CC BY
24
11. Zhang Z. Nano / Micro scale Heat Transfer. - Mc Graw - Hill, New York, 2007, - 320 p.
12. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. - М.: Мир, 1996. - 660 с.
13. Елисеев В.Н., Товстоног В.А. Теплообмен и тепловые испытания материалов и конструкций аэрокосмической техники при радиаци-
онном нагреве. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. - 396 с.
14. Руднев Б.И., Повалихина О.В. Экспериментальное исследование наноструктуры частиц дизельной сажи // Materials of the X International research and practice conference "European Science and Technology". Vol. 2. - Munich, Germany, 2015. - P. 343 - 349.
УДК 629.12.001.2
КРУПНОМАСШТАБНАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МОРЕХОДНОСТИ ВЕЗДЕХОДА НА ВОЗДУХООПОРНЫХ ГУСЕНИЦАХ
Азовцев А.И., д.т.н., профессор, начальник кафедры Теории и устройства судна, ФБОУ ВПО «Морской государственный университет
им. адмирала Г. И. Невельского», e-mail: [email protected] Москаленко О.В., старший научный сотрудник НОЦ ИРМТ НИИ МТ, ФБОУ ВПО «Морской государственный университет им.
адмирала Г. И. Невельского», e-mail: [email protected]
Прогнозируемые преимущества мореходных вездеходов на воздухоопорных гусеницах над всеми известными амфибийными вездеходами предопределяют возможности их широкого применения при освоении побережья Арктики и Дальнего Востока. Для повышения надежности проектных обоснований технического проекта мореходного вездехода на воздухоопорных гусеницах большой грузоподъемности для комплексного освоения побережья и шельфа спроектирована и изготавливается крупномасштабная самоходная модель в масштабе 1:3. Заложенный резерв мощности позволит проверить особенности гидродинамики вездехода при числах Фруда превышающих проектные. Прогнозирование сопротивления воды и воздуха в оценках перспективности разрабатываемого вездехода основано на известных экспериментальных исследованиях скеговых судов на воздушной подушке. Разработанный облик натурального образца служит основанием выбора размерений модели на принципе геометрического подобия. Немодельные размерения силовой установки модели стали причиной приемлемых отступлений от облика натуры.
Ключевые слова: самоходная модель, мореходный вездеход, прогноз сопротивления.
LARGE-SCALE MODEL FOR RESEARCH OF SEAWORTHINESS OF THE ALLTERRAIN VEHICLE ON AIR-SUPPORTED TRACKS
Azovtsev A., Doctor of Engineering Science, professor, head of the Naval architecture chair, FSEIHPE «Maritime State University named after
admiral G.I.Nevelskoi», e-mail: [email protected], Moskalenko O., senior research scientist of the REC RRMT RDE MT, FSEI HPE «Maritime State University named after admiral
G.I.Nevelskoi», e-mail: [email protected]
The forecast advantages of the all-terrain vehicles on air-supported tracks over all known amphibian cross-country vehicles define the possibilities of using them in developing coastlines of the Arctics and the Far East. To increase reliability of the feasibility study of significant capability seaworthy vehicles on air-supported tracks, a large-scale model (1:3) has been designed. It is being constructed. The provided power reserve will allow to check the peculiarities of the vehicle's hydrodynamics with the FRUD numbers exceeding the projected ones. The forecast of water and air resistance is based upon known experimental research of skeg ships on air cushion. The developed look of the natural pattern serves as the base for choosing model dimensions on the principles of geometrical similarity. Non-model dimensions of the model power installation became the reason for acceptable deviation from the natural pattern.
Keywords: self-propelled model, seaworthy all-terrain vehicle, forecast of resistance.
Прогнозные преимущества мореходных вездеходов на воздухоопорных гусеницах предопределяют их широкое применение в освоении Арктики и Дальнего Востока [1] в том числе для развития прибрежного промысла [2]. Базовым образцом разработанного модельного ряда является мореходное транспортное средство на воз-духоопорных гусеницах грузоподъемностью 60 тонн (ТСВГ-60).
Универсальность ходовых качеств сочетается с широкими возможностями применения ТСВГ-60.
Перевозка грузов должна осуществляться укрупненными местами (поддоны, стропы, волокуши, пакеты, контейнеры) с возможностью перевозки длинномеров длиной до 24 (лес, прокат, трубы в плетях, железобетонные и стальные конструкции).
