CC BY
18В.Н. Плотникова, Д.С. Сухарева
Обзор и анализ проблемы выбросов сажи от транспортных судов в Арктике
Description the problem of «black carbon» (also known as soot) emissions on environment is given. In this paper was analyzed international legislation in the field of soot's emissions problem. «Arctic council» is an international organization which deals with harmful substances in Arctic region. The one from other sources of black carbon are vessels. The quantitative calculation of «black carbon» from vessels for one ship's engine type is given.
УДК 629.12.001
Е.П. Роннов, д.т.н., профессор, ФГБОУВО «ВГУВТ» С.В. Давыдова, к.т.н., доцент, ФГБОУ ВО «ВГУВТ» В.М. Шмаков, к.т.н., доцент, ФГБОУ ВО «ВГУВТ» 603950, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА НАИМЕНЬШЕГО НАДВОДНОГО БОРТА
Ключевые слова: минимальный надводный борт, геометрические характеристики судна, незаливаемость, методика расчета, поправки к величине минимального надводного борта.
В статье рассмотрены вопросы разработки методики определения минимального надводного борта с учетом геометрических характеристик судна. Предложена методика нормирования минимального надводного борта для судов внутреннего плавания.
Российский Речной Регистр [1] и другие классификационные общества, регламентируют наименьший надводный борт судов.
Величина надводного борта фиксирует наибольшую осадку судна и, следовательно, его загрузку, при которой обеспечивается требуемый уровень навигационных качеств, таких как прочность, остойчивость, непотопляемость.
В основе методического подхода, при нормировании наименьшего надводного борта, прежде всего, лежит необходимость обеспечения запаса плавучести. Который подтверждается расчетом непотопляемости судна, а так же требуемый уровень неза-ливаемости его открытой палубы.
Параметры посадки судна после аварийного затопления отсека, заливаемость зависят от геометрических характеристик корпуса. Следовательно, нормируемый запас плавучести и минимальный надводный борт также должны быть связанными с этими характеристиками. Элементы такого подхода при назначении наименьшего надводного борта имеют место в конвенции МК - 66 [2], тогда как в действующих Правилах [1] наименьший надводный борт закрытых судов со стандартной седловатостью зависит только от класса судна и его длины, а открытых только от класса. Для оценки указанной зависимости были выполнены теоретический анализ по обоснованию геометрических характеристик, наиболее существенно влияющих на параметры посадки и широкий численный эксперимент, в котором проведены расчеты по определению положения аварийной ватерлинии виртуальных судов при затоплении их пиков и МО. При аналитическом представлении теоретического чертежа этих судов варьировались длина судна, отношение L/B, B/T и коэффициент полноты 5 [3, 4].
Анализ полученных данных позволил установить влияние геометрии формы корпуса на величину необходимого запаса плавучести. На рис. 1 в качестве примера приведены зависимости, показывающие влияние на величину минимального надводного борта отношения L/B для судов различной длины при фиксированных остальных геометрических характеристиках судна. Как видно из приведенных графиков, при значениях L/B > 5,5 нет заметного влияния этого параметра геометрии корпуса на аварий-
ную посадку судна. Подобные предельные значения имеют место и по другим параметрам.
Это позволяет выделить так называемый базовый надводный борт, величина которого зависит только от длины судна.
Исходя из этого методически задача определения наименьшего надводного борта по условию непотопляемости для судна со стандартной седловатостью сводится к принятию базового надводного борта, и введением к нему поправок на геометрические параметры формы корпуса.
3,00
Рис. 1. Зависимость поправки к минимальному надводному борту от отношения Ь/Б
Для исследования зависимости наименьшего надводного борта с минимально допустимым уровнем незаливаемости были выполнены систематические расчеты, которые показали зависимость высоты надводного борта от класса и длины судна по условию когда «случайная» волна превышает надводный борт в средней части судна при его качке с частотой не менее 20 час-1. Ординаты «волны заливаемости» на миделе, существенно зависят от класса судна. В среднем его необходимая высота составляет порядка 80% от половины расчетной высоты волны. В тоже время заливаемость на миделе не существенно зависит от длины судна, что позволило этим влиянием пренебречь.
