CC BY
80
УДК 629.5.01
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СРЕДНИХ РЫБОЛОВНЫХ СУДОВ ДЛЯ ИСКЛЮЧИТЕЛЬНЫХ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ЗОН
С. В. Дятченко, Е. О. Шишило
DETERMINATION OF THE BASIC ELEMENTS OF AVERAGE FISHING VESSELS FOR EXCLUSIVE ECONOMIC ZONES
S. V. Dyatchenko, E. O.Shishilo
В настоящее время средние рыболовные суда составляют основную группу добывающего флота России и наиболее востребованы рыбопромышленными компаниями. Вместе с тем, рыбопромышленные компании несут существенные расходы при их эксплуатации, поскольку многие средние рыболовные суда морально и физически устарели, имеют низкие технико-экономические показатели и соответственно не отвечает современным требованиям рыночной экономики. Для быстрого решения проблемы - обновление флота, сформировался подход, когда для разработки нового проекта судна, проектная организация использует известный проект (прототип), который подвергает определенному виду модернизации по желанию заказчика. Такой подход в проектировании решает частные задачи и не позволяет создавать конкурентоспособные на мировом рынке суда. Для создания новых проектов конкурентоспособных судов необходимы: системный анализ основных элементов и характеристик известных проектов российских и зарубежных судов, анализ гидрометеорологических условий их эксплуатации, новые математические модели для проведения вариационных исследований важнейших характеристик судна и многокритериального технико-экономического анализа, а также современные программные продукты и модельные испытания. С учетом вышесказанного ФГБОУ ВО «КГТУ» приступил к разработке методического обеспечения для создания современных проектов рыболовных траулеров для исключительных экономических зон. Представленные в статье результаты исследований содержат статистические данные по проектам судов-аналогов создаваемого объекта, функциональные зависимости изменения их основных элементов, а также соотношений главных размерений, которые определяют граничные условия, необходимые при разработке технического задания и проведении вариационных исследований на ранних стадиях проектирования. В качестве объекта исследований выбраны рыболовные суда с расчетной длиной от 29,0-39,0 м. Целью исследований являлось определение функциональных зависимостей изменения: ширины, осадки, высоты борта и водоизмещения от расчетной длины судна, соотношения главных элементов, а также коэффициентов общей полноты и энерговооруженности от числа Фруда.
судостроение, рыболовные суда, исключительная экономическая зона, системный анализ, основные элементы судна, соотношения главныхразмерений
At present, medium-sized fishing vessels present the main group of the Russian fleet vessels and are demanded by fishing companies. At the same time, fishing companies bear significant operational costs as many medium-sized fishing vessels are rather out of date, they have low technical and economic indicators and accordingly do not meet the modern requirements of a market economy. There was developed an approach for the fast solution of the fleet renewal problem when, in order to develop a new vessel project, the design organization uses a well-known project (prototype), which subjects a certain type of modernization at the request of the customer. Such an approach in designing solves particular problems and does not allow creating ships that are competitive on the world market. To create new projects of competitive vessels it is necessary to have a system analysis of the main elements and characteristics of well-known projects of Russian and foreign vessels, the analysis of hydrometeorological conditions of their operation, new mathematical models for carrying out variational studies of the most important characteristics of the ship and multi-criteria technical and economic analysis, as well as modern software products and model tests. Taking into account the above mentioned, KSTU started developing methodological support for the creation of modern projects for fishing trawlers for exclusive economic zones. The results of the research presented in this article contain statistical data on the projects of analog ships, the functional dependencies of the changes in their main elements, and also the relationships of the main dimensions, which determine the boundary conditions necessary for the development of the technical task and for conducting variational studies at the early stages of design. The object of the research was fishing vessels, with an estimated length of 29.0 - 39.0 m. The purpose of the research was to determine the functional dependencies of the variation: width, draft, height and displacement from the estimated length of the vessel, the ratio of the main elements, as well as the coefficients of the total completeness and power-to-weight ratio of the Froude number.
