БЕЗОПАСНОСТЬ МОРЕПЛАВАНИЯ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
В статье проанализированы техническое состояние двигателей пожарных автомобилей, эксплуатируемых на территории Российской Федерации, и требования, предъявляемые к техническим нормативам их экологической безопасности применительно к условиям производства (сертификации при выпуске в обращение) и эксплуатации в России. Приведены научно обоснованные концепция, технические и технологические решения по обеспечению нормативов на поллютанты и парниковые газы двигателей пожарных автомобилей. В качестве стратегического направления улучшения их экологического состояния в эксплуатации, предлагается концепция, основанная на технологии диагностики технического состояния двигателей по данным анализа состава выхлопных газов, их нейтрализации на выпуске и применения водно-топливных микроэмульсий дизельного топлива, стабилизированных поверхностно-активными веществами. Показано, что внедрение предлагаемых решений повышает безопасность на два экологических класса.
В статье представлен анализ принятой Международной морской организацией в июле 2023 года новой Стратегии по сокращению выбросов парниковых газов с судов. Отмечены основные изменения по сравнению с предыдущим аналогичным документом 2018 года, в частности, касательно масштаба задач по декарбонизации международного судоходства и предлагаемых мер-кандидатов практического характера. Обозначены потенциальные проблемы и вопросы, связанные с осуществлением Стратегии ИМО 2023 посредством разработки новых требований МАРПОЛ и планируемого пересмотра существующих требований по эксплуатационной углеродоемкости судов. В итоговой части представлены основные выводы о возможном воздействии Стратегии ИМО 2023 на деятельность ИМО по созданию международно-правовых рамок для судоходства на ближайшую и отдаленную перспективу в части реагирования на климатические изменения.
В работе рассматриваются вопросы определения углеродного следа транспортых услуг при использовании судов с ледовым классом, эксплуатирующихся на арктических трассах. Целью исследования является выявление альтернативных способов оценки конструктивного коэффициента эффективности транспортных ледовых судов для дальнейшего его использования в целях корпоративного учета углеродных единиц, определения углеродного следа транспортной услуги, а также оценки влияния погодных условий трассы Северного морского пути на величину углеродного следа, оставляемого судном, совершающим грузовой переход от Обской губы в восточном направлении в летне-осенний период. В исследовании даны рекомендации по использованию методик расчета углеродного следа транспортной услуги, базирующихся на конструктивных коэффициентах энергоэффективности судов, позволяющие использовать методику для решения задач по планированию деятельности транспортных компаний, направленной на модернизацию флота и извлечения прибыли из совокупности профильной деятельности и участия в новообразованной торговле углеродными единицами.
В настоящее время уголь по-прежнему играет важную роль в мировой экономике. По оценкам запасов ископаемого угля в мире, его хватит на 200 — 250 лет при сохранении темпов его расхода. Его доля в мировом потреблении топливно-энергетических ресурсов составляет около 30 %, при этом до 40 % мировой электроэнергии производится на угольных электростанциях. Однако существует ряд экологических, экономических и технологических сложностей, связанных с использованием угля в энергетике. Решением проблем является совершенствование технологии добычи и процесса обогащения угля, а также разработка новых экологичных видов топлива на его основе. Одним из таких видов топлив является водоугольнoе топливо (ВУТ). В статье представлены результаты численного моделирования сжигания ВУТ в судовом водогрейном котле малой мощности. Модель была построена в программном комплексе ANSYS Fluent на базе разработанной математической модели процессов гидродинамики, тепломассообмена и кинетики термохимических преобразований топлива при горении ВУТ. Проанализированы различные варианты работы котла, позволяющие обеспечить режимы как твердого, так и жидкого шлакоудаления для обеспечения низких вредных выбросов в окружающую среду.
