rmrsНаучно-технический сборник Российского морского регистра судоходстваResearch Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping2223-7097Российский морской регистр судоходстваTWDHMWrmrs-112Research ArticleПРОЧНОСТЬ СУДОВ И ПЛАВУЧИХ СООРУЖЕНИЙSTRENGTH OF SHIPS AND FLOATING FACILITIESОб определении расчетной температуры окружающего воздуха при выборе материалов корпусных конструкций на основе требований нормативных документовDefinition of design ambient temperature for the purpose of material selection for ship hull based on the normative documentsБойкоМ. С.BoykoM. S.

канд. техн. наук

191181; Миллионная ул., 7А; Санкт-Петербург

PhD

191181; Millionnaya ul., 7А; St. Petersburg

boyko.ms@rs-class.orgФАУ «Российский морской регистр судоходства»РоссияFAI Russian Maritime Register of ShippingRussian Federation2025040420250785164Copyright © Бойко М.С., 20252025Бойко М.С.Boyko M.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sbornik.rs-class.org/jour/article/view/112

   Объектом исследования в статье являются конструкции морских транспортных судов, подверженные длительному воздействию низких температур окружающего воздуха.

   Предметом исследования являются методы определения расчетной температуры окружающего воздуха при выборе стали для корпусных конструкций.

   Рассмотрены методы, которые базируются на требованиях нормативных документов. Выполнен обзор существующей отраслевой нормативной базы, включая Правила Российского морского регистра судоходства, требования Международной ассоциации классификационных обществ, Международной морской организации, Финско-шведской морской администрации, Береговой охраны США. Выполнены расчеты температуры на основе анализа открытой отечественной базы данных измерений с 2013 по 2024 гг. в зимний период для точек наблюдения в восточной части Балтийского моря (Финский залив) и на Северном морском пути. Проведено сопоставление значений температур, полученных по разным методикам. Приведены результаты применения методов теории вероятностей и математической статистики для определения значения расчетной температуры воздуха. Определены параметры нормального закона распределения расчетной температуры для рассмотренных точек наблюдения, получены вероятностные оценки требуемых значений температуры.

   The object of the study presented in the paper are the structures of ship hull subjected to the long-term influence of low ambient air temperature.

   The subject of the study are the methods aimed to define the value of design air temperature required to select the steel grade for hull structures.

   The methods addressed in the paper are based on the industry regulatory framework. The following requirements have been reviewed: rules of Russian Maritime Register of Shipping, International Association of Classification Societies, International Maritime Organization, Finnish-Swedish Maritime Administration, and US Coast Guard rules. The calculations of design temperature have been performed, which are based on the available Russian climate database for several observation points. The calculations cover the period of 2013—2024 for winter season in the eastern part of Baltic Sea (Gulf of Finland) and Northern Sea Route area. The comparison is made between different probability theory methods and statistics applied to define the value of design air temperature. Normal law parameters have been calculated for all the selected observation points. Eventually, the design temperatures have been calculated which are based on probability theory methods.

корпус суднанизкая температура воздухаБалтийское мореСеверный морской путьсуда ледового классаMDATDATship hulllow ambient temperatureBaltic SeaNorthern Sea Routeice class shipsMDATDATReferencesПравила классификации и постройки морских судов. Часть II. Корпус / Российский морской регистр судоходства. — СПб., 2025. [Электронный ресурс] URL: https://lk.rs-class.org/regbook/getDocument2?type=rules3&d=A011D0A4-F22C-4505-A3C4-332156964EDF&f=2-020101-174-2 (дата обращения 06. 03. 2025).Rules for the Classification and Construction of Sea-Going Ships. Part II. Hull / Russian Maritime Register of Shipping. St. Petersburg, 2025. URL: https://lk.rs-class.org/regbook/getDocument2?type=rules3&d=622C3FCC-4B74-4CC3-A8DA-CEDA96F19F2D&f=2-020101-174-2 (accessed 06. 03. 2025).UR S6 Use of Steel Grades for Various Hull Members — Ships of 90 m in Length and Above, Rev.9 Corr.2 Nov 2021 / International Association of Classification Societies. [Электронный ресурс] URL: https://iacs.s3.af-south-1.amazonaws.com/wp-content/uploads/2022/05/18114147/ur-s6rev9corr2.pdf (дата обращения 23. 11. 2024).UR S6 Use of Steel Grades for Various Hull Members — Ships of 90 m in Length and Above, Rev.9 Corr.2 Nov 2021. International Association of Classification Societies. URL: https://iacs.s3.af-south-1.amazonaws.com/wp-content/uploads/2022/05/18114147/ur-s6rev9corr2.pdf (accessed 23. 11. 2024).Руководство по применению положений Международного кодекса для судов, эксплуатирующихся в полярных водах (Полярного кодекса) / Российский морской регистр судоходства. — СПб., 2020. [Электронный ресурс] URL: https://lk.rs-class.org/regbook/getDocument2?type=rules3&d=735E29AC-610F-4D5C-9A50-7A70A9C2BE18&f=2-030101-031 (дата обращения 23. 11. 2024).Guidelines on Application of the International Code for Ships Operating in Polar Waters (Polar Code) / Russian Maritime Register of Shipping. St. Petersburg, 2020. URL: https://lk.rs-class.org/regbook/getDocument2?type=rules3&d=D06E341C-9467-4B4E-9CCD-CFD2464D91C9&f=2-030101-031 (accessed 23. 11. 2024).Resolution MSC.370(93). Amendments to the International Code for the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk (IGC Code), 2014. [Электронный ресурс] URL: https://wwwcdn.imo.org/localresources/en/KnowledgeCentre/IndexofIMOResolutions/MSCResolutions/MSC.370(93).pdf (дата обращения 13. 08. 2023).Resolution MSC.370(93). Amendments to the International Code for the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk (IGC Code), 2014. URL: https://wwwcdn.imo.org/localresources/en/KnowledgeCentre/IndexofIMOResolutions/MSCResolutions/MSC.370(93).pdf (accessed 13. 08. 2024).Правила классификации и постройки судов для перевозки сжиженных газов наливом. Часть IV. Хранение груза / Российский морской регистр судоходства. — СПб., 2024. [Электронный ресурс] URL: https://lk.rs-class.org/regbook/getDocument2?type=rules3&d=8E3390C1-F159-4EFE-B13E-8C6579548659&f=2-020101-176-4 (дата обращения 06. 03. 2025).Rules for the Classification and Construction of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk. Part IV. Cargo Containment / Russian Maritime Register of Shipping. St. Petersburg, 2024. URL: https://lk.rs-class.org/regbook/getDocument2?type=rules3&d=DF2953A4-CBA0-4DEF-BFBB-398204F28E49&f=2-020101-176-4 (accessed 06. 03. 2025).Guidelines for the Application of the 2017 Finnish-Swedish Ice Class Rules. TRAFI/708629/03.04.01.01/2018, 2019.Guidelines for the Application of the 2017 Finnish-Swedish Ice Class Rules. TRAFI/708629/03.04.01.01/2018, 2019.Convention on the Protection of the Marine Environment of the Baltic Sea Area, 2014. [Электронный ресурс] URL: https://helcom.fi/wp-content/uploads/2019/06/Helsinki-Convention_July-2014.pdf (дата обращения 23. 11. 2024).Convention on the Protection of the Marine Environment of the Baltic Sea Area, 2014. URL: https://helcom.fi/wp-content/uploads/2019/06/Helsinki-Convention_July-2014.pdf (accessed 23. 11. 2024).Revised HELCOM Recommendation 25/7, 2016. Baltic Marine Environment Protection Commission. [Электронный ресурс] URL: https://helcom.fi/wp-content/uploads/2019/06/Rec-25-7.pdf (дата обращения 23. 11. 2024).Revised HELCOM Recommendation 25/7, 2016. Baltic Marine Environment Protection Commission. URL: https://helcom.fi/wp-content/uploads/2019/06/Rec-25-7.pdf (accessed on 23. 11. 2024).US Coast Guard. 46 CFR § 154.176 — Longitudinal contiguous hull structure. [Электронный ресурс] URL: https://www.law.cornell.edu/cfr/text/46/154.176 (дата обращения 23. 11. 2024).US Coast Guard. 46 CFR § 154.176 — Longitudinal contiguous hull structure. URL: https://www.law.cornell.edu/cfr/text/46/154.176 (accessed 23. 11. 