shipbuilding, fishing vessels, exclusive economic zone, system analysis, the main elements of the vessel, the ratio of the main dimensions
ВВЕДЕНИЕ
Требования рыночной экономики к техническим и экономическим характеристикам промысловых судов обуславливают необходимость применения системного подхода при проектировании и оптимизации объекта морской техники в целом, а также его подсистем и их основных элементов. Анализ технических документов и литературных источников показал, что для учета гидрометеорологических условий эксплуатации проектируемых судов применительно к исключительным экономическим зонам России могут быть использованы данные, полученные в работе [1]. Методология проектирования водоизмещающих судов изложена в работах [2, 3], а методика проектирования рыболовных судов в работах [4, 5, 6]. Методические положения для определения формы корпуса и обеспечения мореходных качеств судов, в том числе остойчивости, представлены в работах [7, 8, 9, 10], а методика определения нагрузки масс для водоизмещения порожнем судов различного назначения в работе [6]. Теоретические положения проектного обеспечения норм вибрации на судах промыслового флота представлены в работе [11], а методика определения экономической эффективности и результаты оценки эффективности рыболовного
флота в работах [12-14]. Анализ технической литературы показал, что имеются необходимые теоретические и методические основы, позволяющие перейти к системным исследованиям элементов и характеристик промыслового судна, с целью улучшения его технико-экономических характеристик. Результатом системных исследований мореходных, прочностных, вибрационных, технологических и экономических качеств судна должен стать новый объект морской техники, полученный по результатам оптимизационных расчетов. Структурная схема исследований в обозначенной области представлена на рис. 1.
Рис. 1. Структурная схема исследований средних рыболовных судов Fig. 1. Structural diagram of medium fishing vessels research
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ С учетом разработанной структурной схемы (рис. 1) собрана статистика судов, которые могут быть использованы в качестве аналогов для создания среднего рыболовного судна для исключительных экономических зон (таблица).
Результаты статистического анализа, определяющие общие закономерности изменения расчетной ширины В, высоты борта Н, осадки в грузу Т от расчетной длины судна Lпп представлены на рис. 2; результаты статистического анализа, определяющие закономерности изменения отношений основных элементов (Ьпп/В, В/Т, Н/Т, Lпп/Н) судов данного типа от расчетной длины показаны на рис. 3. Зависимости имеют линейных характер, отражающий изменение параметров с ростом длины судна. Из обработанной статистики получены граничные условия для соотношений главных размерений, которые составляют: 2,8 < L/B < 4,5; 1,7 < В/Т < 2,5; 1,3 < Н/Т < 1,8; 4,2 < L/H < 5,5.
Получена статистическая зависимость, отражающая изменение полного водоизмещения от расчетной длины судна (рис. 4). На рис. 5 представлена зависимость, показывающая изменение коэффициента общей полноты 8 от числа Фруда (Гг), а на рис. 6 - зависимость коэффициента изменения коэффициента энерговооруженности от числа Фруда (Рг).
Таблица. Статистические данные по рыболовным судам для исключительных экономических зон
Table. Statistical data on fishing vessels for exclusive economic zones
№ п/п Название и год постройки Место постройки Валовая вместимость, D^ Nra , кВт Vs, узлы м В, м Н, м Т, м Цэк, чел.
