Розрахунки коефіцієнта повноти площини проектної ватерлінії та поперечного метацентричного радіусу. Методи інтегрування відповідних математичних кривих. Достовірність оцінки ваги судна на початковій стадії проекту. Розрахунки опору води при русі судна.
Аннотация к работе
Досвід, накопичений у результаті експлуатації в Чорноморсько-Азовському регіоні суден на підводних крилах (СПК), типів "Метеор", "Ракета", "Комета", "Колхіда", "Циклон" підтверджує необхідність організації таких ліній. За даними звіту про науково-дослідну роботу “Анализ соответствия эксплуатации СПК в условиях Черноморско-Азовского бассейна”, який був виконаний в Одеському інституті інженерів морського флоту, можна зробити висновок про якість використання СПК у регіоні. У зимовий час року, коли пасажиропотік знижується, судно може використовуватися в основному для перевезень техніки (трейлери, автомобілі) і пасажирів. Звязок роботи з науковими програмами, планами і темами демонструється спільним проектом Одеського національного морського університету (ОНМУ) і судноплавної компанії "Укрферри", що припускає проектування і можливу будівлю швидкохідного порома для лінії Одеса - Стамбул. IMG_463cd05a-b956-472f-82b1-0618d7e24998 . Досягнення поставленої мети потребує рішення декількох задач: вивід рівнянь, що дозволяють визначити головні розміри; вибір оптимальних обведень корпусу; вагового навантаження; оцінку початкової й аварійної остійності, непотоплюваності, ходовості, міцності; аналіз даних по побудованих суднах і побудова залежностей.Виникає необхідність приділити увагу таким параметрам як: форма обведень, коефіцієнт статичного навантаження, положення центра ваги, відносна довжина, килеватість днища на міделі, звуження кормової частини судна, кут зовнішньої килеватості на транці. Застосування його досліджень серйозно обмежено зрослими за останнім часом розмірами швидкохідних суден, необхідністю враховувати не тільки характер хвилювання в регіоні, для якого проектується судно, але і передбачити необхідні площі й обсяги вантажних і пасажирських приміщень. Опубліковані в цьому джерелі рекомендації дають деякий обсяг інформації для проектування швидкохідного судна, але висвітлюють судна, що працюють на початку перехідного режиму руху, при числах Фруда FRL< 0,6. Робота, проведена в Інституті проектування суден і теорії корабля технічного університету в Ганновері відносилася до області проектних розробок великих швидкохідних контейнеровозів і поромів з гострими обведеннями теоретичного креслення. Для позначення грані, вище якої судно можна вважати "швидкохідним", різні класифікаційні товариства дають наступне визначення: "Високошвидкісне судно - це судно, здатне розвивати максимальну швидкість (м/с) рівну або перевищуючуПроведено розрахунки чисел Фруда по водотоннажності Frv і по довжині Frl, для швидкохідних однокорпусних суден, побудований графік їхньої залежності та описане їхнє співвідношення формулою Коефіцієнт повноти конструктивної ватерлінії необхідно вибирати з розумінь призначення кутів входу носових частин КВЛ і форми кормових частин, які відповідають найкращому забезпеченню ходових якостей і створення великих площ пасажирських і накатних палуб. Для визначення довжини і ширини судна, що забезпечують площі під розміщення накатної техніки, крісел у пасажирських салонах, а також площ під бари, ресторани, салони для відпочинку можливе рішення наступної системи рівнянь, яка повязує ходовість і місткість Рішення цього рівняння дозволяє визначити відношення ширини судна до осадки IMG_3754f14b-c708-49e0-b66e-abe67f0a6558 , IMG_ca384e24-16a6-4a02-8171-1a334f19e946 , можна досліджувати збільшення відносної метацентричної висоти в залежності від відношення ширини судна до осадки у випадку гіпотетичного затоплення відсіку.З початку 90-х років ситуація на ринку швидкісних перевезень стала змінюватися в звязку з підвищенням попиту на швидкохідні судна. Розходження сезонних пасажиро і вантажопотоків визначає можливе подвійне використання суден. У зимовий час року, коли пасажиропотікік знижується, судно може використовуватися в основному для перевезень накатної техніки (трейлери, автомобілі) і пасажирів. Уперше розроблений системний метод проектування ШОВС і складений алгоритм визначення їхніх головних характеристик на базі спільного рішення рівнянь, що дозволяють на ранній стадії врахувати особливості устрою й експлуатації таких суден. Розраховано кути входу ватерліній, при різних відносинах довжини судна до ширини, що дозволить більш детально підійти до рішення питань звязаних з ходовістю.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
З початку 90-х років ситуація на ринку швидкісних перевезень стала змінюватися в звязку з підвищенням попиту на швидкохідні судна. Новим елементом стала можливість використання швидкісних поромів не тільки на коротких, але також на середніх і довгих лініях.