2024).Development of a Mandatory Code for Ships Operating in Polar Waters. Statistical data on temperature in polar and sub-polar regions. SDC 1/INF.12. International Maritime Organization, 2013.Development of a Mandatory Code for Ships Operating in Polar Waters. Statistical data on temperature in polar and sub-polar regions. SDC 1/INF.12. International Maritime Organization, 2013.Bridges R. A study on the specification of minimum design air temperature for ships and offshore structures / R. Bridges, K. Riska, L. Lu, M. du-Couedic-de-Kererant et al. // Ocean Engineering. — 2018. — Vol. 160. — Р. 478 — 489.Bridges R., Riska K., Lu. L., du-Couedic-de-Kererant M. et al. A study on the specification of minimum design air temperature for ships and offshore structures. Ocean Engineering. 2018. Vol. 160. Р. 478 — 489.Филин В.Ю. Обоснование требований МАКО и Регистра к выбору материалов корпусных конструкций, эксплуатируемых при низких климатических температурах. Часть 1. Сопротивление старту трещины / В. Ю. Филин, А.В. Ильин, А.В. Ларионов, Е.Д. Назарова // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2023. — № 72/73. — С. 48 — 58. — EDN: AJUOKJ.Filin V.Yu., Ilyin A.V., Larionov A.V., Nazarova E.D. Substantiation of IACS and RS requirements for the selection of hull materials for structures operated at low climatic temperatures. Part 1. Crack start resistance. Research Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping. 2023. No. 72/73. P. 48 — 58. (In Russ.)Карандашева Т.К. Современные тенденции изменения приземной температуры воздуха в регионе Баренцева и Карского морей / Т.К. Карандашева, Б.В. Иванов, В.И. Демин, А.Д. Ревина и др. // Российская Арктика. — 2024. — Т. 6. № 3. — С. 55 — 64. — DOI: 10.24412/2658-4255-2024-3-55-64.Karandasheva T.K., Ivanov B.V., Demin V.I., Revina A.D. et al. Current trends in surface air temperature changes in the Barents and Kara Seas region. Russian Arctic. 2024. Vol. 6. No. 3. P. 55 — 64. DOI: 10.24412/2658-4255-2024-3-55-64. (In Russ.)Алексеев Г.В. Связь между сокращением морских льдов и ростом температуры воздуха в Арктике / Г.В. Алексеев, Н.Е. Харланенкова // Лед и снег. — 2024. — № 1. — С. 96 — 105. — DOI: 10.31857/S2076673424010077.Alekseev G.V., Kharlanenkova N.E. On a relation between shrinking of sea ice coverage and climate warming in the marine Arctic. Led i Sneg [Ice and Snow]. 2024. Vol. 64. No. 1. P. 96 — 105. DOI: 10.31857/S2076673424010077. (In Russ.)Sulistiyono H. Estimating design temperatures in Arctic environments: A new approach / H. Sulistiyono, L.M. Lye, F.I. Khan, M. Yang et al. // 2014 OCEANS St. John's. St. John's, NL Canada. — DOI: 10.1109/OCEANS.2014.7002975.Sulistiyono H., Lye L.M., Khan F.I., Yang M. et al. Estimating design temperatures in Arctic environments: A new approach. 2014 OCEANS St. John's. St. John's, NL Canada. DOI: 10.1109/OCEANS.2014.7002975.Xiu Y. Estimating spatial distributions of design air temperatures for ships and offshore structures in the Arctic Ocean / Y. Xiu, Q. Wang, Z. Li, G. Li et al. // Polar Science. — 2022. — Vol. 34. — DOI: 10.1016/j.polar.2022.100875.Xiu Y., Wang Q., Li Z., Li G. et al. Estimating spatial distributions of design air temperatures for ships and offshore structures in the Arctic Ocean. Polar Science. 2022. Vol. 34. DOI: 10.1016/j.polar.2022.100875.Rutgersson A. Observed changes and variability of atmospheric parameters in the Baltic Sea region during the last 200 years / A. Rutgersson, J. Jaagus, F. Schenk, M. Stendel // Climate Research. — 2014. — Vol. 61. — P. 177 — 190. — DOI: 10.3354/cr01244.Rutgersson A., Jaagus J., Schenk F., Stendel M. Observed changes and variability of atmospheric parameters in the Baltic Sea region during the last 200 years. Climate Research. 2014. Vol. 61. P. 177 — 190. DOI: 10.3354/cr01244.Захарчук Е.А. Нестационарность гидрометеорологических процессов Балтийского моря в условиях меняющегося климата / Е.А. Захарчук, Е.Н. Литина, Ю.П. Клеванцов, В.Н. Сухачев и др. // Труды Государственного океанографического института. — 2017. — № 218. — С. 6 — 62. — EDN: YLMAZW.Zakharchuk E.A., Litina E.N., Klevantsov Y.P., Sukhachev V.P. et al. Nonstationarity of the hydrometeorological processes in the Baltic Sea at climate changing conditions. Trudy gosudarstvennogo okeanograficheskogo instituta [Transactions of the State Oceanography Institute]. 2017. No. 218. P. 6 — 62. EDN: YLMAZW. (In Russ.)Stont Z.I. General features of air temperature over coastal waters of the south-eastern Baltic Sea for 2004 — 2017 / Z.I. Stont, T.V. Bukanova // Russian Journal of Earth Sciences. — 2019. — № 3. — DOI: 10.2205/2019ES000657.Stont Z.I., Bukanova T.V. General features of air temperature over coastal waters of the south-eastern Baltic Sea for 2004 — 2017. Russian Journal of Earth Sciences. 2019. (3). DOI: 10.2205/2019ES000657.Tikka K. Tanker design considerations for safety and environmental protection of Arctic waters: Learning from past experience / K. Tikka, K. Riska, S. Liu // WMU Journal of Maritime Affairs. — 2008. — № 7. — Р. 189 — 204.Tikka K., Riska K., Liu S. Tanker design considerations for safety and environmental protection of Arctic waters: Learning from past experience. WMU Journal of Maritime Affairs. 2008. No. 7. P. 189 — 204.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.