rmrsНаучно-технический сборник Российского морского регистра судоходстваResearch Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping2223-7097Российский морской регистр судоходстваTBXALXrmrs-114Research ArticleПРОЧНОСТЬ СУДОВ И ПЛАВУЧИХ СООРУЖЕНИЙSTRENGTH OF SHIPS AND FLOATING FACILITIESМетодика разработки и практическая апробация расчетных зависимостей для определения ледовых нагрузок на конструкции ледовых усилений транспортных судов ледового плавания, основанных на новой модели динамического разрушения льдаMethodology for the development and practical testing of calculated dependencies for determining ice loads on the structures of ice reinforcements of ice-navigation transport vessels based on a new model of dynamic ice destructionАпполоновЕ. М.AppolonovE. M.

д-р техн. наук, профессор

191036; Лиговский пр., д. 6, корп. 2, лит. А; Санкт-Петербург

DSc, Professor

191036; Ligovsky pr., 6/2А; St. Petersburg

em_appolonov@cdb-lazurit.ruПлатоновВ. В.PlatonovV. V.

канд. физ.-мат. наук

196158; Московское ш., 44; Санкт-Петербург

PhD (Eng.)

196158; Moskovskoe sh., 44; St. Petersburg

viktorplatonov@yandex.ruТряскинВ. Н.TryaskinV. N.

д-р техн. наук, профессор

190008; Лоцманская ул., 3; Санкт-Петербург

DSc, Professor

190008; Lotsmanskaya ul., 3; St. Petersburg

vladimir.tryaskin@smtu.ruАО ЦКБ «Лазурит»РоссияLazurit CDBRussian FederationФГУП «Крыловский государственный научный центр»РоссияKrylov State Research CentreRussian FederationФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный морской технический университет»РоссияSt. Petersburg State Marine Technical UniversityRussian Federation2025040420250787495Copyright © Апполонов Е.М., Платонов В.В., Тряскин В.Н., 20252025Апполонов Е.М., Платонов В.В., Тряскин В.Н.Appolonov E.M., Platonov V.V., Tryaskin V.N.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/114

   Излагаются методика и алгоритм построения зависимостей для определения параметров расчетных ледовых нагрузок на бортовые конструкции судов ледового плавания, основанных на новой модели динамического разрушения льда (МДРЛ). Рассмотрены теоретические основы МДРЛ. Для построения расчетных зависимостей выполнены сбор и анализ представительной статистической информации по форме корпуса судов ледового плавания в широком диапазоне водоизмещения и для различных ледовых классов. На основе систематизации этой информации предложено разделение судов на несколько групп, отличающихся значениями параметров формы корпуса на уровне расчетной ватерлинии. Обоснованы исходные данные для выполнения расчетов ледовых нагрузок по новой модели. Структура исходных данных определяется матрицей планирования эксперимента — численного эксперимента с использованием специализированного программного обеспечения. Расчетные зависимости представлены в виде квадратичных регрессионных зависимостей. Настройка расчетных зависимостей для определения параметров ледовых нагрузок выполнена на основе расчетов ледовых нагрузок для реальных судов. Приведены результаты практической апробации расчетных зависимостей. Полученные результаты могут быть использованы для совершенствования требований Правил Российского морского регистра судоходства.

   A methodology and algorithm for constructing dependencies for determining the parameters of calculated ice loads on the on-board structures of ice navigation vessels based on a new model of dynamic ice destruction (MDRL) are described. The theoretical foundations of MDRL are considered. To construct the calculated dependencies, representative statistical information on the shape of the hull of ice navigation vessels was collected and analyzed in a wide range of displacement and for various ice classes. Based on the systematization of this information, it is proposed to divide ships into several groups, differing in the values of hull shape parameters at the level of the calculated waterline. The initial data for performing calculations of ice loads according to the new model are substantiated. The structure of the initial data is determined by the experiment design matrix — a numerical experiment using specialized software. The calculated dependencies are presented in the form of quadratic regression dependencies. The adjustment of the calculated dependencies for determining the parameters of ice loads is based on calculations of ice loads for real ships. The results of practical testing of the calculated dependencies are presented. The results obtained can be used to improve the requirements of the Rules of the Russian Maritime Register of Shipping.