1 "Ягры" Проект 50010, 1999 г. Россия 601 1080 11,0 34,8 10,2 6,7 4,23 20
2 "TOBIS" HG 306, 2009 г. Норвегия 574 1324 11,7 35,0 10,0 6,7 4,1 10
3 Project 3911, 2012 г. Норвегия 880 1500 - 36,4 11,0 7,2 5,5 15
4 Project 4211, 2012 г. Норвегия 750 1100 - 36,9 11,0 7,2 4,4 15
5 "Bergholm", 1988 г. Норвегия 466 630 11,0 30,0 8,2 6,4 3,9 14
6 "Lerkur", 1999 г. Норвегия 615 1470 - 35,86 10,5 6,99 4,64 14
7 "Peene Werft" Россия 837 1920 12,0 34,8 11,0 7,25 5,2 -
8 FIN 110 V "SILVA", 2006 г. Финляндия 399 1620 13,0 31,0 9,5 6,3 3,95 -
9 FIN 111V "Silva Nova", 1999 г. Финляндия 666 2460 13,0 36,0 10,0 7,3 4,8 -
10 "India Rose" D 683, 2004 г. Ирландия 499 1760 13,0 31,65 10,0 6,5 4,2 11
11 "Bressay" BL-900470 2002 г. Франция 740 1420 12,0 36,6 11,0 6,9 4,55 11
12 "Audacious" BF83, 1999 г. Шотландия 615 1470 13,0 29,65 10,5 6,9 4,55 13
13 M 190 "LORAN", 1989 г. Норвегия 465 610 12,0 30,0 8,2 6,4 4,0 -
14 Ins 20 "WESTRO", 1998 г. Шотландия 550 1470 13,0 29,0 10,5 6,9 4,55 11
15 M 44 u "Karl Vard0y", 1989 г. Норвегия 465 610 12,0 30,0 8,2 6,4 4,0 -
16 G 190 "Girl Stephanie", 2004 г. Ирландия 663 2540 14,3 39,0 10,5 7,14 4,64 9
17 "Иван Шаньков" проект 2198, 1997 г. Россия 837 1920 13,4 34,8 11,0 7,25 5,2 17
18 "Валерий Маслаков" проект 70126, 2003 г. Россия 606 1250 12,0 36,9 9,5 6,88 3,85 20
19 "Beinisv0rp" IS-440, 1998 г. Польша 596 1325 - 39,0 8,6 6,45 4,2 18
Рис. 2. Зависимость ширины, высоты борта и осадки от расчетной длины судна Fig. 2. The dependence of the width, depth, and the fallout on the estimated length
of the vessel
£ -
M
hf W
sf -
6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1
25
30
Lnn,
35
♦ L/B
■ В/Т
▲ Н/Т
X L/H
-Линейная
(L/B)
В/Т = 0,016Lnn + 1,568 L/B = 0,052Lnn + 1,624 Н/Т= -0,006Lnn + 1,748 L/H = 0,098Lnn+ 1,597
40
M
Рис. 3. Зависимость отношений основных элементов от расчетной длины судна Fig. 3. Key elements dependence on the estimated length of the vessel
D 0
4 1
H
t ■
Q
•
•
4 I
2 8 3 0 3 23 Lni 4 3 1, м 6 3 84
Рис. 4. Зависимость полного водоизмещения от расчетной длины судна Fig. 4. Full displacement dependence on the computational length of the vessel
Рис. 5. Зависимость коэффициента общей полноты 5 от числа Фруда Fr Fig. 5. Coefficient of the general completeness 5 dependence on the Froude's number Fr
N/D 40
•
fl
в
Z
1 »
1 щ
0, 30 0, 31 0, 32 0, 33 0, 34 0, F 35 0, r 36 0, 37 0, 38 0, 39 0,
Рис. 6. Зависимость коэффициента энерговооруженности от числа Фруда Fr Fig. 6. Installed power dependence on the Froude's number Fr
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Для выполнения проектных работ, связанных с определением основных элементов средних рыболовных судов для исключительных экономических зон, получены расчетные зависимости, позволяющие определить главные размерения (1)-(3) и соотношения главных размерений (4)-(8):
В=0,151Ьпп + 4,935, м; (1)
Н=0,069 Ьпп + 4,491, м; (2)
Т=0,061 Ьпп + 2,428, м; (3)
В/Т=0,016 Ьпп + 1,568; (4)
Ь/В=0,052 Ьпп + 1,624; (5)
Н/Т=-0,006 Ьпп + 1,748; (6)
Ь/Н=0,098 Ьпп + 1,597; (7)
D = 23,55Ьпп - 189,32. (8)
Расчетная зависимость изменения коэффициента общей полноты от изменения числа Фруда Fr (9):
5 = -0,539 Fr + 0,5915; (9)
расчетная величина энерговооруженности средних рыболовных траулеров (10):
N/D = 18,308 Fr - 3,97. (10)
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Актуализированное комплексное исследование основных требований к главным характеристикам и параметрам функционирования современных скоростных морских рыбоохранных судов неограниченного и ограниченного районов плавания: отчет о НИР / ФГБОУ ВПО «КГТУ». - Калининград, 2015. -155 с.
