CC BY-NC
16
DOI: 10.24937/2542-2324-2022-1-S-I-18-27 УДК: 629.5.015.4:629.5.022.22
Г.Б. Крыжевич1, А.Р. Филатов1,2
1 ФГУП «Крыловский государственный научный центр»
2 ФГБОУ ВО «Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова»
РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРОВЕРКЕ МЕСТНОЙ ПРОЧНОСТИ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ КАТАМАРАНОВ С ЦЕЛЬЮ ПОДГОТОВКИ НОВОЙ РЕДАКЦИИ ПРАВИЛ РМРС
Объектами работы являются корпусные конструкции высокоскоростных катамаранов. Цель работы состоит в разработке рекомендаций по проверке местной прочности высокоскоростных катамаранов и сопоставлении прочных размеров набора корпуса катамарана, полученных по правилам ведущих классификационных обществ (КО) исходя из критериев местной прочности. При определении метода расчета нагрузок, прочных размеров набора корпуса и норм прочности использовались методы исследования внешних сил, приемы строительной механики корабля и опыт нормирования прочности высокоскоростных судов. Разработанные рекомендации сопоставлены с требованиями старой редакции части II Правил классификации и постройки высокоскоростных судов Регистра судоходства (2018 г. издания), а также с правилами Bureau Veritas, Det Norske Veritas и Lloyd's Register. Проанализированы результаты сопоставления размеров прочных связей, установленных в соответствии с разработанными рекомендациями, с оценками, полученными по правилам ведущих КО и сделан вывод о целесообразности использования рекомендаций при проектировании новых объектов и подготовке новой редакции Правил РМРС. Разработанные рекомендации по корректировке части II Правил классификации и постройки высокоскоростных судов РМРС позволяют в ряде случаев снизить массу корпусных конструкций малых высокоскоростных судов на 5-30 % по сравнению с правилами зарубежных КО и повысить эксплуатационную надежность конструкций.
Ключевые слова: высокоскоростное судно, катамаран, местная прочность, корпусные конструкции, алюминиевые сплавы, правила, нагрузки.
Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.
Введение
В последние годы наблюдается увеличение объемов строительства высокоскоростных катамаранов небольших размеров. Качественное обеспечение эксплуатационной надежности конструкций катамаранов и снижение массы корпусных конструкций существенно влияют на их экономическую эффективность и конкурентоспособность на рынке [1]. В этом свете для судостроителей крайне важно обоснованно выбирать прочные размеры набора корпуса, которые определяются согласно правилам классификационных обществ (КО). В условиях конкуренции услуг на международном рынке создатели судов склоняются к выбору нормативно-технических документов такого КО, правила которого позволяют обеспечить наименьшую массу кор-
пусных конструкций при удовлетворении требований прочности. С этой целью целесообразно повергнуть тщательному анализу редакцию Правил РМРС 2018 г. [2], соответствующую в целом редакции 2002 г., на предмет наличия требований, ведущих к избыточному запасу прочности или к необоснованному занижению его уровня. Для достижения этой цели Крыловский государственный научный центр по договору с РМРС в течение 2019-2020 гг. разработал новую усовершенствованную редакцию части II Правил классификации и постройки высокоскоростных судов (ВСС).
Важной задачей настоящей работы является сопоставление прочных размеров набора корпуса малого высокоскоростного катамарана в части обеспечения местной прочности, полученных по
Для цитирования: Крыжевич Г.Б., Филатов А.Р. Разработка рекомендаций по проверке местной прочности высокоскоростных катамаранов с целью подготовки новой редакции Правил РМРС. Труды Крыловского государственного научного центра. 2022; Специальный выпуск 1: 18-27.
вновь разработанной редакции части II Правил ВСС РМРС и по правилам зарубежных КО (BV, DNV, LR) [3, 4, 5]. Для ее решения:
■ выполнена корректировка расчетных формул по определению внешних сил, используемых для проверки местной прочности корпуса катамарана при действии волновых (статических) и ударных (слеминговых) давлений, и проанализированы величины местных нагрузок;
■ определены прочные размеры днищевого набора корпуса и соединительного моста (СМ) катамарана исходя из условий местной прочности;
■ сопоставлены результаты, полученные на основе разработанных рекомендаций, с оценками, полученными по правилам ведущих КО.
Объект исследования
В качестве тестового судна был принят показанный на рис. 1 малый электрокатамаран Ecovolt 3.0, разработанный ООО «Эмпериум» [6, 7]. Основные параметры этого катамарана приведены в табл. 1.
Согласно классификации IMO и 2000 HSC Code судно считается высокоскоростным, если оно способно развить скорость V равную или превышающую
V = 3,7V0Д667 = 3,7 • 31,3 7 3 0,1667 = 6,57 м/с, (1)
где V - объемное водоизмещение, м3:
V = A/ р = 32/1,02 = 31,373;
р - плотность морской воды, 1,02 т/м3.
Как видно, данный катамаран классифицируется как высокоскоростное судно.
Местные нагрузки
Местные нагрузки делятся на волновые (статические) и ударные (слеминговые). Их определение производится на основе разработанного ранее практического способа расчета нагрузок, определяющих прочность корпусных конструкций скоростных катамаранов [8, 9], нашедшего отражение в нормативно-технических документах РМРС, выпущенных в 1998 и 2002 гг. При разработке новой усовершенствованной редакции части II Правил классификации и постройки высокоскоростных судов некоторые расчетные зависимости были подвергнуты корректировке с учетом результатов исследований, отраженных в работах [10, 11]. В исправленном виде они приведены ниже.
Рис. 1. Катамаран Ecovolt 3.0 [6]
Таблица 1. Основные параметры катамарана Ecovolt 3.0 [6]
Длина по КВЛ Ь 22,5 м
Ширина В 8,6 м
Высота надводного борта В 1,2 м
Осадка Т 1,0 м
Материал корпуса АМг61 (1561)
Водоизмещение А 32 т
Максимальная скорость ¥тах 15 уз (7,72 м/с)
Высота волны 3%-обеспеченности к3%% 1,2 м
Волновое давление
В разработанной редакции Правил волновое давление вычисляется отдельно для днища корпуса и на уровне конструктивной ватерлинии (КВЛ), а выше нее убывает линейно по гидростатическому закону. Волновое давление между днищем и КВЛ интерполируется линейно.
Наибольшее волновое давление на днищевые конструкции корпусов РкПа, определяется по формуле
РЬ =Р£ (0,81/а,^ Ь + ), (2)
где g - ускорение свободного падения, 9,81 м/с2;
f--
1 - в
-(17 hWo - 2,9 )2
0,077
¿30/ ¿30/ < 0,095; h3% > 0,095;
hh3% - относительная (безразмерная) высота волны 3/-обеспеченности:
h3% - h3% / L;
-(8 х 2 + 2 x + 0,29)
1,05
ax =
ae
-2,9 FYt . e L +
+ae_(4'41"4'9 x )exp(-2'9 FrL)+1,05;
а = (3,1 - 0,39Лд- 0,12(ЦЕЫг) + 0,02Лд (Ь/Бког)) х х(1,1-0,63ру )(1,0-2,5(Бып/Б));
х - относительная (безразмерная) координата по длине: х = х / Ь;
ЛгЬ - число Фруда (по длине):
ЛгЬ = Утах /4ёЬ ;
Л>4 - число Фруда по объемному водоизмещению:
Лд= ГтЦ^;
БЛог - горизонтальный клиренс на миделе (расстояние между корпусами), м;
Бкиц - ширина одного корпуса по КВЛ на миделе, м; ру - безразмерный центральный радиус инерции
масс судна:
Ру =(р у/Ь))(+тУ)/(1+т);
ру - центральный радиус инерции масс судна, м;
„2
=
а
r2 t3
Bhull 'L
24 (3-2а)(3-а) Ур
п а2 BluUL _
г 2 1 + а V а - коэффициент полноты площади КВЛ:
а = } Бхах (БШЬ);
Бх - ширина корпуса судна в рассматриваемом поперечном сечении с абсциссой х, м;
-3(Бх/Ь)){1 -(Бх/Ь)-(1 + 2,5Ль )2 х
2,5 -
1,2-
B;
hull
Tx + 0,15B:
- + 0,63
hull
Л —211 Fri -0,28
Тх - осадка корпуса в рассматриваемом поперечном сечении с абсциссой х, м;
2ъ - отстояние точки днища в рассматриваемом поперечном сечении от уровня КВЛ, м (максимальное волновое давление на днище получается при 2Ъ = Тх). Наибольшее волновое давление на уровне КВЛ
Р^, кПа, определяется по формуле
К1 = 0,81/
ax + 0,25е
0,22 I——1,97
PgL.
(3)
На рис. 2-3 показаны продольные распределения волновых давлений на днище корпуса и на
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Относительная координата по длине судна
Рис. 2. Продольные распределения расчетных волновых давлений на днище корпуса катамарана
50 40 30 20 10 0
шовое давление Pw, кПа о вень KB л
LR РМРС
^DNV
----
\ BV -i
ОД 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Относительная координата по длине судна
Рис. 3. Продольные распределения расчетных волновых давлений на уровне КВЛ
уровне КВЛ соответственно, посчитанные по разработанным Правилам РМРС, а также по правилам БУ, БКУ и ЬЯ. Как видно, в обоих случаях новая редакция Правил дает давления, очень близкие к БУ и БКУ, а ЬЯ имеет самые большие значения.
Ударное давление
В разработанной редакции Правил ударное давление вычисляется отдельно для днища корпуса и для днища соединительного моста (СМ). Ударное давление на внутренние борта линейно интерполируется между ударным давлением на днище корпуса и на днище СМ.
Ударное давление на днищевые конструкции корпуса Р, кПа, определяется по формуле
р = (г2 + 28Егь + 70В«Ь)), (4)
где кЬд - редукционный коэффициент:
к% = 0,46 - 0,35
и°,75 -1,7 и0,75 +1,7 ;
и = 286 (0Т/ V);
£0 - площадь, поддерживаемая элементом, м2: =тт{л1 ;3л 2} для пластин, =для ребер жесткости (РЖ), стрингеров и флоров;
л - шпация, м; I - пролет, м:
[=длина большей стороны для пластин, [=длина пролета для РЖ, стрингеров и флоров; кл/ - коэффициент формы днища: кф = 0,158/18 (в х);
вх - угол килеватости в рассматриваемом сечении судна, но не менее 10° и не более 30°;
кЬх - коэффициент продольного распределения ударного давления:
к
0,6-х, 0 < х < 0,3;
0,3, 0,3 < X < 0,6; 7X-3,9, 0,6 < X < 0,7; 1, 0,7 < X < 1; п - расчетная перегрузка, ед. g:
п = К [( - kg )п1+kgn2 ];
ка - коэффициент снижения перегрузок, зависящий от типа катамарана и равный 1,0 для традиционного катамарана;
0,16 (0,33^>Ь2 + 0,165 ГгЬ + 0,05); 24 + (16 + 5700/2 ))Ь ] /1«5;
п2 = кё = 3/2 - 2 /3; Н1 = 12/ - 6,5/с/ / Ь;
Нс1 - вертикальный клиренс, м.
Ударное давление на днищевые конструкции СМ Рсл, кПа, определяется по формуле
Рсл = 133к0 кхп (А/(ВсЯЬ)), (5)
где к0 - коэффициент, учитывающий относительные размеры рассматриваемого элемента СМ (пластины, РЖ, стрингера или флора):
к0 = тах< 0,3;^
1
-1,9(и -0,00015 )0,2
и < 0,00015 I и > 0,00015 I
кх - коэффициент продольного распределения ударного давления:
0,8-(2/3)х, 0 < х < 0,3;
0,6, 0,3 < х < 0,6;
4х -1,8, 0,6 < х < 0,7;
1, 0,7 < х < 1.
На рис. 4-6 показаны продольные распределения ударных давлений соответственно на пластины,
кх =
Рис. 4. Продольные распределения расчетных ударных давлений на пластины днища корпуса катамарана
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Относительная координата по длине судна
РЖ и флоры днища корпуса, посчитанные по разработанным Правилам РМРС, а также по правилам БУ, БМУ и ЬЯ (скачки давления в районе миделя связаны с изменением шпации). Как видно, новая редакция Правил дает значения, сопоставимые с ЬЯ
в носовой половине судна и лежащие между БУ и БМУ в кормовой половине судна.