ПРОЧНОСТЬ СУДОВ И ПЛАВУЧИХ СООРУЖЕНИЙ
В статье рассматриваются вопросы проектирования внешней конструктивной защиты от грунта на примере несамоходной наливной баржи. Показана актуальность конструктивной защиты корпусов в условиях контактов с грунтом. Обобщен опыт и повреждения судов при взаимодействии с грунтом. Разработаны схемы локальной внешней конструктивной защиты. Выполнены расчеты напряженно-деформированного состояния конструкций методом конечных элементов при двух расчетных сценариях. Реализация предложенной схемы защиты позволяет снизить уровень повреждаемости корпуса и повысить его долговечность в эксплуатации.
МАТЕРИАЛЫ И СВАРКА
В статье рссмотрена применимость судостроительных сталей по критерию сопротивления старту трещины. Проанализированы возможные корреляции работы удара с параметрами трещиностойкости. Предложено частичное изменение применения положений унифицированного требования (УТ) МАКО S6.
МЕХАНИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ И ДВИЖИТЕЛИ
В статье отмечается, что некачественно выполненная центровка судового валопровода при постройке или ремонте судна часто приводит к его разрушению, которое носит усталостный характер. В некоторых случаях обеспечение соосности всех валов и подшипников также не гарантирует от преждевременного разрушения элементов валопровода. Основным фактором, определяющим долговечность валопровода, является напряженное состояние его материала. Многогранность нагрузок, действующих на валопровод, и сложность их определения не позволяют получить напряженное состояние материала расчетным путем с необходимой точностью. Предлагается использовать возможности современной приборной базы для контроля напряженного состояния валопровода, приводится пример такого использования.
В статье рассмотрен метод определения затрат на эквивалентно-циклические испытания, которые подтверждают требуемую наработку на отказ корабельного ГТД, устраняемый в эксплуатации, обеспечивающий заданную вероятность безотказной работы газогазотурбинного агрегата. Выполнено сравнение затрат для различных вариантов ГТД и вариантов энергоустановки на их основе. Методика расчета безотказности комбинированной или всережимной газотурбинной установки реализована с помощью модели надежности на основе непрерывной однородной марковской цепи, для которой решалась система дифференциальных уравнений надежности ГТА — система уравнений Колмогорова. Даны рекомендации по определению количества газо-часов, которые должны отработать ГТД в процессе предварительных испытаний и (или) опытной эксплуатации, чтобы с заданной доверительной вероятностью обеспечить требуемые наработки на отказ. Приведен пример расчета вероятности безотказной работы ГТА.
Крутильные колебания, несмотря на все применяемые проектные и технические решения, остаются одной из причин опасных аварий судовых машинно-движительных комплексов. Применение демпферов позволяет снизить риск развития крутильных колебаний, но сами демпферы должны периодически подвергаться процедуре оценки технического состояния для проверки эффективности их работы и отсутствия повреждений. Подобные процедуры проводятся через каждые 10000 — 15000 ч и в межинспекционный период остается опасность возникновения аварии в случае отказа демпфера. В исследовании предлагается производить постоянный (или с короткими перерывами) мониторинг крутильных колебаний и перейти к оценке технического состояния демпферов по факту, а не по регламенту. Цель исследования состоит в повышении безопасности мореплавания и снижения рисков возникновения усталостных разрушений элементов МДК из-за развития опасных крутильных колебаний путем внедрения систем мониторинга. Исследование имеет практическое приложение и направлено (в конечном итоге) на сравнительный анализ данных, полученных путем кратковременных измерений крутильных колебаний при помощи традиционных систем и длительных измерений при помощи разработанного авторами экспериментального образца системы мониторинга крутильных колебаний. В качестве объектов для исследований были выбраны: лабораторный стенд испытательного центра "MTS" ФГБОУ ВО «АГТУ», морской бункеровщик проекта "Turcas" и морской буксир проекта "Damen ASD Tug 3110". Результаты исследования показали, что мониторинг крутильных колебаний позволяет говорить о получении более полной информации по развитию крутильных колебаний на нерезонансных частотах, на переходных режимах пуска и остановки ГД, по сравнению с информацией, полученной при традиционной процедуре торсиографирования. Внедрение систем мониторинга крутильных колебаний, следовательно, позволит повысить безопасность мореплавания и снизить риски возникновения аварий с машинно-движительными комплексами.
Статья представляет результаты работы подразделения акционерного общества «Центр технологии судостроения и судоремонта» конструкторского бюро «Армас» по разработке линейки малогабаритных судовых обратных клапанов. Для ознакомления с объектом исследования авторы приводят общий вид классической конструкции обратного клапана с обозначением позиций и малогабаритной конструкции, предлагаемой в качестве альтернативы. Проведенное исследование характеристик гидравлического сопротивления проточной части малогабаритного изделия показывает состоятельность конструкции при эксплуатации на рабочей среде «вода» при нормальных климатических условиях и рабочих средах гидравлических приводов при отрицательных температурах. Далее предлагается рассмотреть результаты апробации опытного образца. Сравнение графика гидравлических потерь на малогабаритном судовом обратном клапане при отрицательной температуре рабочей среды, полученного численным методом, и результатов эксперимента показали правомерность проведенных расчетов. Готовые изделия прохода DN 10 были поставлены на АО «ПО «Севмаш» для обитаемого подводного аппарата проекта 03660 «Ясон», разработанного АО «СПМБМ «Малахит».
В статье анализируются различные нормативные документы (стандарты ISO и ГОСТ Р, отраслевые стандарты нефтегазовой промышленности и судостроения, Правила классификационных обществ) с точки зрения требований к контролю вибрации трубопроводов. Разработаны и сформированы требования к контролю вибрации судовых трубопроводов. Предложены нормы допустимой вибрации судовых трубопроводов на основе расчета напряжений, возникающих в трубе при ее колебаниях. "Методические рекомендации по мониторингу вибрации судовых трубопроводов" разработаны для включения в разд. 8 "Системы и трубопроводы" Руководства по техническому наблюдению за постройкой судов в виде приложения. Установлены методы контроля и критерии оценки вибрации судовых трубопроводов при приемке и эксплуатации судна. Проведена оценка величины переменных механических напряжений, возникающих в трубопроводах при достижении пороговых значений допустимых норм вибрации, предложенных в разработанных методических рекомендациях.
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, АВТОМАТИЗАЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ
В статье рассмотрены вопросы технологии цифровизации мониторинга и управления производственными процессами в судостроении. Описаны уровни управления промышленными предприятиями. Рассмотрены возможности использования автоматизированного мониторинга производственных процессов на основе технологии IoT (промышленный интернет вещей). Проанализированы сложности внедрения цифровых форм мониторинга и управления на различных этапах производственного цикла строительства судовых заказов. Исследованы свойства и особенности РЧИ технологии. Приведены возможные пути применения РЧИ технологии для мониторинга технологических процессов в судостроении на этапе формирования судовых систем, с целью минимизации затрат и повышения эффективности управленческих решений. Определены основные критерии разработки модели управления сложными производственными процессами судостроительного предприятия с использованием РЧИ технологии, на основе методологии квалиметрического анализа критериев качества управления.
Настоящая статья связана с определением блок-модуля ЭХГ с ТПТЭ и его основного оборудования. В статье рассмотрены cхемноконструктивное исполнение блок-модуля электрохимического генератора с твердополимерным топливным элементом для воздухонезависимой энергетической установки и технические решения и принципы построения, обеспечивающие выполнение электрохимическим генератором функционального назначения. Приведено краткое описание батареи топливных элементов БТЭ-50К мощностью 50 кВт, а также функциональное назначение и принцип работы ее основных элементов. Также в статье представлено техническое описание систем блока-модуля ЭХГ, включая системы преобразования и коммутации электроэнергии (СПКЭ), предназначенной для обеспечения электроэнергией потребителей собственных нужд оборудования блока ЭХГ. Представлена модель компоновки блок-модуля электрохимического генератора и обслуживающих систем.