Preview

Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства

Расширенный поиск
№ 78 (2025)
Скачать выпуск PDF

БЕЗОПАСНОСТЬ МОРЕПЛАВАНИЯ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

4-15 1155
Аннотация

   Работа посвящена вопросу назначения размеров охраняемой зоны (security area) в ходе выполнения бункеровки СПГ методом «автоцистерна — судно». Были предложены исходные данные для сценария выполнения расчета (место утечки, оборудование, подверженное повреждениям, давление и параметры СПГ внутри шланга, размеры шланга для передачи бункерного СПГ), полученные в ходе выполнения оценки рисков проведения данной операции. В статье обобщены и проанализированы материалы исследований отечественных и зарубежных ученых, а также профильных руководящих документов. При решении задачи определения размера охраняемой зоны при бункеровке судна СПГ при помощи автоцистерны скорость истечения СПГ определялась двумя способами: по оригинальной методике проф. д. ф.-м. н. В. А. Павловского и по приближенной аппроксимирующей зависимости из стандарта IEC 60079-10-1:2021, показавшим в значительной степени близкие результаты. Описанный здесь расчетный алгоритм может быть использован при назначении размеров опасной зоны при планировании бункеровки СПГ методом «автоцистерна — судно».

ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ НА МОРСКОМ ТРАНСПОРТЕ

16-22 130
Аннотация

   В работе затрагивается нормативная база климатических проектов на водном транспорте.

   Целью исследования является построение логической последовательности действий для оценки применимости того или иного вида климатического проекта на водном транспорте.

   Задачей исследования является эксперимент по применению метода экспертной оценки для определения целесообразности создания климатического проекта в соответствии с выделенными критериями, а также сравнения климатических проектов, имеющих общие цели и различающихся исполнением.

   Обобщены и проанализированы материалы исследований отечественных и зарубежных ученых, а также профильных руководящих документов. В исследовании продемонстрирована нормативная база применения климатических проектов, а также намечены основные пути оценки применимости климатических проектов на водном транспорте. Дальнейшими шагами авторов станут оценка привлекательности участия заинтересованных лиц в климатических проектах, касающихся внесения изменений в конструкцию или устройство судна с целью удовлетворения формальным признакам климатического проекта.

23-34 160
Аннотация

   Целью настоящей статьи является оценка влияния на морскую отрасль и определения последствий вступления в силу новых российских нормативных документов, регламентирующих выбросы парниковых газов.

   В статье произведено сравнение требований нормативных документов стратегического планирования Российской Федерации по ограничению выбросов парниковых газов, а также аналогичных документов ИМО. Определены разночтения в методиках пересчета выбросов СО2 ИМО и профильных российских документов. Определены различия в значениях коэффициента пересчета одной тонны топлива в СО2, указанных в этих нормативных документах. Сделан вывод о дублировании требований Приложения VI к Конвенции МАРПОЛ и 296-ФЗ для судов валовой вместимостью более 5000, что может привести к необходимости двойной отчетности и, в перспективе, дублированию мер по сокращению выбросов парниковых газов. Влияние применения ППРФ № 355 на отрасль было оценено путем сравнения области его применения с данными о выбросах CO2 с судов под российским флагом.

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, АВТОМАТИЗАЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ

35-43 222
Аннотация

   Приведены основные положения концепции полной автономности морского надводного дистанционно управляемого судна (МАНС). Исследование данного вопроса позволяет разработать структуру системы автоматического управления МАНС. Ставится цель помочь проектанту разработать концепцию САУ МАНС. Приведены этапы решения задачи разработки структуры САУ МАНС в соответствии с требованиями Положений по классификации морских автономных и дистанционно управляемых надводных судов РМРС. Сформирован перечень источников информации, образующих ситуационную осведомленность системы управления. Определен минимум необходимых подтверждений того, что представленная проектировщиком концепция обеспечивает уровень безопасности МАНС, эквивалентный или лучший по сравнению с обычным судном.

МОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА СУДОВ

44-50 145
Аннотация

   Актуальность выбранной темы исследования объясняется активным развитием автономного судовождения и необходимостью решения проблем, возникающих в процессе эксплуатации морских автономных надводных судов.

