Разработка методики проектного оптимизационного анализа скоростных пассажирских судов и катеров

• Автор: Кутенев, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.08.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 206 с.

Оглавление
Введение
В1.Общая характеристика диссертационного исследования
В2.Поетановка оптимизационной задачи
В3.Обзор разработок в области создания методик проектного анализа глиссирующих
судов
1. Основы методики проектного анализа скоростных судов
1.1.Обзор характеристик построенных скоростных судов
1.2.Структурная модель системы
1.3. Предварительная проработка проекта
2. Обоснование базовых характеристик и компоновки
2.1.Выбор главных размерений
2.2. Анализ вместимости
2.3.Определение площадей помещений
2.4.Предварительное разделение судна на отсеки
3. Анализ подсистемы «корпус»
З.І.Общие положения
3,2.0сновные выводы из обзора литературы
3.3.Определение массы корпуса
3.4.0ценка влияния условий прочности
3.5.Выбор характеристик конструкций, использующих
трехслойные полуфабрикаты
3.6. Определение строительной стоимости судна
4.Анализ подсистемы «гидродинамический комплекс»
4.1.Применение упрощенного теоретического чертежа
4.2,Оценка сопротивления движению судна
4.3.Проектная оценка условий мореходности судна
5. Алгоритм методики проектного анализа скоростного судна
5.1.Состав алгоритма
5.2. Анализ результатов параметрических расчетов
Заключение
Литература,

Введение
В1.Общая характеристика диссертационного исследования ВІ.І.Актуальность темы.
Скоростные суда имеют важное значение в системе транспортных и оборонных задач. Сложность проблем проектирования скоростных судов требует комплексного подхода и применения знаний из многих областей кораблестроения. По тем направлениям обоснования проектных характеристик скоростных судов - глиссеров, где имеются разработки других специалистов, работающих в ЦМКБ «Алмаз», в ЦКБ «Редан», в ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, в Нижегородском ЦКБ по СПК и в других организациях, необходимо объединить их в целостную методику.
По ряду направлений разработок мало или они устарели, поэтому' необходимо проанализировать возможность создания комплексной оптимизационной методики.
Резкое повышение волнового сопротивления, так называемый “волновой барьер”, создает ограничения для повышения скорости морских водоизмещающих судов. Дальнейшее увеличение скорости судна приводит к нерационально высокому приросту необходимой мощности механизмов. Одним из лучей повышения ходовых качеств судов, проектируемых на высокоскоростные режимы, может быть применение динамических принципов поддержания. Класс скоростных судов в настоящее время является одним го наиболее развивающихся. В качестве скоростных пассажирских паромов, наряду' с катамаранами, используются однокорпу'сные глиссеры и полуглиссеры. Глиссирующие суща имеют несколько пониженные мореходные качества по сравнению, например с судами на подводных крыльях, (у них меньше скорости, больше перегрузки при движении), но зато они проще в изготовлении и эксплуатации. На основании обработки статистики за последние годы видно, что глиссирующие суда и суда с переходным режимом движения имеют довольно значительную долю на рынке скоростных судов.
Экономическая эффективность скоростного судна во многом зависти от таких базовых характеристик как главные размерения, тип энергетической установки, материал корпуса,
и.т.п. Вопрос обоснования выбора основных характеристик судна является наиболее важным при проектном анализе. Выбор этих характеристик, в основном, производится на стадии проектного сопоставления различных вариантов.

Для скоростных судов, обладающих высокой энерговооруженностью, оптимизация элементов весовой нагрузки весьма важна. Одними из наиболее значимых элементов нагрузки являются корпус и энергетика.
В настоящее время существуют различные методики определения характеристик глиссирующих судов (см. обзор литературы п.В.З.), но они, как правило, охватывают либо стадию предварительной оценки проектных параметров судна, либо детализацию конкретных качеств судна. Методики второго типа можно использовать только при наличии полной информации о судне, а методики первого типа в основном основаны на использовании приближенных зависимостей и данных прототипов.
Поэтом^' актуальным является создание комплексной модели, позволяющей производить расчет характеристик проектируемого судна, состоящей из подмоделей предварительной оценки проекта и детализации наиболее важных проектных характеристик. Первая подмодель проектного анализа позволяет осуществлять выбор основных характеристик проектируемого судна путем решения уравнений теории проектирования судов. Большое внимание в такой модели уделено разработке базовых проектных характеристик, схем оценки веса корпуса и строительной стоимости судна. Во второй подмодели применяются расчетные методики, позволяющие более точно производить расчеты характеристик гидродинамического комплекса. Особенностью модели является модульный принцип ее построения. При этом отдельно взятые модули могут применяться, после некоторой доработки, дополнения, адаптации, при рассмотрении других типов скоростных сущов.
Предложенная в работе сквозная оптимизационная алгоритмическая модель приобретает дополнительную ценность в качестве базы для внедрения САЬБ-технологай в область создания и эксплуатации скоростных судов и катеров. Имеется ввиду компьютерное сопровождение во всем жизненном цикле скоростного судна (катера), включая оптимизацию задания, проектирование, постройку, эксплуатацию, ремонты и утилизацию. Именно по этому' большое внимание обращено на детализацию вопросов технологичности и трудоемкости, что позволяет конкретно решать часть вопросов, акту альных для САЬБ-технологий.
В1.2.Цель и содержание работы
Целью данной работы является создание методики проектного анализа на основе математической модели проектирования глиссирующего судна (для начальной стадии разработки проекта). Результатами, получаемыми при применении модели, являются характеристики судна (главные размерения и т.д.), которые соответствуют требованиям

со . Гз

*—- Л ф ф

судно 1У алой — ■« ►
морехо, юности

Рис. 13.Зависимость отношения ТВ от длины судна.
Обрабатывая данные зависимости можно получить следующие формулы:

(0,05^+2,9б)±0,25 ;20<Ь<90 (б,96-0,004Х)±0,25 ;Ь>
(1.9)

ф ♦ Ф
ф " ф * Ф # ' Ф
ф *** Ф
Ф 4 ►-* Л Ф ^ Ф ф " Ф

20 25 30 35 40 45

Рис. 14. Изменение отношения В/Т по интервалу длины судна