Розходження сезонних пасажиро і вантажопотоків визначає можливе подвійне використання суден. У пік літнього сезону на борту може перевозитися велике число пасажирів і невелика кількість вантажу. У зимовий час року, коли пасажиропотікік знижується, судно може використовуватися в основному для перевезень накатної техніки (трейлери, автомобілі) і пасажирів. Розвиток суден цього типу представляється перспективним напрямком для відновлення флоту України. Досить успішно будуються й експлуатуються (ШОВС) призначені тільки для пасажирських перевезень.
Існує необхідність у розробці проектів і будівлі цих суден для Чорноморського регіону. Близьке розташування Середземного моря відкриває додаткові можливості суднам цього типу.
Для успішного впровадження в життя вищевикладених перспектив у цій роботі запропоновані рішення наступних наукових задач: 1. Уперше розроблений системний метод проектування ШОВС і складений алгоритм визначення їхніх головних характеристик на базі спільного рішення рівнянь, що дозволяють на ранній стадії врахувати особливості устрою й експлуатації таких суден.
2. Позначено значення числа FRV вище якого судно вважається швидкісним, що виявляється корисним при рішенні деяких проблем звязаних із забезпеченням морехідних якостей майбутнього судна. Судно можна вважати високошвидкісним при Frvi1,18. Це число лежить у межах перехідного режиму руху.
3. Зроблено оцінку залежності Frv від Frl.. Виконано розрахунки цих чисел для швидкохідних однокорпусних водомістких суден і отримана формула
IMG_1808819b-cfe2-4ee4-862d-e854366bff4b .
4. Отримано формулу
IMG_9c340b44-7802-4dfa-b589-207811a61864 , по якій можна оцінити коефіцієнт загальної повноти для суден, що працюють у режимі 0,4ЈFRL Ј0,8. Розширено діапазон існуючих даних з розрахунку
IMG_8a626ffb-c8cc-453a-865c-4712ed94576e , що дозволить більш точно врахувати питання ходовості на початковій стадії проекту.
5. Підібрана крива, близька за формою до КВЛ швидкохідних суден. Крива описується функцією:
IMG_ce79fcb0-dc85-443f-bd27-724c94e2a6ec . Розраховано кути входу ватерліній, при різних відносинах довжини судна до ширини, що дозволить більш детально підійти до рішення питань звязаних з ходовістю. Обчислено площі S і коефіцієнти повноти ватерлінії. Ці данні корисні на ранніх кроках проектування при визначенні головних розмірів судна і для попередніх оцінок непотоплюваності й остійності.
6. Проведено оцінку залежності довжини судна від відношення довжини судна до ширини й отримано
IMG_c10d9a9a-3f05-4930-84ac-e5b6d9f7bffa . Формула виведена на підставі даних по ШОВС, призначених для перевезень пасажирів і накатної техніки. Вираження дозволить спроектувати судно з оптимальним з погляду ходовості подовженням.
7. Рівняння остійності приведене до виду характерному для ШОВС. Вирішивши рівняння
IMG_854a1821-bddb-4c93-a108-3c592dd9e755 можна визначити відношення ширини судна до осадки, оптимальне з погляду остійності.