судно ледового плаваниярайоны ледовых усилениймодель динамического разрушения льдарасчетные зависимости для определения ледовых нагрузокПравила Регистраice navigation vesselareas of ice reinforcementmodel of dynamic ice destructioncalculated dependencies for determining ice loadsRules of the RegisterReferencesПравила классификации и постройки морских судов. Ч. II «Корпус» / Российский морской регистр судоходства. — СПб., 2025.Rules for the Classification and Construction of Sea-Going Ships. Part II. Hull / Russian Maritime Register of Shipping. 2024.Курдюмов В.А. Гидродинамическая модель удара твердого тела о лед / В.А. Курдюмов, Д.Е. Хейсин // Прикладная механика. — 1976. — Т. 12. — № 10. — С. 103 — 109.Kurdyumov V.A., Kheisin D.E. Hydrodynamic model of the impact of a solid on ice. Soviet Applied Mechanics. 1976. Vol. 12. № 10. P. 1063 — 1068.Timco G.W. Drop impact tests on freshwater ice: spherical head / G.W. Timco, R.M.W. Frederking // Proceeding of the 10<sup>th</sup> IAHR Ice Symposium. Vol. 11. Espoo, Finland, Aug. 20 — 23, 1990. — P. 776 — 787.Timco G.W., Frederking R.M.W. Drop impact tests on freshwater ice: spherical head. Proceeding of the 10<sup>th</sup> IAHR Ice Symposium. Vol. 11. Espoo, Finland, Aug. 20 — 23, 1990. P. 776 — 787.Timco G.W. Laboratory impact tests on freshwater ice / G.W. Timco, R.M.W. Frederking // Cold Region Science and Technology. — 1993. — Vol. 22. — P. 77 — 97.Timco G.W., Frederking R.M.W. Laboratory impact tests on freshwater ice. Cold Region Science and Technology. 1993. Vol. 22. P. 77 — 97.Frederking R.M.W. Field tests of ice indentation of medium scale Hobson's choice ice island / R.M.W. Frederking, I.J. Jordaan, J.S. McCallum // Proceeding of the 10<sup>th</sup> IAHR Ice Symposium. Vol. 11. Espoo, Finland, Aug. 20 — 23, 1990. — P. 931 — 944.Frederking R.M.W., Jordaan I.J., McCallum J.S. Field tests of ice indentation of medium scale Hobson's choice ice island. Proceeding of the 10<sup>th</sup> IAHR Ice Symposium. Vol. 11. Espoo, Finland, Aug. 20 — 23, 1990. P. 931 — 944.Ritch R. Ice load impact measurements on the CCGS Louis S. St. Laurent during the 1994 Arctic Ocean crossing / R. Ritch, J. St. John, R. Browne, R. Sheinberg // Proceedings of the 18<sup>th</sup>International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering. July 11 — 16, 1999, St. John’s Newfoundland. — Paper OMAE99/P&A-1141.Ritch R, St. John J., Browne R., Sheinberg R. Ice load impact measurements on the CCGS Louis S. St. Laurent during the 1994 Arctic Ocean crossing. Proceedings of the 18<sup>th</sup> International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering. July 11 — 16, 1999, St. John’s Newfoundland. Paper OMAE99/P&A-1141.Апполонов Е.М. Ледовая прочность судов, предназначенных для круглогодичной арктической навигации / Е.М Апполонов. СПб.: СПбГМТУ, 2016. — 288 с.Appolonov E.M. Ledovaya prochnost' sudov, prednaznachennykh dlya kruglogodichnoi arkticheskoi navigatsii [Ice strength of ships designed for year-round Arctic navigation]. St. Petersburg: SPbGMTU, 2016. 288 p.Апполонов Е.М. Совершенствование методологии определения ледовых нагрузок / Е.М. Апполонов, А.В. Дидковский, М.А. Кутейников, А.Б. Нестеров // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2022. — № 25. — С. 83 — 100.Appolonov E.M., Didkovskii A.V., Kuteinikov M.A., Nesterov A.B. Sovershenstvovanie metodologii opredeleniya ledovykh nagruzok [Improving the methodology for determining ice loads]. Transactions of Russian Maritime Register of Shipping. 2002. No. 25 P. 83 — 100.Апполонов Е.М. Совершенствование требований Правил Регистра к ледовым усилениям судов и ледоколов / Е.М. Апполонов, В.В. Платонов, В.Н. Тряскин // Труды Крыловского государственного научного центра. — 2018. — Т. 3, № 385. — С. 18 — 28.Appolonov E.M., Platonov V.V., Tryaskin V.N. Improvement of RMRS ice strengthening requirements for ice class vessels and icebreakers. Transactions of the Krylov State Research Centre. 2018. Vol. 3. No. 385. — P. 18 — 28. (In Russ.)Апполонов Е.