   В данной работе приведен обзор некоторых моделей прогнозирования качки судна на нерегулярном волнении, построенных на основе искусственных нейронных сетей. Практическое преимущество рассмотренных подходов заключается в возможности их применения в составе относительно малопроизводительных бортовых вычислительных комплексов автономных судов, где экономически нецелесообразно или технически невозможно размещение высокопроизводительных вычислительных кластеров, а результаты расчетов должны получаться в реальном времени. Сделан вывод, что результаты расчетов, полученные с помощью рассмотренных моделей, имеют существенную погрешность прогнозирования параметров качки судна вблизи экстремумов кривой углов бортовой и килевой качки, что ставит под вопрос безопасность их применения.

ПРОЧНОСТЬ СУДОВ И ПЛАВУЧИХ СООРУЖЕНИЙ

51-64 134
Аннотация

   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.

65-73 200
Аннотация

   Немаловажным аспектом защиты национальных интересов России в Арктике является использование судостроительных сталей, обеспечивающих отсутствие хрупких разрушений при низких температурах эксплуатации. Хладостойкость сталей проверяется с помощью специальных механических испытаний, требования к результатам которых должны иметь расчетное обоснование. В статье рассмотрено моделирование конструкционных элементов из листовой стали и образцов методом конечных элементов (МКЭ) и представлено описание предлагаемых условий конкурирующего вязкого и хрупкого разрушения. Локальные условия разрушения связывают событие хрупкого разрушения с достижением критического значения жесткости напряженного состояния, вязкого разрушения — с накопленной пластической деформацией отрыва и сдвига. Их совместное применение в расчетах позволяет моделировать вид излома и количественно оценивать соотношение различных параметров, например, в случае испытания падающим грузом — доли волокнистой составляющей и работы разрушения, а также оценивать трещиностойкость, необходимую для торможения трещины в типовом конструкционном элементе. Это позволяет перейти к обоснованию требований к результатам испытаний по определению температур вязко-хрупкого перехода.

74-95 204
Аннотация

   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.

96-110 186
Аннотация

   Суда с широким раскрытием палубы, в частности контейнеровозы, играют существенную роль в современной морской логистике и транспортировке грузов. Однако разработка и эксплуатация этих судов сопряжены с рядом технических сложностей, таких как проблемы прочности и жесткости корпусов. Традиционные системы набора перекрытий формируют каркас из брусьев, пересекающихся под прямыми или близкими к ним углами, что создает систему прямоугольных рамок. Такие рамки обладают относительно низкой жесткостью при сдвиговых деформациях, возникающих при кручении корпуса судна.

   В этом контексте актуальность работы обусловлена предложением увеличить сдвиговую жесткость перекрытий корпуса введением в набор перекрытий диагональных элементов.

   Такую систему набора можно назвать диагональной. Она превращает прямоугольные рамки в треугольные, значительно увеличивая их сопротивление сдвигу. Работа направлена на разработку диагональной системы набора бортового перекрытия на судах с широким раскрытием палубы для обеспечения жесткости и прочности корпуса в соответствии с требованиями Правил Российского морского регистра судоходства.

МЕХАНИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ И ДВИЖИТЕЛИ

111-118 132
Аннотация

   Статья посвящена вопросам оптимизации двухступенчатого коническо-цилиндрического редуктора по условию минимизации массы зубчатых колес. Минимальные массо-габаритные характеристики редуктора являются его важным конкурентным преимуществом. При конструировании многоступенчатых редукторов необходимо выбирать такие передаточные числа по ступеням, которые обеспечивали бы минимальные размеры механизма. Таким образом, оптимальный выбор передаточных чисел ступеней отражается на объеме, а значит, и массе колес в каждой ступени. Обзор имеющейся литературы на эту тему указывает на различную глубину анализа взаимосвязей эксплуатационных и конструктивных параметров механизма. Проведенные авторами теоретические исследования показали, что на результаты разбивки передаточного отношения редуктора по ступеням влияют прежде всего величины момента на выходном валу и общего передаточного отношения, вид термообработки колес и ряд конструктивных ограничений. Составлена целевая функция, учитывающая перечисленные факторы и представляющая собой минимизируемый объем зубчатых колес. Поиск минимума целевой функции осуществлялся в заданных диапазонах геометрических и прочностных параметров деталей и узлов редуктора, а также его эксплуатационных показателей. Результаты минимизации представлены в виде зависимости передаточного числа цилиндрической ступени от передаточного отношения редуктора, вида термообработки колес и момента на выходном валу. Также даны результаты расчета минимального допустимого передаточного числа цилиндрической ступени в зависимости от передаточного отношения двухступенчатого коническо-цилиндрического редуктора, при котором отсутствуют, в частности подсекание тихоходного вала и внедрение фрезы в опорную шейку конической вал-шестерни; показано сравнение с существующими рекомендациями.