8. Досліджено збільшення відносної метацентричної висоти в залежності від відношення ширини судна до осадки В/d у випадку гіпотетичного затоплення відсіку. Розрахунки проведені по формулі
IMG_3bcea449-899a-48dd-a1a3-b3f820ffc9f6 .
9. Можливість перевезення на борту ШОВС великого числа людей вимагає детального підходу до забезпечення їхньої безпеки і комфорту. Виникає необхідність перевіряти остійність у випадку скупчення пасажирів на одному борті, тому що велике число людей, що знаходяться на судні може привести до несприятливого крену. Побудовано графік залежності, необхідної відносної метацентричної висоти h/B (у випадку скупчення пасажирів на одному борті) від відношення сумарної ваги пасажирів до водотоннажності судна P/V. Виникла необхідність визначити нижню прийнятну межу періоду власних коливань судна, при бортовій хитавиці. Проаналізувавши характер хвилювання в нашому регіоні і врахувавши рекомендації Л.М. Ногіда зроблений висновок про значення t=8сек., як нижньому прийнятному значенні.
10. Для розрахунку опору води при русі можливий наступний шлях. Визначивши опір тертя, з урахуванням зміни площі змоченої поверхні, і сумувавши його з залишковим опором (за даними басейнових іспитів) можна одержати повний опір води рухові судна (без обліку опору виступаючих частин і аеродинамічного опору). Запропонований спосіб визначення опору води рухові інтегрує в собі дві методики, що раніше застосовувалися, і відрізняється малою трудомісткістю.
11. При оцінці ваги швидкохідних суден враховані сучасні напрямки в компонуванні СЕУ надійними і компактними двигунами великої потужності і легким і міцним матеріалом корпуса. На швидкохідні судна транспортного призначення, довжиною до 100 метрів, звичайно установлюють високооборотні дизелі. На суднах великих розмірів часто застосовується комбінація дизелів і газових турбін CODAG (combination diesel and gas turbines). Такі комбінації дозволяють одержувати сумарні потужності двигунів СЕУ до 200 МВТ. При застосуванні системи CODAG рівняння ваг може бути записане у виді
IMG_ad279350-3be2-400c-a035-f847f018de1b . Отримано значення вхідних у це рівняння коефіцієнтів, що враховують тип матеріалу корпусу ШОВС.
12. Запропоновано рекомендації з розробки теоретичного креслення ШОВС. Можливе промальовування КВЛ по одній із кривих, які забезпечують кут входу ватерлінії на один борт 8-15о . Для одержання проекції "корпус" досить зручно задатися трьома перетинами корпуса (при 10 теоретичних), які характеризують морехідні якості судна (величину ударних навантажень при ході на хвилюванні, ходовий диферент).
Отримані результати розвивають накопичений дотепер досвід по проектуванню швидкохідних суден і містять деякі рекомендації пропоновані вперше. У світлі відновлення флоту України ці дані можуть виявитися корисними.
ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ВІДОБРАЖЕНІ В ПУБЛІКАЦІЯХ
Канифольский А.О. Анализ основных параметров формы быстроходных однокорпусных водоизмещающих судов // Вісник Одеського Державного Морського Університету. - 2001. - №6. - С. 62-68.
Канифольский А.О. Определене отношения ширины судна к осадке исходя из требований к аварийной остойчивости быстроходных однокорпусных водоизмещающих судов // Вісник Одеського Державного Морського Університету. - 2001. - №7. - С. 83-89.
Ларкин Ю.М., Канифольский А.О. Оценка весовой нагрузки быстроходных однокорпусных водоизмещающих судов (БОВС) // Вісник Одеського Державного Морського Університету. - 2001. - №8. - С. 61-63.
Канифольский А.О. Пассажирский фактор при проектировании быстроходных однокорпусных водоизмещающих судов // Вісник Одеського Державного Морського Університету. - 2001. - №9. - С. 45-48.