Так как незаливаемость обеспечивается также наличием комингсов, поэтому непосредственно минимальная высота борта может быть получена вычитанием из ординаты (высоты) «волны заливаемости» высоты комингса. Рассчитанная таким образом величина может считаться нижним пределом минимальной высоты надводного борта.
Ниже приведена предлагаемая методика расчета наименьшей высоты надводного борта, учитывающая и необходимый запас плавучести и незаливаемость закрытых судов.
Наименьшая высота надводного борта закрытых судов со стандартной седловато-стью и высотой комингсов, регламентируемых ПРРР определяется как сумма табличного значения, принимаемая по табл. 1 и табл. 2, и поправок, учитывающих отклонение геометрических характеристик корпуса судна .
Для закрытых самоходных и несамоходных судов табличные значения надводного борта принимаются по табл. 1.
Таблица 1
Длина судна, м
Табличная высота надводного борта Нб мм. для закрытых судов классов, мм
2500
2000
1500
1000
500
0
5,50
и в
«Л» «Р» «О» «М»
<30 30 50 85 140
40 35 60 100 160
50 40 70 115 180
60 45 80 130 200
70 50 90 150 235
80 55 100 170 270
90 60 110 190 305
100 70 120 210 340
110 80 135 230 375
120 90 150 260 410
>130 100 170 290 450
Примечание: Здесь и во всех последующих таблицах для промежуточных значений длины судна табличную высоту надводного борта следует определить линейной интерполяцией.
Для наливных судов и судов площадок табличные значения надводного борта принимаются по табл. 2.
Таблица 2
Длина судна, м Табличная высота надводного борта Нб мм. для наливных судов классов, мм
«Л» «Р» «О» «М»
<30 15 30 60 110
40 20 35 70 125
50 25 40 80 140
60 30 45 90 155
70 35 50 100 170
80 40 60 120 200
90 45 70 140 230
100 50 80 160 260
110 55 90 180 290
120 60 100 200 325
>130 65 110 220 360
Табличный надводный борт, определяемый по табл. 1, 2, судов класса «Л», «Р», «О», «М», корректируется приведенными ниже поправками, учитывающими отклонение геометрических характеристик корпуса судна от базовых, для которых даны табличные значения.
1. Поправка на отношение В/Т
Табличное значение надводного борта, определенное по табл. 1 и 2, судов у которых отношения В/Т < 4.5, следует увеличить на величину поправки, рассчитываемой по формуле (мм):
АН В/Т =0.49 Ц4.5-В/Т)
При других значениях отношений В/Т поправка АН В/Т = 0;
2. Поправка на коэффициент полноты ô
Табличное значение надводного борта, определенное по табл. 1 и 2, судов у которых коэффициент полноты 5>0.75 следует увеличить на величину поправки, рассчитываемой по формуле (мм.):
АН0 =[18.2 1+17(4.5- B/T)]( 5 -0.75)
Для судов, у которых B/T > 4.5, при расчете поправки по данным выражениям следует принимать B/T = 4.5. При других значениях коэффициента полноты 5 поправка АН =0.
3. Поправка на отношение L/B
Табличной значение надводного борта, определенное по табл. 1 и 2 судов, у которых отношение длины к ширине L/B<5.5, следует увеличить на величину поправки, рассчитываемой по формуле (мм.):
АН l/B= 6.71 L(5.5 - L/B).
При других значениях отношение длины к ширине L/B поправка АНL/B=0. Величина надводного борта в любом случае для закрытых судов должна быть не менее:
- для класса «Л» - 150 мм;
- для класса «Р» - 250 мм;
- для классов «О» и «М» значений, рассчитанных по формуле
АН = кб (158 + 0,6L) L1/4,
где кб - коэффициент, принимаемый для судов класса «М» равным 1, для класса «О»
- равным 0,64;
Для наливных судов должна быть не менее:
- для класса «Л» - 90 мм;
- для класса «Р» - 160 мм;
- для классов «О» и «М» значений, рассчитанных по формуле
АН = кб (126 + 0,5L)L1/4,
где кб - коэффициент, принимаемый для судов класса «М» равным 1, для классов «О»
- равным 0,6.
