rmrsНаучно-технический сборник Российского морского регистра судоходстваResearch Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping2223-7097Российский морской регистр судоходстваrmrs-68Research ArticleБЕЗОПАСНОСТЬ МОРЕПЛАВАНИЯ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫMARITIME SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTIONБезопасная дистанция ледокольной проводки судов с винторулевыми колонкамиSafe distance for icebreaker escorting of ships with podded propulsorsТаровикО. В.TarovikO. V.

канд. техн. наук

Санкт-Петербург

PhD

St. Petersburg

oleg.tarovik@bureauhyperborea.ruООО «Бюро Гиперборея»РоссияLLC Bureau HyperboreaRussian Federation202229102024166/67418Copyright © Таровик О.В., 20242024Таровик О.В.Tarovik O.V.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/68

В статье представлена расчетная зависимость для оценки безопасной дистанции ледокольной проводки судов с винторулевыми колонками (ВРК). Зависимость получена в результате упрощенной трактовки процессов, происходящих при торможении судна во льдах. Ледовое сопротивление судна в канале за ледоколом рассчитывается с помощью эмпирических формул, в которые входят основные проектные параметры, такие как тяга на швартовном режиме, максимальная скорость на чистой воде и другие. Выполнен анализ влияния различных факторов на расчетную дистанцию останова. Предложенная зависимость верифицирована на основе данных модельного эксперимента по останову газовоза типа Ямалмакс в канале за ледоколом Лидер во льдах толщиной 1,5 м. Помимо этого выполнено сопоставление результатов расчетов по предлагаемой зависимости с натурными дистанциями проводки газовоза «Кристоф де Маржери» в ходе транзитного рейса по Северному морскому пути (СМП) в феврале 2021 года. Показано, что средняя дистанция проводки в ходе реальной эксплуатации во льдах оказывается существенно выше расчетной безопасной дистанции во льдах и больше соответствует безопасной дистанции в условиях чистой воды.

The article presents a formula to estimate a safe distance for icebreaker escorting of ships with azimuth thrusters. The formula has been obtained using a simplified representation of the processes that occur during ship stopping in ice. Ice resistance of a ship in the channel behind the icebreaker has been calculated using empirical formulae that include the main design parameters of a ship, such as bollard pull, maximum speed in open water, and others. The article also contains an analysis of the influence of various factors on safe distance. The formula has been verified by the model experiment on the stopping of Yamalmax-type LNG carrier in the channel behind the Leader-type icebreaker in 1,5 m thick ice. In addition, the calculation results were compared the full-scale distances between the Christophe de Margerie LNG-carrier and leading icebreaker during a transit voyage along the Northern Sea Route in February 2021. Average full-scale distances have been found to be significantly higher than calculated safe distance, and more corresponding to safe distance in open water conditions.