2. Гайкович, А. И. Теория проектирования водоизмещающих кораблей и судов / А. И. Гайкович: в 2 т. - Санкт-Петербург: Изд-во НИЦ МОРИНТЕХ, 2014. - Т.1. Описание системы «Корабль». - 819 с.
3. Гайкович, А. И. Теория проектирования водоизмещающих кораблей и судов / А. И. Гайкович: в 2 т. - Санкт-Петербург: Изд-во НИЦ МОРИНТЕХ, 2014. - Т.2. Анализ и синтез системы «Корабль». - 812 с.
4. Дятченко, С. В. Определение основных элементов и характеристик средних рыболовных траулеров на начальных этапах проектирования / С. В. Дятченко, Н. Х. Лыонг // Вестник АГТУ. Морская техника и технология. 2009. - № 2. - С. 19-25.
5. Иванов, В. П. Технико-экономические основы создания рыболовных судов: учебник /А. П. Иванов - Калининград: Изд-во БГАРФ, 210. - 275 с.
6. Раков, А. И. Проектирование промысловых судов / А. И. Раков, Н. Б. Севастьянов. - Ленинград: Судостроение, 1981. - 376 с.
7. Дятченко, С. В. Математическая модель для оценки остойчивости средних траулеров на ранних стадиях их проектирования / С. В. Дятченко, В. А. Коробчинский, А. А. Лисицын // Морские интеллектуальные технологии. -Санкт-Петербург: Изд-во НИЦ МОРИНТЕХ, 2017. - C. 49-54.
8. Малышев, А. Н. Плавучесть и устойчивость промысловых судов / А. Н. Малышев. - Москва: Мир, 2003. - 272 с.
9. Мореходность судов и средств океанотехники. Методы оценки: монография / науч. ред. И. К. Бородай / ФГУП «Крыловский государственный научный центр». - Санкт-Петербург, 2003. - 256 с.
10. Ногид, Л. М. Проектирование формы судна и построение теоретического чертежа / Л. М. Ногид. - Ленинград: Судпромгиз, 1962. - 243 с.
11. Дятченко, С. В. Теоретические положения проектного обеспечения норм вибрации на судах промыслового флота / С. В. Дятченко // Известия КГТУ. - Калининград, 2012. - № 25. - С.119-126.
12. Степанова, Л. А. Конкурентоспособность организаций и продукции судостроительной промышленности: учеб. пособие / Л. А. Степанова, Е. В. Маслюк. - Калининград: Изд-во ФГБОУ ВПО «КГТУ», 2011. - 263 с.
13. Экономическая эффективность использования российского рыбопромыслового флота в Баренцевом море: отчет / WWF России. - Москва, 2007. - 53 с.
14. Маслюк, Е. В. Проектирование морских судов. Расчеты нагрузки масс водоизмещения порожнем судов различного назначения / Е. В. Маслюк, А. Ф. Иконников. - Калининград: Изд-во ФГБОУ ВПО «КГТУ», 2008. - 47 с.
Haynnbiu ^ypnan «H3eecmuH KfTY», №48, 2018 г.
REFERENCES
1. Aktualizirovannoe kompleksnoe issledovanie osnovnykh trebovaniy k glavnym kharakteristikam i parametram funktsionirovaniya sovremennykh skorostnykh morskikh rybookhrannykh sudov neogranichennogo i ogranichennogo rayonov plavaniya [Actualize a comprehensive study of the main requirements for the main characteristics and parameters of the functioning of modern high-speed marine conservation ships unrestricted and restricted navigation areas]. Otchet o NIR. FGBOU VPO «KGTU». Kaliningrad, 2015, 155 p.
2. Gaykovich A. I. Teoriya proektirovaniya vodoizmeshchayushchikh korabley i sudov [Theory of the design displacement ships]. Saint-Petersburg, izd-vo NITs MORINTEKh, 2014, vol. 1, 819 p.