Многие базы приема грузов на арктическом и дальневосточном побережье не обеспечены разгрузочными устройствами. Необходимо иметь собственное разгрузочное устройство на борту вездехода, что особенно выгодно при малом объеме завоза грузов в многочисленные мелкие пункты.
В соответствии с обликом, приведенном на рис. 1 предлагается схема ТСВГ с двумя ВГ. Грузовая платформа установлена между ВГ. Две рулевые рубки навешены впереди ВГ. Машинные отделения расположены внутри гусениц. Материал корпуса ТСВГ алюминиево-магниевый сплав. Материал гусениц - транспортерная лента и обрезиненная ткань, африкционные материалы.
Транспорт пригоден для выполнения перевозок и технологических операций при строительстве и эксплуатация нефтяных и газовых трубопроводов, при обустройстве месторождений, при выполнении восстановительных работ в тундре, для буровых работ
на мелководье шельфа.
Практикой проектирования воздухоопорных гусениц разработана схема наглядного представления и взаимной увязки основных геометрических параметров в форме проекции продольного сечения гусеницы на внутренний борт левого скега на плоском твердом горизонтальном грунте [2].
Основные задачи проектирования воздухоопорной гусеницы решаются с целью:
- обоснования удовлетворения требований к транспортному средству с учетом ограничений;
- рационального сочетания множества параметров воздухоопор-ной гусеницы для повышения технико-экономических показателей вездехода.
Образец совмещенной схемы продольного сечения гусеницы и скега показан на рис.2.
Предварительные испытания самоходного макета в масштабе 1:4 показали, что:
воздухоопорные гусеницы являются плавучим амфибийным вездеходным движителем, плавучесть которого соизмерима с опорной реакцией на грунт;
обеспечивается мореходность на волнении до 4 баллов включительно, в том числе и в прибойной полосе;
транспортное средство надежно работает в битом льду с обеспечением выхода на лед, при ходе одной гусеницей по льду, другой - по воде.
Проектные обоснования намечено дополнить испытаниями самоходного макета. Испытания должны подтвердить показания
Рис. 1. Облик мореходного вездехода ТСВГ-60
и
Рис. 2. Схема основных геометрических параметров
мореходности , вездеходности и амфибийности проектируемого транспортного средства. Количественные оценки необходимо применить для корректировки параметров, приведённых в техническом предложении [4].
Гидродинамическая особенность мореходного вездехода состоит в том, что корпусные конструкции имеют малое взаимодействие с водой. Силы тяги и сопротивления создаются на гусеницах. Классический подход определения тяги движителя по замерам сопротивления выполнить не представляется возможным.
Сформулирована задача прямого мощностного прогнозирования на основе испытания крупномасштабного самоходного макета. Предполагая, что основу сопротивления воздухоопорной гусеницы составляет сопротивление волновое, как и для скеговых судов на воздушной подушке, прогнозирование сопротивления и мощности мореходного вездехода на воздухоопорных гусеницах выполнили с использованием метода DTNSRDS [5].
Особенности конструкции ВГ в сравнении со скеговым судном на воздушной подушке, для которого в [5] приведены составляющие относительного сопротивления, состоят в том, что пневмоплицы ВГ своей плавучестью поднимают скеги, которые могут быть подняты над уровнем воды. Сопротивление воды для скегов ВГ мало либо отсутствует. Носовая и кормовая оконечности ВГ, удерживая воздушную подушку, движутся по направлению набегающего потока со скоростью большей скорости потока. Сопротивление трения и сопротивление формы, имеющие место на носовом и кормовом ограждениях воздушной подушки скегового судна, отсутствуют на
ВГ. Допустимо предположить, что и волновое сопротивление будет несколько снижено прогребанием части подпорной волны плицами ВГ. Гидродинамические испытания малых моделей ВГ при числах Фруда менее 0,3 показали, что сопротивление ВГ меньше волнового сопротивления воздушной подушки.
С учётом этих особенностей на рис. 3 представлен прогноз относительного сопротивления мореходного вездехода.