ледокольная проводкадистанция до ледоколабезопасная дистанцияинерция суднадвижение в каналеicebreaker assistancedistance to icebreakersafe distanceship inertiaoperation in channelReferencesРывлин А.Я., Хейсин Д.Е. Испытания судов во льдах. Л.: Судостроение, 1980. 208 с.Ryvlin A.Ya., Kheysin D.E. Ispytaniya sudov vo ldakh [Ship ice trials]. Leningrad: Sudostroyeniye [Shipbuilding], 1980, 208 p.Методические рекомендации по выполнению расчета допустимых режимов движения судна во льдах, СПб. 2012. 18 с.Metodicheskiye rekomendatsii po vypolneniyu rascheta dopustimykh rezhimov dvizheniya sudna vo ldakh [Guidance on Calculation of Permissible Ship Motions when Navigating in Ice]. St. Petersburg. Russian Maritime Register of Shipping, 2012, 18 p.Goncharov V.K., Klementieva N.Yu. Problem statement on the vessel braking within ice channel. Transportation Safety and Environment. Vol. 3, Issue 1. 2021. pp. 50 — 56, https://doi.org/10.1093/tse/tdaa032.Goncharov V.K., Klementieva N.Yu. Problem statement on the vessel braking within ice channel. Transportation Safety and Environment. Vol. 3, Issue 1. 2021. pp. 50 — 56, https://doi.org/10.1093/tse/tdaa032.Zhang W., Goerlandt F., Kujala P., Qi Y. A coupled kinematics model for icebreaker escort operations in ice-covered waters. Ocean Engineering. Vol. 167, 2018. pp. 317 — 333 https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2018.08.035.Zhang W., Goerlandt F., Kujala P., Qi Y. A coupled kinematics model for icebreaker escort operations in ice-covered waters. Ocean Engineering. Vol. 167, 2018. pp. 317 — 333 https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2018.08.035. 5. Zhang W., Zoua Z., Goerlandt F., Qi Y., Kujala P. A multi-ship following model for icebreaker convoy operations in icecovered waters. Ocean Engineering. Vol. 180, 2019. pp. 238 — 253 https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2019.03.057.Zhang W., Zoua Z., Goerlandt F., Qi Y., Kujala P. A multi-ship following model for icebreaker convoy operations in icecovered waters. Ocean Engineering. Vol. 180, 2019. pp. 238 — 253 https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2019.03.057.Zhang M., Zhang D., Fu S., Yan X., Goncharov V. Safety distance modeling for ship escort operations in arctic ice-covered waters. Ocean Engineering. Vol. 146, 2017. pp. 202 — 216. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2017.09.053.Zhang M., Zhang D., Fu S., Yan X., Goncharov V. Safety distance modeling for ship escort operations in arctic ice-covered waters. Ocean Engineering. Vol. 146, 2017. pp. 202 — 216. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2017.09.053.Dobrodeev A.A., Sazonov K.E. Opredelenie bezopasnoy distantsii provodkikrupnotonnazhnykh sudov vo ldah [Determination of the safe distance for heavy-tonnage ships escorting in ice]. [Research Bulletin of Russian Maritime Register of Shipping]. 2019. Nos. 54/55. pp. 8 — 16.Добродеев А.А., Сазонов К.Е. Определение безопасной дистанции проводки крупнотоннажных судов во льдах // Научнотехнический сборник Российского морского регистра судоходства. 2019. № 54/55. c. 8 — 16.Gofman A.D. Dvizhitelno-rulevoy kompleks i manevrirovanie sudna [Propulsion and steering complex and vessel maneuvering]. Handbook. Leningrad: Sudostroyeniye [Shipbuilding], 1988, 360 p.Гофман А.Д. Движительно-рулевой комплекс и маневрирование судна. Справочник. – Л.: Судостроение, 1988. 360 с.Sazonov K.E. Teoreticheskie osnovy plavaniya sudov vo ldah [Theoretical foundations of ship navigation in ice]. Krylov State Research Centre. St. Petersburg. 2010. 274 p.Сазонов К.Е. Теоретические основы плавания судов во льдах. Издательство ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова. Санкт-Петербург, 2010. 274 с.Olkhovik E.O. Analiz skorostnykh rezhimov SPG-tankerov v akvatorii Severnogo morskogo puti v period zimnej navigatsii 2017 — 2018 [Analysis of speed regime LNG-tankers in the Northern Sea Route in period of winter navigation 2017 — 2018]. Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S.O. Makarova. 2018. Vol. 10. No. 2. pp. 300 — 308. https://doi.org/10.21821/2309-5180-2018-10-2-300-308.Ольховик Е.О. Анализ скоростных режимов СПГ-танкеров в акватории Северного морского пути в период зимней навигации 2017 — 2018 гг. // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. 2018. Т. 10. № 2. c. 300 — 308. https://doi.org/10.21821/2309-5180-2018-10-2-300-308.Andryushin A., Fedoseev S., Kuteinikov M. Ledovye nagruzki na korpus vintorulevykh kolonok sudov ledovogo plavaniya [Ice loads on pod unit bodies of ice-going ships]. Transactions of the Krylov State Research Centre. 2020. Special Edition 2: pp.19 — 30 https://doi.org/10.24937/2542-2324-2020-2-S-I-19-30.Андрюшин А.В., Федосеев С.С., Кутейников М.А. Ледовые нагрузки на корпус винторулевых колонок судов ледового плавания. Труды КГНЦ. Спец. вып. 2. 2020. с. 19 — 30. https://doi.org/10.24937/2542-2324-2020-2-S-I-19-30.Nowicki J. Stopping of Ships Equipped with Azipods. TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. Vol 8, No 3. 2014. pp. 373 — 376. https://doi.org/10.12716/1001.08.03.07.Nowicki J. Stopping of Ships Equipped with Azipods. TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. Vol 8, No 3. 2014. pp. 373 — 376. https://doi.org/10.12716/1001.08.03.07.Tsoy L.G., Bogdanov A.A. Matematicheskaya model dvizheniya sudna vo ldah pod provodkoy ledokola [Mathematical model of the ship's movement in ice under the icebreaker assistance] // Perspektivnye tipy sudov i ih morekhodnye kachestva [Promising types of ships and their seaworthiness]. Sbornik nauchnyh trudov CNIIMF. Vol. 285. 1983. pp. 95 — 99.Цой Л.Г., Боганов А.А. Математическая модель движения судна во льдах под проводкой ледокола // Перспективные типы судов и их мореходные качества. Сборник научных трудов ЦНИИМФ. вып. 285. 1983, с. 95 — 99.Riska K., Wilhelmson M., Englund K., Leiviska T. Performance of merchant vessels in ice in the Baltic/ Research report No 52. Helsinki University of Technology. Ship Laboratory. Espoo, December 1997. 73 p.Riska K., Wilhelmson M., Englund K., Leiviska T. Performance of merchant vessels in ice in the Baltic/ Research report No. 52. Helsinki University of Technology. Ship Laboratory. Espoo, December 1997. 73 p.Lindqvist, G., 1989. A straightforward method for calculation of ice resistance of ships. Proceedings of POAC 89. Vol. 2. 1989. pp. 722 — 735.Lindqvist G., 1989. A straightforward method for calculation of ice resistance of ships. Proceedings of POAC 89. Vol. 2. 1989. pp. 722 — 735.Grochowalski S., Hermanski G. Ship Resistance and Propulsion in Ice-Covered Waters: An Experimental Study. Transactions — Society of Naval Architects and Marine Engineers. vol 119. 2011. pp. 67 — 92.Grochowalski S., Hermanski G. Ship Resistance and Propulsion in Ice-Covered Waters: An Experimental Study. Transactions — Society of Naval Architects and Marine Engineers. Vol. 119. 2011. pp. 67 — 92Jeong S.-Y., Choi K., Kim H.-S. Investigation of ship resistance characteristics under pack ice conditions. Ocean Engineering. Volume 219, 1 January 2021, 108264. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2020.108264.Jeong S.-Y., Choi K., Kim H.-S. Investigation of ship resistance characteristics under pack ice conditions. Ocean Engineering. Volume 219, 1 January 2021, 108264. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2020.108264Jeong S.-Y., Choi K., Kim H.-S. Investigation of ship resistance characteristics under pack ice conditions. Ocean Engineering. Volume 219, 1 January 2021, 108264. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2020.108264

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