Обоснование типа и характеристик движительного комплекса в проектах модернизации судов с несколькими режимами движения

• Автор: Китаев, Максим Владимирович
• Шифр специальности: 05.08.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. Анализ методов проектирования, модернизации, технологической подготовки производства и оценки ходкости судов

1.1. Предпосылки к выполнению работ по модернизации судна

1.2. Особенности обоснования типа и основных характеристик движительного комплекса при модернизации СНРД

1.3. Современное состояние методов проектирования, модернизации,

техно логической подготовки производства и оценки ходкости судов

1.4. Тенденции развития методов проектирования, модернизащщ, технологической подготовки производства и оценки ходкости судов

1.5. Выводы по главе

ГЛАВА 2. Математическая модель пропульсивного комплекса

2.1. Математическая формулировка модели

2.2. Определение сопротивления движению судов с несколькими режимами движения
2.3. Определение гидродинамических характеристик гребных винтов различных типов
2.4. Определение расхода топлива главными судовыми дизельными двигателями
на стационарных режимах работы
2.5. Практическое использование математической модели пропульсивного комплекса в проектах модернизации судов
2.6. Основные результаты и выводы по главе
ГЛАВА 3. Имитационная модель функционирования судна
3.1. Принципиальная схема модели
3.2. Учет внешних факторов, действующих на судно в процессе эксплуатации
3.3. Построение имитационной модели на примере буксирного судна
3.4. Основные результаты и выводы по главе

ГЛАВА 4. Методика обоснования типа и характеристик движительного комплекса в проектах модернизации судов с несколькими режимами движения
4.1. Обоснование типа движительного комплекса в проектах модернизации
судов
4.2. Оценка эксплуатационных и технических показателей судна
4.3. Применение аппарата теории принятия решений к вопросам обоснования
типа и характеристик движительного комплекса
4.4. Обоснование типа и характеристик движительного комплекса (однокритериальный подход)
4.5. Обоснование типа и характеристик движительного комплекса (многокритериальный подход)
4.6. Основные результаты и выводы по главе
ГЛАВА 5. Методика автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства движительного комплекса, основанная на использовании современных САИ/САМ/САЕ-систем
5.1. Общая формулировка задачи оценки параметрической надежности судов
5.2. Концептуальная модель оптимизации параметрической надежности
5.3. Оптимизационно-имитационная модель определения основных характеристик движительного комплекса модернизируемого судна
5.4. Использование систем автоматизированного проектирования на производстве
5.5. Интеграция САБ/САМ/САЕ-систем в рамках предлагаемой методики
5.6. Основные результаты и выводы по главе
Заключение
Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Резкое уменьшение объемов отечественного судостроения, наблюдаемое в течение последнего ряда лет, привело к моральному и физическому старению флота, средний возраст которого составляет около 20 лет. Согласно официальным данным, свыше 40 процентов судов уже выработали свой нормативный срок службы и не удовлетворяют современным эксплуатационным и техническим требованиям.
Новые суда имеют более высокие эксплуатационные и технические показатели, следовательно, должны быстро окупаться. Однако не каждая судоходная компания может приобрести новое судно. В связи этим вопросы, связанные с продлением эксплуатационного срока службы и повышением основных технических, эксплуатационных и экономических показателей функционирования существующих судов, являются достаточно актуальными.
Одним из возможных путей решения этой проблемы является модернизация и переоборудование судов старой постройки. Модернизация позволяет в относительно сжатые сроки, без изменения основного назначения судна, привести его в соответствие с современными требованиями, нормами, правилами и пожеланиями заказчика.
Объем работ по модернизации может быть различным, начиная от замены отдельных устройств и механизмов, заканчивая, например, заменой всей судовой энергетической установки либо изменением главных размерений судна. Таким образом, в результате выполнения модернизационных работ судно может в значительной степени отличаться от первоначального варианта как по главным размерениям, архитектурному типу, ходовым и мореходным качествам, так и по техническим, эксплуатационным и экономическим показателям. Основанием для модернизации является технико-экономическая целесообразность, подтверждаемая соответствующими расчетами.
В современных условиях эффективность использования судна по назначению определяется экономичностью достижения его эксплуатационно-экономических показателей.
Одним из способов улучшения эксплуатационно-экономических показателей существующих судов является изменение типа и основных характеристик движптельного комплекса, выполняемое в рамках проекта модернизации судна. Особенно актуальна эта задача для судов, обладающих несколькими, радикально отличающимися друг от друга, режимами движения (СНРД). К этим судам относятся буксиры, траулеры, спасатели, научно-исследовательские, ледового плавания, многие корабли и т.д. Противоречивость требований, предъявляемых к таким судам, не позволяет проектанту корректно решить такую задачу, основываясь только на собственном опыте и интуиции.

дящего метода, который позволит получить приемлемые результаты для судов рассматриваемой группы. Результаты сопоставительных расчетов сопротивления движению буксира, имеющего следующие главные размерения: Ьн5 = 24,5 м; Ьпп = 23,5 м; В = 7,6 м; Т = 2,5 м; 8 = 0,654; (3 = 0,904; а = 0,905, приведены на рис. 2.1.
Vs, узл.
—— Среднетоннажное —*— По Папмелю —Ж— Холтроп
— * - Малое промысловое Универсальный метод —Родионов-Гурович
• Нейман
Рис. 2.1. Результаты сопоставительных расчётов сопротивления буксира полученные с помощью различных методов
При выполнении оценки сопротивления буксира использовались 7 методов.
1. Среднетоннажное промысловое - метод предложен В.А. Ерошиным, предназначен для определения сопротивления средиетоннажных промысловых судов [20, 62].
2. Малое промысловое - метод предложен В.А. Ерошиным, предназначен для определения сопротивления малых промысловых судов [20, 62].
3. Нейман - метод Неймана, разработан для определения остаточного сопротивления буксиров, траулеров, десантных судов и тральщиков [39, 104].
4. Метод Э.Э. Папмеля, основанный на результатах модельных и натурных испытаний, выполненных различными авторами [6, 104].
5. Универсальный метод определения удельного сопротивления буксирных судов, приведенный в работе [21], разработан Ивановым В.М., Асиновским В.И и Луковниковым A.A. Предназначен для определения удельного сопротивления буксирных судов, соотношения главных размерений которых лежат в достаточно широких пределах: 3,1 < L/B < 6,0; 2,28 < В/Т < 3,2 и 0,44 < 8 < 0,60.
6. Универсальный метод Холтропа и Меннена, основанный на данных регрессионного анализа модельных испытаний различных судов (более 300 моделей), проведенных в Нидерландском опытовом бассейне [161,162];