На рис. 7-8 показаны продольные распределения ударных давлений соответственно на пластины, РЖ и флоры днища СМ, посчитанные по разрабо-
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Относительная координата по длине судна
80 60 40 20 0
фное давление Р1 кПа Флоры днища корпуса
БЭТ
г 1
РМРС _ ___ ву 1___ /
■ СЛ .я / - - --
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Относительная координата по длине судна
0,1 0,2
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Относительная координата по длине судна
20 ■
10 0
рное давление кПа _ Флопы днища
| соединительного
' РМРС , — м эста
_ -
.1 - ' —
Г
[ ВУ ья - " -
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Относительная координата по длине судна
Рис. 5. Продольные распределения расчетных ударных давлений на РЖ днища корпуса катамарана
Рис. 6. Продольные распределения расчетных ударных давлений на флоры днища корпуса катамарана (давление обнулено в местах установки поперечных переборок)
Рис. 7. Продольные распределения расчетных ударных давлений на пластины и РЖ днища СМ
Рис. 8. Продольные распределения расчетных ударных давлений на флоры днища СМ (давление обнулено в местах установки поперечных переборок)
танным Правилам РМРС, а также по правилам БУ, БКУ и ЬЯ. В данных случаях значения по новой редакции Правил лежат между БУ и БКУ, а ударные давления по правилам ЬЯ представляются существенно заниженными.
Определение прочных размеров набора корпуса
Днищевая наружная обшивка
В разработанной редакции Правил толщина t, мм, пластины должна удовлетворять условию
t > a
P
2а
(6)
per
где a - длина короткой стороны пластины, мм: a = min {s; l};
Pmax - максимальное расчетное давление, кПа; aper - допускаемое нормальное напряжение, кПа: а per = 0,8а 0 = 0,8 • 140400 = 112320;
а0 - опасное нормальное напряжение, кПа: а 0 = KRp 02 = 0,9 156000 = 140400;
К - коэффициент безопасности по напряжениям (К = 0,9 для АМг61);
^ро.2 - условный предел текучести, равный 156000 кПа для листов 80,8-3,5 из АМг61 [12].
На рис. 9-10 показаны продольные распределения требуемых толщин днищевой обшивки корпуса и СМ соответственно, посчитанные по разработанным Правилам РМРС, а также по правилам БУ, БКУ и ЬЯ. Видно, что толщины пластин днищевой обшивки как корпуса, так и СМ, посчитанные по новой редакции Правил, оказались не самыми большими: для корпуса они колеблются от 1,5 мм в районе миделя до 2,0-2,5 мм в носовой оконечности и 3,0 мм в кормовой оконечности (это связано с тем, что нос обладает существенной килевато-стью, в то время как днище кормы почти плоское), а для СМ - от 2,0 мм в районе миделя до 2,5 мм в оконечностях.
Интересно, что во всех зарубежных правилах жестко прописана минимально допустимая толщина, которая оказывается значительно больше посчитанной по заданному локальному давлению.
В табл. 2-3 представлены требуемые толщины днищевой обшивки корпуса и СМ соответственно,
Рис. 9. Продольные распределения требуемых толщин пластин днища корпуса катамарана
Рис. 10. Продольные распределения требуемых толщин пластин днища СМ катамарана
Толщина пластины t, мм 4
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Относительная координата по длине судна
1 - РМРС; 2 - BV; 3 - BVmin; 4 - DNV; 5 - DNVmin; 6-LR; 7- LRmin
Толщина пластины t, мм 4
7 "Г-------
/
----J__
2 ' Г
~— — — — L--j---l^j--J---
Днищевая обшивка соедь шительного моста i 1 J
0,1
0,2 0,3
0,4
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Относительная координата по длине судна
1 - РМРС; 2 - BV; 3 - BVmin; 4 - DNV; 5 - DNVmin; 6-LR; 7- LRmin
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Относительная координата по длине судна
Рис. 11. Продольные распределения требуемых моментов сопротивления РЖ днища корпуса катамарана
полученные по разработанным правилам РМРС, а также по правилам BV, DNV и LR. Фактически согласно новой редакции Правил днище корпуса можно делать из листа S3, а днище СМ - из листа S2,5. Для правил BV имеем S4 и S3 соответственно, для правил DNV - S4,5 и S3,5 соответственно, а для правил LR - S4,0 и S3,5 соответственно.