119-133 141
Аннотация

   В статье проанализировано текущее состояние рынка малооборотных судовых двигателей (МОД). Приведены основные требования к судовым двигателям, выдвигаемые Международной морской организацией (ИМО) в части энергоэффективности и эмиссии вредных веществ. Кратко рассмотрены дальнейшие пути совершенствования МОД в части снижения выбросов СО2 путем перехода на безуглеродное судовое топливо — аммиак. Показано, что в условиях отсутствия возможности приобрести лицензию на производство таких двигателей организация в России собственного производства МОД в разумные сроки маловероятна. Приведен краткий обзор конструкции и истории развития свободнопоршневых двигателей (СПД) и их применения на судах в качестве МОД. Показана возможность замены МОД классической конструкции на СПД с учетом современных требований по экологичности и экономичности судовых двигателей. Дана информация о ходе работ по проекту-демонстратору возможностей СПД в качестве МОД.

   Задача автора статьи – привлечь внимание к альтернативному традиционным МОД пути развития отечественного судового двигателестроения на базе свободнопоршневой технологии.

134-142 197
Аннотация

   В статье рассмотрены вопросы расчетного обеспечения проектирования судовых систем обогрева балласта. Балластные цистерны судна, в которые принимается забортная вода, для предотвращения замерзания воды должны быть оборудованы системой обогрева. Обогрев выполняется теплоносителями, циркулирующими по змеевикам, установленным в цистернах. Определение длин змеевиков и расходов теплоносителей является актуальной задачей с учетом недостаточности информации по данному вопросу, содержащейся в отраслевой нормативно-технической документации. В настоящее время для решения указанной расчетной задачи отсутствует соответствующее программное обеспечение, что приводит к необходимости проведения расчетов аналитическим путем. В работе приводятся общие сведения об устройстве и принципе работы судовых систем обогрева балласта и рекомендуемый типовой алгоритм расчета. Также в статье содержится пример расчета для условной цистерны известных размеров.

143-154 192
Аннотация

   Для таких судов, как паромы, буксиры, тральщики, специальные суда, предназначенные для выполнения работ на морском шельфе, важным показателем является высокая маневренность. Уникальную возможность достижения высокой маневренности судна предоставляет применение крыльчатого движителя. По существу, он выполняет функции винторулевого комплекса, поскольку сочетает в себе преимущества винта регулируемого шага и активного руля. Судно, оборудованное крыльчатыми движителями, может плавно изменять скорость и направление движения, разворачиваться на месте, двигаться лагом (т. е. бортом вперед). Однако широкое применение этого типа движителя сдерживается сложностью и высокой стоимостью как самого движителя, так и гидравлической системы, применяемой для дистанционного управления. В статье рассматривается способ упрощения проектирования и изготовления системы управления крыльчатым движителем за счет применения и адаптации конструктивных модулей, входящих в состав системы дистанционного управления главным судовым дизелем.

155-171 137
Аннотация

   Целью статьи является рассмотрение проблем двухконтурных и одноконтурных систем охлаждения для повышения их надежности.

   В статье рассматриваются причины аварий на судах, связанные с затоплением машинных отделений из-за коррозионных разрушений труб и элементов в двухконтурных системах охлаждения. Указывается, что, несмотря на нормативные требования Регистра, направленные на повышение надежности таких систем, проблемы коррозионного износа трубопроводов остаются актуальными и влияют на эксплуатацию судов. Для полного исключения опасностей затопления предлагается более широко применять одноконтурные системы с забортными охладителями. Отмечается главное ограничение для более широкого применения забортных теплообменных аппаратов: низкий коэффициент теплообмена, обусловленный естественной циркуляцией забортной воды в теплом ящике и ограничениями в Правилах Регистра по применению килевых охладителей для судов ледового класса. Для расширения практики применения забортных охладителей на судах предлагается ввести в Правила Регистра определение «обшивочный охладитель». Это позволит применять к таким охладителям требования менее строгие по сравнению с килевыми охладителями, что позволит расширить их применение на судах ледового плавания. Для интенсификации теплообмена в забортных охладителях предлагается оптимизировать конструкцию тепловых и кингстонных ящиков следующим путем: организовать в них естественную циркуляцию или создать принудительную циркуляцию забортной воды через охладитель с помощью водоструйного эжектора, используя водопожарную систему.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2223-7097 (Print)