролыжах;

обоснование рационального типа пассажирского катамарана для конкретных линий Черноморско-Азовского и Балтийского бассейнов;

формирование сетки типоразмеров скоростных пассажирских и пассажирско-автомобильных паромов - катамаранов;

проектирование катамарана с продольными и поперечными реданами, построенного в качестве буксировщика экспериментальных моделей;

создание на основе экспериментального поиска и отработки рациональной формы обводов и соотношений размерении катамаранов сетки их теоретических чертежей СК-1 СК 11, обеспечивающих благоприятную ходкость и достюкение высокой скорости при минимально возможных в конкретном скоростном диапазоне энергетических затратах;

формулирование метода анализа взаимовлияния корпусов многокорпусных судов, в том числе при глиссировании, и способа определения оптимального горизонтального клиренса;

обеспечение компоновочной рациональности пассажирских помещений на основе учёта реальных требований, соответствующих конкретным уровням мореходности;

применение модульного подхода при создании пассажирских салонов с возможностью модификаций и с обеспечением вибро- и звукоизоляции;

Разработка расчётной программы для определения на ранних стадиях проектирования катамаранов с гребными винтами располагаемых упоров винтов и их основных параметров в целях обеспечения режимов их бескавитационной работы до скоростей 35 - 37 узлов и выбора проектных характеристик пропульсивного комплекса, а также рациональных значений передаточного отношения редукторов;

формулирование для проектируемых катамаранов условий снижения инерционных нагрузок и линейных ускорений за счёт выбора параметров обводов и стабилизирующих устройств.

Подобные работы
Францев Михаил Эрнстович
Разработка методики проектирования верхних строений малых судов на основе многослойных оболочковых конструкций
Афрамеев Эдуард Аркадьевич
Экспериментальные и проектные исследования и разработка методов определения рациональных технических параметров высокоскоростных судов с динамическими принципами поддержания новых типов
Федотов Дмитрий Геннадьевич
Методика проектирования гибкого ограждения амфибийных судов на воздушной подушке
Захаров Алексей Игоревич
Методика исследования экспортной конкурентоспособности при проектировании скоростных судов и катеров
Могилевский Валерий Иосифович
Разработка методики оптимизации морского комплекса транспортных средств доставки грузов в пункты с необорудованным берегом
Курочкин Дмитрий Владимирович
Разработка методики проектного обоснования технических и архитектурно-компоновочных решений при прогнозировании развития авианосцев
Гайкович Борис Александрович
Разработка методики проектного оптимизационного обоснования судов обеспечения глубоководных работ
Сахновский Эдуард Борисович
Разработка методики проектного обоснования скоростных катамаранов с подводными крыльями
Емельянов Михаил Дмитриевич
Исследование накопления усталостных повреждений и разработка методики расчета вероятности их появления в продольных связях судокорпусных конструкций
Николаев Владимир Александрович
Обоснование методики оптимизационного проектирования скоростных пассажирских катамаранов

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