0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 о
R у
Л
/ \ N Л/
t /
/
Fr 1 ' ¡i
О 0.2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0
Рис.3. Прогноз относительного сопротивления Ы и его составляющих
Таблица 1. Основные параметры макета «ТСВГ-60» в масштабе 1:3
№ n/n Наименование параметра Обозначение Единица измерения Величина
1 Дедвейт т 1,48
2 Водоизмещение А т 2,60
3 Площадь опирания ^ 2 м 4,65
4 Ширина гусеничной ленты Вл м 0,81
5 Длина опорной поверхности 1р м 2,87
6 Высота воздушной подушки Нвп м 0,20
7 Высота внутригусеничного понтона Нпвг м 0,67
8 Диаметр барабанов м 0,67
9 Межосное расстояние барабанов ь м 4,38
10 Длина понтона внутригусеничного ^пвг м 3,57
11 Высота скега Нск м 0,37
12 Клиренс полоза Кпол м 0,12
13 Диаметр пневмоплиц £>я м 0,36
14 Избыточное давление в плице р 1 по кПа 12,70
15 Длина габаритная ^НБ м 6,17
16 Ширина габаритная ВНБ м 2,80
17 Высота габаритная н м 1,88
18 Преодолеваемый уклон а У град 20,0
19 Скорость хода на уклон км/ч 9,00
20 Мощность ходовых двигателей суммарная минимальная N ■ ХГП1П кВт 42,0
577 5.28
4,38
Рис.4. Основные геометрические параметры воздухоопорной гусеницы макета «ТСВГ-60» при модельном соотношении 1:3
Рис.5. Продольное сечение гусеницы совмещённое со скегом и салоном
Рис.6. Конструктивный мидель
Я Яш
- полное; п - волновое;
Я - г
- полное за исключении
трения;
Я
- сопротивление; по длине ватерлинии
. А
- водоизмещение; Гш -число Фруда
Я - Г
0,8-1,6 и, возможно больше, при значительном резерве мощности двигателей. Рационально использовать двигатели легковых автомобилей. Сообразно с габаритами современных автомобильных двигателей и производственными возможностями выбрали масштаб моделирования 1:3.
В таблице 1 приведены основные параметры макета мореходного вездехода ТСВГ-60 при модельном соотношении М 1:3.
Снижение относительных составляющих сопротивлений
Яш
и и расчёт мощности привода с учётом характера изменения
сопротивления с ростом числа Фруда, определяют либо малое изменение потребной мощности либо её снижение при росте числа Фруда от 0,8 до 1,6 . Экономически будет выгодно без значительных затрат мощности выходить на скорости хода при числе Фруда 1,6 .
В [5] приведены данные интенсивного падения скорости хода скеговых судов на воздушной подушке при значительном встречном волнении. Надувные плицы на носовой оконечности ВГ движутся по направлению набегания волн, что даёт основание предположить снижение динамического воздействия волны. Прогребание плицами ВГ части переднего склона встречной волны предположительно снизит сопротивление встречной волны.
Проверить гипотезы пропульсивных преимуществ ТСВГ в сравнении со скеговыми судами на воздушной подушке и на встречном волнении возможно при скоростях хода значительно больших, чем это определяется при моделировании по Фруду скорости натурного понтона 5,0 узлов. Надёжно выйти на скорости при числах Фруда
Рис.7. Один из этапов изготовления корпуса
На рис. 4. приведена совмещённая схема ВГ и скега.
Опыт изготовления и испытаний макета в масштабе 1:4 подтвердил применимость в корпусных конструкциях древесины, фанеры, текстолита и оргстекла. В проектируемом макете грузовой отсек заменён на салон, в котором размещается энергетическое оборудование, приборы управления и измерительные приборы и бригада экспериментаторов в количестве до четырёх человек.
На рис.5, рис.6 показаны конструктивные чертежи продольного сечения и миделя изготавливаемого макета. На рис.7 приведена фотография одного из моментов строящегося корпуса на стапеле в лаборатории мореходных испытаний кафедры теории и устройства судна университета, выполняющей корпусные работы.
Изготовление барабанов, трансмиссии, систему управления, установку двигателей, монтаж вентиляторов выполняют специалисты УТЦ университета.
Литература:
1. Азовцев А.И. Амфибийный транспорт для реализации Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечение национальной безопасности на период до 2020 года// В настоящем сборнике.
2. Азовцев А.И., Огай С.А. Транспортное обеспечение при-
брежного промысла мореходными вездеходами// В настоящем сборнике.
3. Москаленко О.В.. Разработка совместной схемы воздухоо-порной гусеницы скега как базового элемента автоматизированного проектирования ТСВГ// 58-я Международная научно-техническая конференция «Молодежь - наука - инновации». Сб. мат-лов конференции. Т. 1. Владивосток: МГУ им. адм. Г.И. Невельского, 2010. С. 174-177.