3. Gaykovich A. I. Teoriya proektirovaniya vodoizmeshchayushchikh korabley i sudov [Theory of the design displacement ships]. Saint-Petersburg, izd-vo NITs MORINTEKh, 2014, vol. 2, 812 p.
4. Dyatchenko S. V., Lyong N. Kh. Opredelenie osnovnykh elementov i kharakteristik srednikh rybolovnykh traulerov na nachal'nykh etapakh proektirovaniya [Identification of the main elements and characteristics of the average fishing trawlers in the early stages of design]. VestnikAGTU. Morskaya tekhnika i tekhnologiya. 2009, no. 2, pp. 19-25.
5. Ivanov V. P. Tekhniko-ekonomicheskie osnovy sozdaniya rybolovnykh sudov: uchebnik [Technical and economic basis for the creation of fishing vessels: a textbook]. Kaliningrad, izd-vo BGARF, 210, 275 p.
6. Rakov A. I., Sevast'yanov N. B. Proektirovanie promyslovykh sudov [Design of fishing vessels]. L., Sudostroenie, 1981, 376 p.
7. Dyatchenko S. V., Korobchinskiy V. A., Lisitsynyu A. A. Matematicheskaya model' dlya otsenki ystoychivosti srednikh traulerov na rannikh stadiyakh ikh proektirovaniya [A mathematical model for estimating the stability of medium trawlers in the early stages of their design]. Saint-Petersburg, izd-vo NITs MORINTEKh, 2017, pp. 49-54.
8. Malyshev A. N. Plavuchest' i ustoychivost' promyslovykh sudov [Buoyancy and stability of fishing vessels]. Moscow, Mir, 2003, 272 p.
9. Morekhodnost' sudov i sredstv okeanotekhniki. Metody otsenki [Seaworthiness of ships and ocean technology. Methods of evaluation]. FGUP «Krylovskiy gosudarstvennyy nauchnyy tsentr», Saint-Petersburg, 2003, 256 p.
10. Nogid L. M. Proektirovanie formy sudna i postroenie teoreticheskogo chertezha [Designing the vessel shape and constructing a theoretical drawing]. L., Sudpromgiz, 1962, 243 p.
11. Dyatchenko S. V. Teoreticheskie polozheniya proektnogo obespecheniya norm vibratsii na sudakh promyslovogo flota [Theoretical Provisions of Design Support for Vibration Standards on Commercial Fleet Vessels]. Izvestiya KGTU, Kaliningrad, 2012, no. 25, pp. 119-126.
12. Stepanova L. A., Maslyuk E. V. Konkurentosposobnost' organizatsiy i produktsii sudostroitel'noy promyshlennosti: uchebnoe posobie [Competitiveness of organizations and products of the shipbuilding industry: textbook]. Kaliningrad, izd-vo FGBOU VPO «KGTU», 2011, 263 p.
13. Ekonomicheskaya effektivnost' ispol'zovaniya rossiyskogo rybopromyslovogo flota v Barentsevom more [Economic efficiency of the use of the Russian fishing fleet in the Barents Sea]. Otchet. WWF Rossii, Moscow, 2007, 53 p.
14. Maslyuk E. V., Ikonnikov A. F. Proektirovanie morskikh sudov. Raschety nagruzki mass vodoizmeshcheniya porozhnem sudov razlichnogo naznacheniya [Designing of sea-going ships. Calculations of the load of masses of displacement of empty vessels for various purposes]. Kaliningrad, izd-vo FGBOU VPO «KGTU», 2008, 47 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Дятченко Сергей Васильевич - Калининградский государственный технический университет; доктор технических наук, доцент; заведующий кафедрой
кораблестроения
Dyatchenko Sergey Vasilyevich - Kaliningrad State Technical University; Doctor of Technical Sciences, Associate Professor; head of the shipbuilding department
Шишило Елизавета Олеговна - Калининградский государственный технический университет; магистрант кафедры «Кораблестроение»
Shishilo Elizaveta Olegovna - Kaliningrad State Technical University; graduate student
of the shipbuilding department