Получаемая величина минимального надводного борта имеет логику обоснования ее значения и поэтому является более объективной. Для судов с геометрическими характеристиками корпуса близкими к так называемым базовым судам, она оказывается меньше нормируемой по действующим правилам и полнее согласуется с нормами других классификационных обществ.
Список литературы:
[1] Российский Речной Регистр. Правила классификации и постройки судов внутреннего плавания, т. 2. - М.: Марин Инжиниринг сервис, 2003. - 329 с.
[2] Международная конвенция о грузовой марке 1966 г., изм. Протоколом 1988 г. к ней (КГМ-66/88) (пересмотренная в 2003 г.), 2-е дополненное изд. 2007 г. - 320 с. Серия «Судовладельцам и капитанам», выпуск 29.
[3] Давыдова С.В., Роннов Е.П. Обоснование подхода к нормированию надводного бор-та//Труды конгресса «Великие реки 2008» - Н. Новгород: НГСАУ. - 2008. - С. 273-276.
[4] Давыдова С.В., Роннов Е.П. Учет требований непотопляемости и незаливаемости при назначении надводного борта.//Труды конгресса «Великие реки 2009», т.2 - Н. Новгород: НГСАУ. - 2009. - С. 290-292.
THE MAIN PROVISIONS OF THE METHODOLOGY FOR CALCULATING THE LEAST FREEBOARD
E.P. Ronnow, S. V. Davydov, V.M. Shmakov
Keywords: minimum freeboard, the geometrical characteristics of the vessel, the sweep of deck, method of calculation, the amendments to the minimum freeboard. The article deals with development of methods for determining minimum freeboard taking into account the geometric characteristics of the vessel. The procedure of normalization of the minimum freeboard for vessels in inland navigation.
УДК 629.12.0011.001.63
С.В. Студнев, аспирант ФГБОУВО «ВГУВТ» Е.Г. Бурмистров, д.т.н., профессор ФГБОУ ВО «ВГУВТ» Т.А. Михеева, к.т.н., доцент ФГБОУ ВО «ВГУВТ» 603950, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИИ РАЗДЕЛКИ СУДОВ НА ЛОМ С УЧЁТОМ ЭКОНОМИЧЕСКИХ КРИТЕРИЕВ И СУЩЕСТВУЮЩИХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ОГРАНИЧЕНИЙ
Ключевые слова: судоразделка, технология разделки судов, себестоимость разделки, экономические критерии, экономический эффект, эксплуатационные расходы.
Излагаются пути совершенствования технологии судоразделки с целью снижения трудоёмкости и себестоимости работ, а также повышения безопасности при их проведении. Эти факторы в совокупности определяют экономический эффект от судоразделки. Рассматривается выбор наиболее оптимального варианта технологии судоразделки с учётом экономических критериев, а также необходимость разработки целевой функции для расчёта экономического эффекта от разделки судов на лом с учётом существующих экологических ограничений.
Одним из путей повышения привлекательности судоразделки, как источника вторичных ресурсов и получения весьма существенной прибыли, является снижение себестоимости и трудоёмкости работ по разделке судов на лом [1]. Очевидно, что с чисто экономических позиций достигнуть этого можно за счёт снижения капитальных затрат. Как правило, на практике это выливается в привлечение к работам большого числа неквалифицированной рабочей силы, выполнению работ вручную, лишь с эпизодическим использованием средств малой механизации, бессистемному разукрупнению надстроек и корпусов судов. Следствием такой бессистемности является высокая травмоопасность и летальность несчастных случаев, загрязнение территории судораз-делочной площадки, прилегающей акватории и окружающей природной среды (ОС). Два последних обстоятельства накладывают на судоразделочные процедуры дополнительные ограничения, которые часто приводят к коллизиям с экономической целесообразностью процесса судоразделки в целом. Поэтому актуальным представляется обоснование экономической целесообразности судоразделки в условиях весьма жёстких экологических ограничений. Решение проблемы авторам данной статьи видится в совершенствовании технологий судоразделки, разработке и внедрении новых средств технологического оснащения (СТО) для производства работ, своевременной и комплексной подготовки производства [2]. Все перечисленные мероприятия позволяют
