Методика разработки и практическая апробация расчетных зависимостей для определения ледовых нагрузок на конструкции ледовых усилений транспортных судов ледового плавания, основанных на новой модели динамического разрушения льда

   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.

1. Правила классификации и постройки морских судов. Ч. II «Корпус» / Российский морской регистр судоходства. — СПб., 2025.

2. 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.

3. Timco G.W. Drop impact tests on freshwater ice: spherical head / G.W. Timco, R.M.W. Frederking // Proceeding of the 10^th IAHR Ice Symposium. Vol. 11. Espoo, Finland, Aug. 20 — 23, 1990. — P. 776 — 787.

4. 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.

5. 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^th IAHR Ice Symposium. Vol. 11. Espoo, Finland, Aug. 20 — 23, 1990. — P. 931 — 944.

6. 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^thInternational Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering. July 11 — 16, 1999, St. John’s Newfoundland. — Paper OMAE99/P&A-1141.

7. Апполонов Е.М. Ледовая прочность судов, предназначенных для круглогодичной арктической навигации / Е.М Апполонов. СПб.: СПбГМТУ, 2016. — 288 с.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.)

16. Рылин А.Я. Испытание судов во льдах / А.Я. Рылин, Д.Е. Хейсин. — Л.: Судостроение, 1980. — 208 с.

17. Правила классификации и постройки морских судов. Ч. I «Классификация» / Российский морской регистр судоходства. — СПб., 2025.

18. 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.