4. Азовцев А.И., Клебанов Г.В., Лифар В.И. Разработка технического предложения и формирование облика мореходного транспортного средства на воздухоопорных гусеницах грузоподъёмностью 60 тонн для комплексного освоения побережья и замерзающего шельфа.// Материалы девятой Международной научно-практической конференции «Проблемы транспорта Дальнего Востока» FEBRAT-11. Владивосток: 2011. С. 127-129.
5. Роберт А. Вильсон, Стивен М. Уэльс, Чарльз Е. Хобер Мощностное прогнозирование для судов на воздушной подушке, основанное на результатах модельных испытаний (DNTSRDC). David W. Taylor Naval ship research and development center. USA.5. Bunch J. Rose D (Eds.) Sparse matrix computations. - New York - San Francisco - London: Academik Press. 1976.
УДК 656.615.071.4
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА АВТОМАТИЗАЦИИ ФОРМИРОВАНИЯ ОПЕРАТИВНЫХ БРИГАД ДОКЕРОВ-МЕХАНИЗАТОРОВ В «ТРУДОВОЙ» КОМПАНИИ В МОРСКОМ ПОРТУ
Степанец В.Е., к.т.н., доцент, заведующий кафедрой управления морским транспортом, ФБОУ ВПО «Морской государственный университет им. адмирала Г. И. Невельского», e-mail: [email protected] Степанец И.А., к.т.н., доцент кафедры управления морским транспортом, ФБОУ ВПО «Морской государственный университет им.
адмирала Г. И. Невельского», e-mail: [email protected] Рычкова В.Ф., начальник управления научно-исследовательской и инновационной деятельности, ФБОУ ВПО «Морской государственный университет им. адмирала Г. И. Невельского», e-mail: [email protected]
В целях повышения эффективности использования ресурса докеров-механизаторов в перегрузочных процессах, как самой многочисленной категории работников морских портов, в статье рассмотрено решение задачи формирования оперативных бригад докеров-механизаторов в морском порту как неотъемлемой части комплекса методического обеспечения функционирования «трудовой» компании. Выявлены особенности и структура информационной базы для формирования оперативных бригад. В качестве метода решения разработан эвристический алгоритм, основанный на использовании функций предпочтения. Предлагаемый алгоритм может быть использован при разработке программного обеспечения для автоматизации процедуры формирования оперативных бригад докеров-механизаторов по заявкам стивидорных компаний. Иллюстрация решения проведена на примере группы стивидорных компаний одного из Дальневосточных портов. Полученные результаты показывают приемлемость и достоверность предлагаемого подхода.
Ключевые слова: морской порт, докер-механизатор, производственный перегрузочный комплекс, «трудовая» компания, эвристический алгоритм, оперативные бригады докеров-механизаторов.
THE ORGANIZATION OF THE PROCESS OF AUTOMATION OF FORMING OF OPERATIONAL TEAMS OF DOCKERS-MACHINE OPERATORS IN «LABOR» OF
THE COMPANY IN THE SEA PORT
Stepanets V., Candidate of Engineering Sciences, associate Professor, head of the Management maritime transport chair, FSEI HPE «Maritime
State University named after admiral G.I.Nevelskoi», e-mail: [email protected] Stepanets I., Candidate of Engineering Sciences, associate Professor of the Management maritime transport chair, FSEI HPE «Maritime State University named after admiral G.I.Nevelskoi», e-mail: [email protected] Rychkova V., head of the Research and innovation department, FSEI HPE «Maritime State University named after admiral G.I.Nevelskoi»,
e-mail: [email protected]
In order to improve the efficiency of resource use dockers-machine operators in handling processes, as the most numerous category of workers in sea ports, in the article the problem offormation of the operational brigades of dockers-machine operators in the seaport as an integral part of the complex methodological support offunctioning of the «labour» of the company. Peculiarities and structure of the information base for formation of operational teams. As a method of solution developed a heuristic algorithm based on the use ofpreference functions. The proposed algorithm can be used in the development of software for automation of the procedure offormation of the operational brigades of dockers-machine operators on applications stevedoring companies. Decisions are conducted on example industrial trans-shipping complexes of the one of the far Eastern seaport. The got results demonstrate acceptability and authenticity offered approach.
Keywords seaport, machine-operators, «labour» company, transshipment complex, heuristic algorithm, operational teams of dockers-machine operators.
Эффективность работы морского транспорта во многом зависит от взаимоувязанной работы двух его основных звеньев: флота и портов. На современном этапе особое значение приобретает обеспе-
чение сбалансированности объемов работ и используемых ресурсов порта, эффективное использование имеющихся ресурсов порта для осуществления производственного процесса. В первую очередь это