М. Новая модель динамического разрушения льда как основа для совершенствования требований Правил Регистра к ледовым усилениям судов и ледоколов / Е.М. Апполонов, В.В. Платонов // Труды Крыловского государственного научного центра. — 2019. — Т. 4, № 390. — С. 99 — 116.Appolonov E.M., Platonov V.V. New model of dynamic ice failure as basis for improvement of RS requirements to ice belts of ice-going ships and icebreakers. Transactions of the Krylov State Research Centre. 2019. Vol. 4. No. 390. P. 99 — 116. (In Russ.)Платонов В.В. Методические основы разработки расчетных зависимостей для определения ледовых нагрузок на конструкции ледовых усилений ледоколов, основанных на новой модели динамического разрушения льда / В.В. Платонов, В.Н. Тряскин // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2021. — № 62/63. — С. 78 — 88.Platonov V.V., Tryaskin V.N. Methodological basis for the calculation of ice loads acting on the icebreaker hull based on a new model of ice dynamic fracture. Research Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping. 2021. No. 62/63. P. 78 — 88. (In Russ.)Платонов В.В. Методика расчета допустимых скоростей движения судна во льдах на основе новой модели динамического разрушения льда / В.В. Платонов, В.Н. Тряскин, В.С. Мороз // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2024. — № 76. — С. 52 — 62.Platonov V.V., Tryaskin V.N., Moroz V.S. The method for determination of permissible speeds of ice-going ships based on a new model of dynamic ice destruction. Research Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping. 2024. No. 76. P. 52 — 62. (In Russ.)Платонов В.В. Методические основы определения расчетных ледовых нагрузок на корпус современных судов ледового плавания в носовом и кормовом районах / В.В. Платонов, В.Н. Тряскин // Арктика: экология и экономика. — 2019. — № 4 (36). — С. 83 — 98.Platonov V.V., Tryaskin V.N. Methodological basis for determining the design ice loads on the hull of modern ice vessels in the bow and stern areas. The Arctic: Ecology and Economics. 2019. No. 4 (36). P. 83 — 98. (In Russ.)Каштелян В.И. Приближенное определение усилий, разрушающих ледяной покров / В.И. Каштелян // Проблемы Арктики и Антарктики : сб. ст. — Л.: Морской транспорт, 1960. — Вып. 5. — С. 31 — 38.Kashtelyan V.I. Priblizhennoe opredelenie usilii, razrushayushchikh ledyanoi pokrov [An approximate definition of the forces that destroy the ice sheet]. Problemy Arktiki i Antarktiki [Problems of the Arctic and Antarctic : collection of articles]. Leningrad: Morskoi transport, 1960. Issue 5. P. 31 — 38.Хейсин Д.Е. Прочность ледяного поля под действием нагрузки, приложенной к его кромке / Д.Е. Хейсин // Современные вопросы ледоколостроения : сб. ст. Л.: Морской транспорт, 1960. — С. 133 — 152. (Труды ААНИИ. Т. 237.)Kheisin D.E. Prochnost' ledyanogo polya pod deistviem nagruzki, prilozhennoi k ego kromke [The strength of the ice field under the action of a load applied at the edge]. Modern Issues of Icebreaking. Leningrad: Morskoi transport, 1960. P. 133 — 152. (Transactions of the Arctic Research Institute. T. 237.)Рылин А.Я. Испытание судов во льдах / А.Я. Рылин, Д.Е. Хейсин. — Л.: Судостроение, 1980. — 208 с.Rylin A.Ya., Kheisin D.E. Ispytanie sudov vo l'dah [Ice trials of ships]. Leningrad: Sudostroenie, 1980. 208 p.Правила классификации и постройки морских судов. Ч. I «Классификация» / Российский морской регистр судоходства. — СПб., 2025.Rules for the Classification and Construction of Sea-Going Ships. Part I. Classification. / Russian Maritime Register of Shipping. 2025.Тряскин В.Н. Методология автоматизированного проектирования конструкций корпуса судна : дис. … д-ра техн. наук. Разд. 3.2. Применение аппарата планирования эксперимента при автоматизированном проектировании конструкций корпуса судна / В.Н. Тряскин. — 2007. — С. 143 — 179.Tryaskin V.N. Metodologiya avtomatizirovannogo proektirovaniya konstruktsiy korpusa sudna. Razdel 3.2 [Methodology of computer-aided design of ship hull structures. Part 3.2.: DSc thesis]. St. Petersburg, 2007.

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