Днищевые ребра жесткости
В разработанной редакции Правил момент сопротивления W, мм3, РЖ днища, рассматриваемых как балки, жестко заделанные на флорах, должен удовлетворять условию
W >(Pmmsl2 )/(12арег), (7)
где s - шпация, мм; l - пролет, мм;
oper - допускаемое нормальное напряжение, кПа:
О per = 0,8о0 = 0,8 184500 = 147600;
с0 - опасное нормальное напряжение, кПа:
О0 = KRp02 = 0,9 • 205000 = 184500;
- условный предел текучести, равный 205000 кПа для профилей из АМг61 сечением А < 200 см2 [12].
На рис. 11-12 показаны продольные распределения требуемых моментов сопротивления РЖ днища корпуса и СМ соответственно, посчитанные по разработанным правилам РМРС, а также по правилам БУ, БМУ и ЬЯ. Как видно, в случае днища корпуса максимальные значения моментов сопротивления по новой редакции Правил и по правилам БУ, ЬЯ оказались близки, а вот правила БМУ дают почти в 3 раза большие значения. В случае днища СМ ситуация иная: здесь новая редакция Правил оказалась ближе к БМУ, однако значения по правилам БУ и ЬЯ представляются неоправданно низкими из-за предельно низких значений ударного давления на днище СМ.
В табл. 4-5 представлены максимальные значения моментов сопротивления РЖ днища корпуса и СМ соответственно, полученные по разработанным правилам РМРС, а также по правилам БУ, БМУ и ЬЯ.
Таблица 2. Требуемые толщины днищевой обшивки корпуса катамарана
Район РМРС BV / BVmin DNV / DNVmin LR / LRmin
Кормовая оконечность 3,0 мм 2,5 мм / 3,8 мм 1,5 мм / 4,5 мм 2,0 мм / 4,0 мм
Мидель 1,5 мм 3,0 мм / 3,8 мм 3,5 мм / 4,5 мм 2,0 мм / 4,0 мм
Носовая оконечность 2,5 мм 2,0 мм / 3,8 мм 2,0 мм / 4,5 мм 2,5 мм / 4,0 мм
Таблица 3. Требуемые толщины днищевой обшивки СМ катамарана
Район РМРС BV / BVmin DNV / DNVmin LR / LRmin
Кормовая оконечность 2,5 мм 1,0 мм / 3,0 мм 1,5 мм / 3,2 мм 0,5 мм / 3,5 мм
Мидель 2,0 мм 1,0 мм / 3,0 мм 2,0 мм / 3,5 мм 0,5 мм / 3,5 мм
Носовая оконечность 2,5 мм 1,5 мм / 3,0 мм 2,0 мм / 3,7 мм 0,5 мм / 3,5 мм
Сварные флоры
В разработанной редакции Правил момент сопротивления Ж, мм3, флоров, рассматриваемых как балки, свободно опертые на бортах и продольных переборках, должен удовлетворять условию
Ж >(Ртахз12 )/(8арег), (8)
где арег - допускаемое нормальное напряжение, кПа: а рег = 0,8а 0 = 0,8 • 184500 = 126720;
а0 - опасное нормальное напряжение, кПа: а 0 = КЯр02 = 0,9 176000 = 158400;
^р02 - условный предел текучести, равный 176000 кПа для листов 83,5-10,0 из АМг61 [12].
На рис. 13-14 показаны продольные распределения требуемых моментов сопротивления флоров днища корпуса и СМ соответственно, посчитанные по разработанным правилам РМРС, а также по правилам БУ, БКУ и ЬЯ. Как видно, в случае днища корпуса максимальные значения моментов сопротивления по новой редакции Правил и по правилам ЬЯ достаточно близки, а правила БУ и БКУ дают в 1,5 и 2 раза большие значения соответственно. В случае днища СМ ситуация аналогична ситуации с РЖ: из-за предельно низких значений ударного давления на днище СМ правила БУ и ЬЯ дают очень низкие значения моментов сопротивления флоров.
В табл. 6-7 представлены максимальные значения моментов сопротивления сварных флоров дни-
Рис. 12. Продольные распределения требуемых моментов сопротивления РЖ днища СМ катамарана
Рис. 13. Продольные распределения требуемых моментов сопротивления флоров днища корпуса катамарана (моменты сопротивления обнулены в местах установки поперечных переборок)
Рис. 14. Продольные распределения требуемых моментов сопротивления флоров днища СМ катамарана (моменты сопротивления обнулены в местах установки поперечных переборок)
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Относительная координата по длине судна
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Относительная координата по длине судна
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Относительная координата по длине судна
Таблица 4. Максимальные моменты сопротивления РЖ днища корпуса
РМРС БУ БЫУ ЬЯ
Шта„ мм3 2 357 (100%) 2 209 (-6%) 6 430 (+173%) 2 079 (-12%)
Таблица 5. Максимальные моменты сопротивления РЖ днища СМ
РМРС БУ БКУ/БКУшт ЬЯ/ЬЯшт
Штах, мм3 2 351 (100%) 205 (-91%) 2 686 (+14%) 126 (-95%)
Таблица 6. Максимальные моменты сопротивления сварных флоров днища корпуса
РМРС БУ БЫУ ЬЯ
Штах, мм3 23 491 (100%) 31 928 (+36%) 54 670 (+133%) 15 932 (-32%)
Таблица 7. Максимальные моменты сопротивления сварных флоров днища СМ
РМРС БУ БКУ/БКУшт ЬЯ/ЬЯшт
Штах, мм3 3 614 (100%) 330 (-91%) 4 444 (+23%) 60 (-98%)
ща корпуса и СМ соответственно, полученные по разработанным правилам РМРС, а также по правилам БУ, БМУ и ЬЯ.
Заключение
На примере конкретного скоростного катамарана выполнены расчеты волновых и ударных давлений по вновь разработанной редакции Правил РМРС, а также по правилам БУ, БМУ и ЬЯ. На основе полученных значений расчетных давлений определены согласно указанным правилам требуемые толщины пластин наружной обшивки, моменты сопротивления РЖ и флоров как для днища корпуса, так и для днища СМ.
Сопоставление расчетных волновых давлений показало, что их значения, найденные по разработанным рекомендациям, хорошо согласуются с получаемыми по правилам БУ и БМУ, которые, в свою очередь, заметно ниже правил ЬЯ.
Сопоставление расчетных ударных давлений на днище корпуса показало, что значения по новой редакции Правил в кормовой половине судна лежат между значениями по правилам БУ и БМУ, а в носовой половине очень близки к значениям по правилам ЬЯ, которые являются наименьшими.
Сопоставление расчетных ударных давлений на днище СМ показало, что значения по новой редакции Правил лежат между значениями по правилам БУ и БМУ. При этом значения нагрузок по правилам ЬЯ и БУ представляются существенно зани-
женными, что в дальнейшем влияет на прочные размеры конструкций СМ.
Сопоставление требуемых толщин днищевой обшивки показало, что новой редакции Правил соответствуют значения, меньшие чем по правилам БУ, БМУ и ЬЯ на 1,0...1,5 мм в случае днища корпуса и на 0,5.1,0 мм в случае днища СМ. По большей части это связано с тем, что в зарубежных правилах прописаны более консервативные требования к минимальным толщинам конструкций. Вместе с тем практика использования Правил РМРС в течение более 40 лет показала достаточность и обоснованность требования к минимальным толщинам по соображениям эксплуатационной безопасности конструкций.
Сопоставление требуемых моментов сопротивления РЖ днища корпуса показало, что значения по новой редакции Правил очень близки к значениям по правилам ЬЯ в носовой половине судна и к значениям по правилам БУ в кормовой половине судна. При этом значения по правилам БМУ в 3 и более раза превосходят, требуемые другими правилами.
Сопоставление требуемых моментов сопротивления РЖ днища СМ показало, что значениям по новой редакции Правил лежат между значениями по правилам БУ и БМУ, разница между которыми составляет 10 раз. При этом значения по правилам ЬЯ являются еще в 2 раза меньшими, чем по правилам БУ. Как уже было отмечено выше, ситуация с БУ и ЬЯ связана с тем, что ударные давления на
днище СМ в этих правилах являются неоправданно заниженными.
Сопоставление требуемых моментов сопротивления сварных флоров днища корпуса показало, что значениям по новой редакции Правил лежат между значениями по правилам LR и BV. При этом значения по правилам DNV являются наибольшими, почти в 2 раза превосходящими все другие.
Сопоставление требуемых моментов сопротивления сварных флоров днища СМ показало, что, как и в случае РЖ, значения по новой редакции Правил лежат между значениями по правилам BV и DNV, разница между которыми составляет почти 10 раз. При этом правила LR дают неприлично низкие значения.
Таким образом, можно с уверенностью утверждать, что вновь разработанная редакция Правил РМРС позволяет, не уменьшая эксплуатационную безопасность катамаранов, снизить массу корпусных конструкций малых ВСС на 5-10 % по сравнению с правилами LR, на 10-15 % по сравнению с правилами BV и на 20-30 % по сравнению с правилами DNV, которые дают наиболее консервативную оценку прочности.
Список использованной литературы
1. Yun L., BliaultA., RongH.Z. High Speed Catamarans and Multihulls Technology. Performance and Applications. USA: Springer Science+Business Media, 2019. 771 р.
2. Правила классификации и постройки высокоскоростных судов. СПб.: РМРС, 2018.
3. Rules for the Classification of High Speed Craft. Paris: BV, 2002.
4. Rules for Classification High Speed and Light Craft. Part3. Structures, equipment. Oslo: DNV GL, 2018.
5. Rules and Regulations for the Classification of Special Service Craft. London: LR, 2018.Ecovolt 3.0 // Emperi-um [сайт]. URL: https://emperium.ru/ecovolt-3/ (дата обращения: 07.06.2021).
6. Крыжевич Г.Б., Правдин А.Ю. Концепция малого пассажирского катамарана с электродвижением // Труды Крыловского государственного научного центра. 2020. Специальный выпуск 2. С. 145-154.
7. Kryzhevich G.B. Slamming-Induced Dynamic Deformations in Cross-Bridge Grillages on Multi-Hall Ships. // Transactions of Krylov Shipbuilding Research Institute «Strength, Reliability and Operating Life of Ship and OffShore Structures» (papers presented at Prof. Ju. A. Shimanskij Memorial Conference in 2001). Saint-Petersburg, 2003.
8. Крыжевич Г.Б. Практический способ расчета нагрузок, определяющих прочность корпусных конструкций скоростных катамаранов. // Научно-технический сборник Российского Морского Регистра Судоходства. 1997. № 20.
9. Крыжевич Г.Б. Гидроупругость конструкций судна (монография). СПб.: ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, 2006.
10. Крыжевич Г.Б., Фам Т.Ч. Совершенствование метода расчета нагрузок, определяющих общую прочность скоростного катамарана, и анализ влияния на них основных конструктивных факторов судна // Морской вестник. 2008. № 2.
11. Материалы для судостроения и морской техники. Справочник в 2-х томах. СПб.: НПО «Профессионал», 2010.
Сведения об авторах
Крыжевич Геннадий Брониславович, д.т.н., профессор, начальник сектора ФГУП «Крыловский государственный научный центр». Адрес: 196158, Россия, СПб., Московское ш., 44. Тел.: +7 (812) 415-46-74. E-mail: [email protected].
Филатов Антон Романович, к.т.н., научный сотрудник, ассистент кафедры высшей математики БГТУ «ВОЕН-МЕХ» им. Д.Ф. Устинова. Адрес: 190005, СПб., ул. 1-я Красноармейская, д. 1. Тел.: +7 (812) 415-48-21. E-mail: [email protected].
Поступила / Received: 18.01.22 Принята в печать / Accepted: 28.02.22 © Крыжевич Г.Б., Филатов А.Р., 2022
