Разработка и исследование теоретических основ для назначения эксплуатационных ограничений при нормировании мореходности морских судов

• Автор: Кутейников, Михаил Анатольевич
• Шифр специальности: 05.08.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 155 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1.Обзор требований международных морских классификацией-ных обществ в части мореходности. Постановка задачи
1.1. Практика назначения судам ограничений по волнению и району плавания из условий остойчивости и мореходности в разных странах у мира
1.2. О подходе к назначению эксплуатационных ограничений по условиям мореходности судов. Постановка задачи
Глава 2. Разработка методики нормативной оценки мореходности транспортных судов при назначении эксплуатационных ограничений
2.1. Номенклатура критериев мореходности и их нормативные уровни с учетом современного состояния методов их количественной оценки

2.2. Методические положения расчета характеристик мореходности судна

Глава 3. Проведение и анализ расчетной оценки мореходности судов

3.1 Расчет частных показателей мореходности

3.2. Обобщение данных о долговременных волновых режимных

характеристиках, используемых для оценки показателей мореходности
3.3. Краткосрочные показатели мореходности ,
3.4. Долговременные общие показатели мореходности
Глава 4. Предложения и апробирование подхода для назначения эксплуатационных ограничений при нормировании мореходности
4.1. Подход к определению дополнительного критерия ограничения по погоде из условий мореходности
4.2. Апробирование схемы определения дополнительного критерия мореходности
Заключение
Литература
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
В современной практике назначения ограничений по району плавания и балльности волнения, отраженной в действующих Правилах классификации и постройки морских судов Российского Морского Регистра Судоходства, приняты общие ограничения, которые могут быть назначены судам, не удовлетворяющим тем или иным требованиям, предъявляемым к судам “неограниченного” района плавания.
По этим ограничениям суда разделяются на пять категорий с указанием двух контрольных характеристик: разрешаемого удаления от берега с определенным расстоянием между местами убежища (в милях) и максимально допустимой высотой волн 3% обеспеченности от 8.5 м для I ограниченного района плавания до 3.5 м для категории III СП смешанного (река-море) плавания. Под “неограниченным” районом плавания подразумевается район плавания, для которого не назначаются ограничения по предельному удалению от места убежища и условиям погоды.
Такая классификация судов по районам плавания отражает отечественный опыт проектирования постройки и эксплуатации судов различных назначений.
При этом требования к остойчивости и прочности судов соответственно снижаются по мере ужесточения налагаемых эксплуатационных ограничений. По требованиям к остойчивости, основным критерием, который зависит от района эксплуатации, является критерий погоды “К”, представляющий собой отношение опрокидывающего и кренящего ветрового моментов. В принятой методике снижение уровня требований осуществляется одновременным учетом изменения расчетной амплитуды качки, влияющей на величину опрокидывающего момента, и редукцией величины расчетного давления ветра [32]. С другой стороны снижение расчетной высоты волны позволяет изменить требования, предъявляемые к общей продольной прочности судов при ограничении района плавания.
Именно последний фактор оказался решающим при проектировании большинства судов смешанного река - море плавания, т.к. в силу особенностей конструкции этих судов (низкий надводный борт, большие отношения В/О и В/1,

вытекающие из необходимости обеспечения проходной осадки при эксплуатации на внутренний водных путях, требования по максимальному габариту для прохода под мостами и т.п.) появляются предпосылки к существенным запасам остойчивости и, прежде всего, при обеспечении остойчивости по критерию погоды К. Вместе с тем, те же конструктивные особенности приводят к ухудшению мореходных качеств этих судов на морском волнении (резкая качка, заливае-мость, слеминг, потеря скорости хода на волнении и снижение управляемости и т.п.). На практике снижение мореходных качеств не заметно, пока реальные условия эксплуатации соответствуют условиям проектирования судов с учетом особенностей плавания на внутренних водных путях и ограниченного выхода в прибрежные районы морей.
Для судов ограниченного района плавания ИСП снижение мореходности косвенно учитывается введением критерия ускорения К*, который приводит в ряде случаев к наложению дополнительных ограничении на предельную высоту волн 3% обеспеченности (до 4 метров). Эти же требования предъявляются ко
в л/й
всем сухогрузным судам, у которых — > 2.5 или --------> 0.08 (В - максималь-

ная ширина судна на ватерлинии; сі - средняя осадка; Ьо - начальная поперечная метацентрическая высота).
Резко усилившаяся в настоящее время тенденция к выходу речных судов в море и расширению районов их эксплуатации (в том числе с переходом к международным рейсам) привела к нарушению сбалансированной системы назначения этим судам ограничений по району плавания и допустимой бальности волнения. Среди основных причин такого нарушения следует назвать формальное использование указанных особенностей этих судов при их переоборудовании, сводящееся к удовлетворению возрастающих требований к прочности корпуса и реализации имеющихся запасов по основным критериям остойчивости (в том числе по критерию погоды К). При этом специальные вопросы мореходности остаются за рамками рассмотрения, поскольку в существующей практике нормирования отсутствуют соответствующие критерии.
Так, для судов ограниченных районов плавания ІІІСП и ІІСП действующие критерии остойчивости практически одинаковые. Отличие только в использовании критерия К*, который к судам ІІІСП не применяется, а также в использовании для этого класса судов других значений амплитуды качки в расчете

со к = (о - kV cos (3 ,
а ФЧХ - выражением:
ео = £э + Д = ДУ'|(°к, • (2.35)
2 со0 - со"к
Коэффициент ve представляется в виде [48]:
— (V0I voz)®o ■ (2.36)

v01 =(O.5 + O.O50o)(1.78-O.O78Te)[O.OO125^j + 0.044 +
+ (0.262-^^10-B/d hc
=^0л/§/в; ; sck = ^-ioo;
®e wi
v.: =8lr„(i-0.67-i)-L-Vi7B.Fr;
L h0 h0 Cbt
(2.37)
(2.38)
гт=1[(0.887 + 0.145Св)(1.7^- + Св)-24-Ь-)]. (2.39)
тс В В В
В выражениях (2.37) - (2.39) Св - коэффициент общей полноты; Бек - площадь скуловых килей; гд - аппликата центра тяжести судна.
Редукционный коэффициент рассчитывается по методу С.Н.
Благовещенского:
х;кгг-к'(х„2ж -к^р)
К0= — этр . (2.40)

Входящие в формулу (2.40) величины определяются по следующим алгоритмам: