Научная статья на тему 'ОСОБЕННОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ "МАЛОГО" ПАССАЖИРСКОГО СУДНА С АВТОНОМНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ГРЕБНОЙ УСТАНОВКОЙ'

ОСОБЕННОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ "МАЛОГО" ПАССАЖИРСКОГО СУДНА С АВТОНОМНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ГРЕБНОЙ УСТАНОВКОЙ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
51
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КОМБИНИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД / HYBRID AND ALL- ELECTRIC POWER PLANT / НЕТИПОВЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ / NON-STANDARD ENERGY SOURCES / ПАССАЖИРСКОЕ СУДНА / PASSENGER VESSEL / МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ / MATHEMATICAL MODEL

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Купальцева Е. В.

Материалы данной статьи отражают специфику разработки математической модели судна с комбинированной или полностью электрической судовой энергетической установкой. Определяющей особенностью разработанной математической модели являются такие составляющие, как потребная мощность, массово- габаритные характеристики и возможность размещения всего комплекса необходимого оборудования.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE PARTICULARITY OF MATHEMATICAL MODELS OF "SMALL" PASSENGER VESSELS WITH HYBRID OR ALLELECTRIC POWER PLANT

This article reflects specifics of developing a mathematical model of the vessel with the hybrid or all-electric power plant. Such components as the required power, mass - dimensional characteristics and the ability to embed all necessary equipment are the defining feature of developed mathematical model.

Текст научной работы на тему «ОСОБЕННОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ "МАЛОГО" ПАССАЖИРСКОГО СУДНА С АВТОНОМНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ГРЕБНОЙ УСТАНОВКОЙ»

ICE CAKE RESISTANCE AT THE MOVEMENT OF ICEBREAKING AIR CUSHION PLATFORMS

E.M. Gramzow, Y.A. Moskvicheva

Keywords: ice cake, ice resistance, the resistance of the ice fragments, ice conditions, ice-breaking platform on an air cushion.

The analytical calculation method of resistance of ice cake at the movement of icebreaking air cushion platforms is given in this article. The results of the comparison of calculations with data model and field tests showed satisfactory convergence.

Статья поступила в редакцию 05.10.2017 г.

УДК 629.122

Е.В. Купальцева, аспирант ФГБОУВО «ВГУВТ» 603951, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5

ОСОБЕННОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ «МАЛОГО» ПАССАЖИРСКОГО СУДНА С АВТОНОМНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ГРЕБНОЙ УСТАНОВКОЙ

Ключевые слова: комбинированный электрический привод, нетиповые источники энергии, пассажирское судна, математическая модель.

Материалы данной статьи отражают специфику разработки математической модели судна с комбинированной или полностью электрической судовой энергетической установкой. Определяющей особенностью разработанной математической модели являются такие составляющие, как потребная мощность, массово- габаритные характеристики и возможность размещения всего комплекса необходимого оборудования.

Экологическая и экономическая обстановка в мире дала новый толчок для развития и массового производства транспортных средств с комбинированным и электрическим приводом. В автомобиле- и автобусостроении гибридизация (когда на различных режимах движения используются как двигатели внутреннего сгорания (ДВС) так и иные источники питания) приобрела свой относительно масштабный характер. С момента выхода первого массового гибридного автомобиля (Toyota Prius, 1997 г.) и до наших дней интерес к «зеленым» технологиям на транспорте растет. Судостроение -область относительно консервативная, однако, использование комбинированного привода движителя воодушевляет все большее количество проектировщиков и судостроителей.

Прогресс в «зеленых» технологиях в судостроении обусловлен в значительной мере повышением требований к выбросам и растущими ценами на топливо. В настоящее время зарубежными судостроителями воплощены в жизнь суда, как с комбинированным приводом, так и с полностью электрическим. Последние являются, на наш взгляд, весьма перспективными для речного транспорта в России. Развитие рынка солнечных батарей и технический прогресс в производстве аккумуляторов, способствуют реализации смелых инновационных проектов.

Используемый в практике классификации судов термин «суда с комбинирован-

ным электрическим приводом» (КЭУ) подразумевает возможность различных комбинаций, когда в качестве главного двигателя используется электрический, который получает энергию от различных источников: дизель-генератора (ДГ) и аккумуляторных батарей (АКБ), либо только от АКБ, водородных топливных элементов и проч. Зачастую в таких системах в качестве дополнительных источников питания, обеспечивающих питание АКБ используются солнечные батареи.

Априори можно полагать, что вопрос применения нетиповых источников энергии может быть актуален для «малых» пассажирских судов местного и внутригородского сообщения.

Основной проблемой при проектировании таких судов является обоснование сфер и условий использования комбинированных и автономных нетиповых источников энергии для электрических гребных установок.

Решение поставленной задачи может быть достигнуто на основе анализа математической модели судна, которая, при расчете с ее использованием основных характеристик, элементов, экономических показателей и критериев должна учитывать основные аспекты создания и жизненного цикла судна, использующего нетиповой комплекс электрического оборудования:

- Проектный. В данном случае решение задачи делится на несколько подуровней.

Задачи первого сводятся к определению элементов и характеристик судна и состава оборудования, обеспечивающего производство или преобразование различных видов энергии для обеспечения питания электрического двигателя (ЭД). На данном уровне также определяются соответственные массово-габаритные характеристики комплекса.

На втором уровне учитываются основные эксплуатационные режимы работы судна.

Задачи третьего уровня заключаются в обеспечении возможности размещения всей номенклатуры оборудования в помещениях энергетического комплекса судна и при необходимости корректировке его главных элементов.

- Экономический. Данный аспект математической модели отражает оценку строительной стоимости судна (с учетом особенностей установки необходимого оборудования) и изменяющихся эксплуатационных расходов.

- Экологический. На этапе исследовательского проектирования задача сводится к учету уменьшения выбросов в атмосферу, по сравнению с работой тепловых двигателей, и влияние его на экономику судна.

В общем случае математическая модель «малого» пассажирского судна с автономной электрической гребной установкой имеет следующий вид

Щ(Ь, В, Н, п, N) = £ Р (Ь, В, Н Т, 5, п) Щ(Ь, В, Н, п, N) = р • £ V (Ь, В, Т, 5)

Р (п, V, г ) = Я^, X)

N = /(Р, Р , г, ЧР , Чв , Чя ) Щ = Щ (V, Хр, N, п, V, р)

Е^™ > (Ь, В, п) Н(п, И3% ) - Т(п, И3% ) + > Нб А0 (Н, Т, В, а, 5) > А0гап Т(п,к3%) < Г -М

Л

(1)

>

I Ык > N(V, Р, X, цр, л , Ля )

1

N (V Р, Х, Л р, Лв , Ля )

л

IСакБ >

иА

- (ССБ (Ь, В) + П)

(2)

IПэ > Пэ (Цакб ; САКБ )

I Б- (Ь, В) < БяН

к ,т

¥мя (N, п) >1УЫ 1

ССТ ~ I(Р, Х1, ЗСТ ) 1 = /(n, 1эксп , Спр )

Е= /Ш,Сгт,З™,С ЛЬВЫ),X ,X ,X )

»/ V ' Ст ~ ЭК~ топл* V ст' навиг' эксп

Ф = / (N)

где L, B, H - главные размерения судна, м; п - пассажировместимость судна, чел; D - грузовое водоизмещение судна, т;

Р -

>

У

>

(3)

масса отдельных статей нагрузки масс, т;

р - плотность воды, m / м3;

V - объемное водоизмещение, м3; Pe - упор движителя;

R - сопротивление воды движению судна;

п - частота вращения гребного вала;

v - скорость хода;

t - коэффициент засасывания;

X - вектор характеристик судна;

DВ - диаметр гребного винта;

Хр - относительная поступь;

Пп - пропульсивный КПД;

Пв - КПД вала;

Пр - КПД редуктора;

у - коэффициент попутного потока;

8 пасс ч г- г

; - площадь /-ой палубы, которая может быть использована для размещения пас-

2

сажиров, м2;

о пасс ^ 2

о факт - площадь, необходимая для размещения заданного числа пассажиров, м ;

Ы^-а - минимально допустимая высота надводного борта, м;

Хп - толщина настила палубы, м;

Л0 - расчетная малая метацентрическая высота, м;

А™ - минимально допустимая малая метацентрическая высота, определяемая Правилами РРР, м; Г - гарантированная глубина судового хода, м; АТ - запас воды под днищем, м;

к - количество единиц оборудования, вырабатывающего электрическую энергию; N - мощность каждого из источников питания с учетом потерь в системе; N - мощность судового энергетического комплекса, обеспечивающего движение судна с заданной скоростью и внутренние потребности в электрической энергии;

£ С^^ - суммарная емкость АКБ, А-ч; иШБ - напряжение основной электрической сети, В;

ССБ (X; Z) - ток, вырабатываемый установленными на судне солнечными батареями, А-ч;

0 - суммарная ёмкость, получаемая при подзарядке во время стоянки судна;

£ пЭ - количество батарей, обеспечивающих необходимое напряжение сети и потребную ёмкость для возможности движения судна с заданной скоростью в течение определенного параметрами рейса, времени;

1 - количество батарей, соединенных последовательно; ] - количество батарей, соединенных параллельно;

ЕГУЭл ^

оС£ - суммарная площадь солнечных модулей; ^пн - площадь палубы надстройки, предназначенная для размещения гелиомассива; Умп - суммарный объем помещений, предназначенных для размещения всего комплекса оборудования с учетом требований к минимальным размерам площадок для обслуживания и эксплуатационным инструкциям; т - количество единиц прочего оборудования; Vы - суммарный объем комплекса оборудования.

Система уравнений (1) определяет элементы и характеристики судна, их решение приведено в [1]. Особенность математической модели судна с АЭГУ связана с отраженными в ней характеристиками источников электроэнергии, которые обеспечивают работу гребного ЭД.

Выражения (2) определяют необходимую мощность, массово- габаритные характеристики и возможность размещения основного оборудования судовой энергетической установки судна. Система описывает требования к достаточной ёмкости аккумуляторных батарей и количеству их элементов, условие размещения модулей солнечных батарей и комплекса оборудования в корпусе судна. При этом необходимо учитывать характеристики используемого оборудования при решении общепроектных уравнений.

Третья система уравнений отражает расчет экономических показателей и критериев, определяющих экологическую составляющую.

Структура оборудования существенно зависит от типа АЭГУ. На рис. 1 и 2 приведены принципиальные схемы АЭГУ [2]. Источником энергии в обоих случаях являются АКБ, но в первой схеме предусматривается возможность параллельной работы АКБ и дизель-генератора. Как вариант, последний может использоваться только для зарядки батарей.

Д - дизельный двигатель; Г - генератор; АКБ - аккумуляторные батареи; Ф - фотоэлементы; В - выпрямитель; КН - контроллер нагрузки; КР - контроллер режима; И - инвертор; ГРЩ - главный распределительный щит; ЭД - электрический двигатель; Р - редуктор; Т - трансформатор.

Рис. 1. Принципиальная схема комбинированной энергетической установки (КЭУ)

Рис. 2. Принципиальная схема электрической энергетической установки (ЭЭУ)

Подзадача, представляющая проектную составляющую, связана с определением состава необходимого оборудования и эксплуатационных режимов судна, что существенно зависит от типа судовой энергетической пропульсивной установки и обуславливает ее комплектацию. В настоящее время рассматриваются следующие их типы:

- Комбинированная установка - дизель-генератор, электрический двигатель, аккумуляторные батареи, солнечные батареи и блок силовой электроники.

- Электрическая установка - электрический двигатель, аккумуляторные батареи, солнечные батареи и блок силовой электроники.

Масса тепловых двигателей может быть найдена, используя методику, изложенную в [3]. Расчет массы ЭД может быть выполнен по зависимостям, полученным с использованием данных технических каталогов. Такие зависимости для агрегатов отечественного о производства приведены в табл. 1.

Таблица 1

Масса электродвигателей

Частота вращения, об/мин Масса, т

3000 т30 = (4 • N + 5) • 10-3 V ном '

1500 т15 = (5 • N + 9) • 10 -3 V ном /

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1000 т10 = (6 • N + 4,8) • 10 -3 V ном 5 /

О - отечественное производство; N - номинальная мощность ЭД, кВт

Расчет массово-габаритных характеристик элементов аккумуляторных батарей

производится на основании рассчитанной необходимой емкости для заданного времени движения на электрической тяге. Суммарная ёмкость определяется в зависимости от заданного напряжения сети и необходимой суммарной мощности судна, которая находится по методике, приведенной в работе [4].

Число элементов батарей, обеспечивающих необходимое напряжение сети, вычисляется по формуле

Пл = ЦТ, (1)

эл

п - число ячеек, соединенных между собой, согласно расчетной схемы; Цакб - напряжение электрической установки, В; и ш - среднее напряжение одного элемента, В.

Мощность, отдаваемая АКБ вычисляется по формуле

(Р + ^ )

р _ У е_ЭС /

РАКБ ~ , (2)

где Р - потребная мощность винта для обеспечения движения судна с заданной скоростью, кВт; Nэс - расчетная мощность электростанции, кВт; цс - суммарный КПД системы.

Ёмкость батарей определяется выражением

С = ^ • 1000 , (3)

Ц АКБ • ИР

Нр - опустимая глубина разряда АКБ; С - ёмкость батарей, А-ч.

Время работы электрического двигателя от аккумуляторных батарей определяется выражением

С • иАКБ • Ип

Хр =-^ . (4)

е

Для КЭУ доля энергии, приходящаяся на основные источники электрической энергии, является заданной величиной. При распределении долей энергии между ДГ и АКБ стоит руководствоваться не только параметрами рейса (предполагаемое время работы судна на АКБ), но и тем, что при определении мощности генератора необходимо учитывать потребность в энергии для работы судна в текущем эксплуатационном режиме с учетом потерь.

Для расчета массово-габаритных характеристик АКБ, принимая во внимание особенности их конструкции, а так же и значительную долю массы, во избежание больших погрешностей, технические характеристики предпочтительнее брать для конкретного производимого оборудования. Таким образом, на основе анализа рынка разнообразных источников питания отечественного производства, расчет выполняется для наиболее оптимальных из рассмотренных вариантов литий- ионных батарей в соответствии с табл. 2.

Таблица 2

Технические характеристики АКБ

Тип оборудования Тип Технические характеристики Геометрические характеристики Масса, кг

U, В C, А-ч L, м B, м H, м

АКБ (Li-ion) LT-LYP200 3,2 200,00 0,16 0,12 0,34 9,95

LT-LYP240 3,2 240,00 0,16 0,12 0,34 9,95

LT-LYP300 3,2 300,00 0,17 0,16 0,34 14,80

LT-LYP380 3,2 380,00 0,17 0,16 0,34 14,80

LT-LYP700 3,2 700,00 0,29 0,16 0,34 26,50

LT-LYP770 3,2 770,00 0,29 0,16 0,34 26,50

Эффективность использования фотоэлектрических элементов в качестве дополнительного источника питания судна во многом обусловлена показателями инсоляции для региона эксплуатации судна в период всей навигации [5]. Суммарная мощность модулей, установленных на палубе надстройки, определяется по формуле

E • (P • пСБ)

Г) _ инс У СБ эл / К

РСБ ~ ^ КСБ -

(5)

где к - поправочный коэффициент, учитывающий КПД системы и условия работы батарей;

РСБ - мощность фотоэлектрического модуля, Вт. Определяется техническими характеристиками;

ПСБ - количество модулей, расположенных на палубе надстройки;

Ене - среднее значение инсоляции за текущий период для заданного региона эксплуатации судна (горизонтальная площадка), Вт • ч / м2;

Л - мощность инсоляции на земной поверхности на одном квадратном метре, 1000 Вт / м2.

Аналогично АКБ массово-габаритные характеристики фотоэлементов рассчитываются для конкретного оборудования (см. табл. 3).

Таблица 3

Массово-габаритные характеристики фотоэлектрических модулей.

Тип оборудования Тип Технические характеристики Геометрические характеристики Масса, кг

U, В P, кВт L, м B, м H, м

Фотоэлектрические элементы ТСМ-160А 23 0,165 1,468 0,663 40 12,1

ТСМ-160В 44 0,165 1,468 0,663 40 12,1

ТСМ-170А 23 0,175 1,468 0,663 40 12,1

ТСМ-170В 46 0,175 1,468 0,663 40 12,1

ТСМ-200А 23 0,198 1,580 0,815 40 15,4

TCM-200B 43 0,198 1,580 0,815 40 15,4

ТСМ-230А 23 0,230 1,338 0,988 40 17,4

ТСМ-230В 49 0,230 1,338 0,988 40 17,4

Тип оборудования Тип Технические характеристики Геометрические характеристики Масса, кг

и, В Р, кВт L, м В, м Н, м

ТСМ-270А 38 0,270 1,633 0,996 40 18,5

ТСМ-280А 40 0,280 1,633 0,996 40 18,5

ТСМ-290А 41 0,290 1,633 0,996 40 18,5

В случае электрической судовой энергетической установки работу судна обеспечивает один главный двигатель - электрический. Для КЭУ при данном подходе можно укрупнено выделить следующие эксплуатационные режимы, определяющие работу того или иного оборудования в текущий момент:

- Начало движения. Необходимость в максимальной энергии обуславливает одновременную подачу электроэнергии от АКБ и ДГ.

- Режим ожидания. Данный режим используется в период стоянки на остановочном пункте. При этом режиме дизель-генератор работает для питания судовой электросети и зарядки батарей. Так же использование данного режима возможно для приведения в действие ЭД и движения с минимальной скоростью без использования энергии АКБ.

- Электрический режим. В данном режиме судно движется с крейсерской скоростью исключительно с помощью ЭД. При этом постоянно контролируется уровень заряда батарей.

- Ускорение. Режим предназначен для движения (в случае необходимости) с максимальной скоростью. Это способствует высокой динамике и быстрому разгону. Электропитание подается как на винт, так и на потребителей.

- Береговой режим. Данный режим используется, когда судно в порту для подключения к береговому питанию для зарядки АКБ.

Такой подход позволяет количественно определить время работы судна с использованием конкретного источника энергии и рассчитать соответствующим образом потребность в том или ином типе энергии.

Длина отсека для размещения теплового двигателя определяется по зависимостям в функции от мощности силовой установки по методике, изложенной в [6]. Задачу допустимости установки в рассчитанном машинном помещении всей номенклатуры оборудования можно записать в виде

k

^ • Ь • к )+ ^ОБ + SДОП ) • к , (6)

¿=1

где ~УМП = • В • к' - объем МП без учета набора, изоляции и зашивки;

^мп - длина машинного помещения, определенная в зависимости от мощности СЭУ;

к - количество единиц основного оборудования;

(/. • Ь • к ) - длина, ширина и высота /-го основного оборудования;

Soв - площадь, необходимая для обслуживания оборудования;

SдОп - площадь, необходимая для размещения дополнительного оборудования,

имеющего размеры много меньшие, чем основное; к - высота в МП без учета набора, изоляции и зашивки.

При решении поставленной задачи геометрические параметры основного оборудования принимаются по соответствующим зависимостям и расчетным данным (объем топливных, масляных и нефтесборных цистерн находится в соответствии с усредненными техническими данными в зависимости от заданной автономности плавания).

Геометрические параметры составляющих площадей для обслуживания оборудования (ширина проходов) регламентируются Правилами РРР, требованиями техники безопасности и эксплуатационными инструкциями. На этапе исследовательского проектирования данная величина принимается равной

Яоб = к • (2 • Ьр + 0,6 • Ьш), (7)

где Ь - минимально допустимая ширина прохода в МП.

Площадь для размещения дополнительного оборудования ^ принимается на

основе статистических данных в размере 10% от общей площади МП.

Наибольший объем в общей номенклатуре оборудования рассматриваемых нетиповых СЭУ занимают АКБ. Их располагают в отдельном отсеке, расположенном под пассажирским салоном с доступом через люки платформы. Достаточность объема отсека определяется выражением

VАКБ >(4• В + БОАК)• к, (8)

где ¿с - длина пассажирского салона без учета набора и изоляции; В - ширина судна без учета зашивки и изоляции; БАК - площадь, необходимая для обслуживания отсека АКБ; к - высота в помещении без учета набора, изоляции и зашивки.

Аккумуляторные батареи обладают значительной массой. Для избегания проблем с центровкой судна целесообразно располагать их симметрично относительно ДП. Тогда площадь обслуживания с учетом технологических зазоров можно представить в виде

бакб = Ь • £ + 0,6 (9)

ОБ пр с ' у '

В случае, если условия (6), (8) не выполняются, длины отсеков, достаточных для размещения заданной номенклатуры оборудования рассчитываются, исходя из этих условий при фиксированных значениях ширины и высоты борта.

С точки зрения влияния использования определенного типа СЭУ на экономическую составляющую в общем алгоритме оптимизации судна задача сводится к двум компонентам: в отношении строительной стоимости и эксплуатационных расходов судна.

Первая составляющая в общей задаче производится на основе анализа реального ценооборазования на устанавливаемое оборудование. Также необходимо учитывать сложность монтажа оборудования, в котором участвует более высококвалифицированный персонал. В данной работе этот аспект реализуется увеличенным показателем трудоемкости.

Вторую экономическую составляющую определяют не только суммарные энергозатраты судна, но и дополнительная плата за загрязнение окружающей среды. Затраты при этом формулируются на основе суммарно необходимого количества энергоресурсов и времени, в течении которого работает судно с использованием того или иного источника энергии

м = £ Р • • С,. (10)

Р, - мощность /-го источника энергии, кВт;

^ - время работы судна с использованием /-го источника энергии;

Ci - удельный расход энергоресура.

При определении суммарных эксплуатационных расходов каждая из составляющих формулы (10) учитывает стоимость каждого типа ресурса, израсходованного за рассматриваемый период времени.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Исследование влияния типа СЭУ на экологию на начальной стадии проектирования в рамках данной работы сводится к определению количества предполагаемых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу за рассматриваемый период работы. Расчет производится с использованием усредненных показателей по общепринятым методикам для эксплуатируемых речных судов [7].

Все из перечисленных задач тесно связаны между собой. В то же время их решение происходит в рамках вероятностно-неопределенной информации (продолжительность того или иного эксплуатационного режима, данные о необходимом количестве конкретного типа энергии). Указанные факторы определяют некоторую условность получаемых решений, лишь приближенных к реальным условиям эксплуатации судна.

Определив таким образом особенности математической модели и разработав на ее основе алгоритм проектирования судна с нетрадиционной СЭУ можно, выполнив численный эксперимент, установить наиболее рациональные условия их использования: пассажировместимость, эксплуатационные скорости, протяженность линии эксплуатации и проч.

Список литературы:

[1] Купальцева Е.В. Математическая модель оптимизации пассажирских судов пригородного и местного сообщения / Е.В. Купальцева, Е.П. Роннов // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта - Н. Новгород.: ФГБОУ ВО «ВГУВТ», 2017.- № 53. - С. 101-107.

[2] Balsamo F. The propulsion of coastal and inland water transportation vessels [Text] / F. Balsamo, A. Brighenti // 21st International Congress on Combustion Engines - Interlaken - Switzerland - 1995. - p. 1-18.

[3] Купальцева Е.В. Математическая модель расчета массы по разделу «механизмы» «малого» пассажирского судна // Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева/НГТУ им. Р.Е. Алексеева - Нижний Новгород. - 2017. - № ().

[4] Веревкин В. В. Расчет величины напряжения и емкости аккумуляторной батареи для комбинированной энергоустановки / В.В. Веревкин, В.В. Миханошин // Научные труды Дальрыбвту-за - Владивосток, 2009. - №21. - с. 195-201.

[5] Охоткин Г.П. Методика расчета мощности солнечных электростанций / Г.П. Охоткин // Вестник Чувашского университета- Чебоксары, 2013. - №3. - С. 222-230

[6] Купальцева Е.В. Определение пассажировместимости «малого» пассажирского судна на начальной стадии проектирования // Вестник ГУ МРФ - Санкт-Петербург, 2016. - № 4(38). -C. 113-121.

[7] Методика расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных дизельных установок - Санкт- Петербург, 2014. - 214 с.

THE PARTICULARITY OF MATHEMATICAL MODELS OF «SMALL» PASSENGER VESSELS WITH HYBRID OR ALL- ELECTRIC POWER PLANT

E. V. Kupaltseva

Key words: hybrid and all- electric power plant, non-standard energy sources, passenger vessel, mathematical model

This article reflects specifics of developing a mathematical model of the vessel with the hybrid or all-electric power plant. Such components as the required power, mass - dimensional

characteristics and the ability to embed all necessary equipment are the defining feature of developed mathematical model.

Статья поступила в редакцию 11.10.2017 г.

УДК 629.124.9.039

В.И. Любимов, д.т.н., профессор ФГБОУВО «ВГУВТ» 603951, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5

A.А. Гаккель, генеральный директор судоходной компании «Элиен»

B.И. Барышев, начальник ПКБ судоходной компании «Элиен»

606549, Нижегородская область, Чкаловский район, Кузнецово, ул. Алексеева, 3

АНАЛИЗ ТЕНДЕНЦИЙ РАЗВИТИЯ ЭКРАНОПЛАНОВ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЕ РОССИИ

Ключевые слова: транспортная система, скоростные суда, экраноплан, особенности конструкции, сферы эксплуатации

В статье рассматриваются тенденции создания экранопланов в нашей стране и перспективные направления их использования в транспортной системе России

Исторически сложилось так, что морской и речной транспорт в России играют важную роль. В самом деле, с Севера и Востока огромную территорию Российской Федерации окружает множество морей Северного ледовитого и Тихого океанов. С каждым годом все значимее становится эксплуатация Северного морского пути. Протяженность судоходных внутренних водных путей составляет более 101,8 тыс. км, что создает прочную базу для осуществления перевозок различных грузов. На многих реках осуществляются перевозки пассажиров. Например, в 80-е годы XX века на речных судах ежегодно перевозилось около 100 млн. человек, из которых более четверти - на скоростных теплоходах. Максимальный уровень пассажирских перевозок был достигнут в 1975 году, когда было перевезено 123,8 млн. человек. В 1990 году объемы пассажирских перевозок резко снизились. Это произошло, прежде всего, по причине резкого роста цен на энергоносители и, как следствие, повышения стоимости проезда на всех видах транспорта [1].

Как известно, в 90-е годы XX века существенное падение платежеспособности населения и ограничение размеров поддержки пассажирских перевозок местными администрациями способствовало закрытию многих скоростных линий и массовому выведению из эксплуатации невостребованного флота.

Анализ объемов пассажирских перевозок различными видами транспорта показывает, что на современном этапе развития наметилась негативная тенденция постепенного вытеснения речного флота из системы транспортного обслуживания населения. Наибольшим спросом пользуются в основном туристические поездки [2].

Несмотря на сложную экономическую ситуацию, в настоящее время в России функционирует система скоростных перевозок пассажиров. Особенно важно ее использовать в районах Сибири и Дальнего Востока, где скоростные суда, по сути, являются единственным средством сообщения между населенными пунктами. Это обстоятельство в условиях стремительного морального и физического старения эксплуатируемых скоростных судов требует от государственных органов уделять боль-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.