CC BY
49
Литература:
1. О морских портах в Российской Федерации и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации: Федеральный закон от 8 ноября 2007 г. № 261-ФЗ. Принят Государственной Думой 16 октября 2007 года. Одобрен Советом Федерации 26 октября 2007 года. -URL: https://rg.ru/2007/11/14/ port-dok.html) (дата вхож-дения 23.06.2016).
2. О свободном порте Владивосток: Федеральный закон Российской Федерации от 13 июля 2015 г. № 212-ФЗ// Российская газета. - 15 июля 2015 г. - Федеральный выпуск № 6724.
3. Дальневосточные порты услышали команду «Вира». - URL: http://провэд.рф/economics/logistics/13876-dalynevostochnye-popty-uslyshali-komandu-vipa.html(дата вхождения 24.06.2016).
4. Затепякин С.М.Исследование особенности проявлений конкуренции и конкурентоспособности в системе региональных морских портов Дальнего Востока Российской Федерации//Проблемы транспорта Дальнего Востока. Пленарные доклады одиннадцатой международной научно-практической конференции. 2-4 октября 2015 г. - Владивосток: ДВО Российской Академии транспорта, 2015. - С. 22-25.
5. Клименко О. Порты Дальнего Востока меняют структуру владельцев. - URL: http://zrpress.ru/business/dalnij-vostok_04.10.2011_47425_porty-dalnego-vostoka-menjajut-strukturu-vladeltsev-s-boem.html(дата вхождения 24.06.2016).
6. Морские порты России. Итоги-2015 и топ портов. - URL:
http:// periskop. livejournal.com/1511719.html (дата вхождения 15.06.2016).
7. Морской порт Санкт-Петербург. - URL: http://www.seaport. spb.ru/about/structure/13/(дата вхождения 24.06.2016).
8. Новороссийский_морской_торговый_порт_(компания). -URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/(дата вхождения 24.06.2016).
9. Приморье делает ставку на развитие портов. - URL: http://www. nfr.ru/archive/news/2014/news_detail.php?ELEMENT_ID=14583(дата вхождения 25.06.2016).
10. Транспортная группа FESCO/ Отчётная документация. -URL: http://www.fesco.ru/investor/documents/reports/(дата вхождения 25.06.2016).
11. Фисенко А.И. Северо-восточный регион Китая в системе формирования транзит-ной грузовой базы для свободного порта Владивосток (статья)// Транспортное дело Рос-сии. - 2015. - № 3 (118). - С. 102-106.
12. Фисенко А.И. Перспективы развития международных транспортных коридоров Приморья и обеспечение их грузовой базы в условиях создания свободного порта Влади-восток // Транспортное дело России. - 2016. - № 2 (123). - С. 190-192.
13. Развитие международных транспортных коридоров с Китаем позволит увеличить грузооборот портов Приморья в 1,5 раза. - URL: http://vladivostok-news.net/society/2016/03/23/ 92137.html (дата вхождения 25.06.2016).
УДК 629.12.037
СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ МОДЕЛЬНОГО ДЕМПФЕРА КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ НАПОЛНИТЕЛЕЙ
Покусаев М.Н., д.т.н., профессор, проректор по инфраструктурному развитию, заведующий кафедрой «Эксплуатация водного
транспорта», ФГБОУ ВПО «АГТУ» Сибряев К.О., к.т.н., доцент кафедры «Эксплуатация водного транспорта», ФГБОУ ВПО «АГТУ» Горбачёв М.М., доцент кафедры «Эксплуатация водного транспорта» ФГБОУ ВПО «АГТУ»
Демпферы крутильных колебаний с жидкими наполнителями применяются в судовых валопроводах для уменьшения амплитуд крутильных колебаний. Они максимально эффективно работают на одной частоте колебаний, на остальных частотах снижают амплитуды с меньшей эффективностью. Применение магнитных жидкостей в демпферах, вязкость которых зависит от внешнего магнитного поля позволит изменять эффективность демпфирования на различных частотах колебаний.
Ключевые слова: крутильные колебания, судовые валопроводы, демпферы крутильных колебаний.
THE COMPARATIVE TESTS OF THE MODEL TORSIONAL VIBRATION DAMPER BY USING THE VARIOUS TYPES OF FILLERS
Pokusaev M., doctor of engineering science, professor, vice-rector of infrastructure development, head of the Maintenance of water transport
chair, FSBEIHPE «ASTU» Sibriaev K., Ph.D., associate professor of the Maintenance of water transport chair, FSBEI HPE «ASTU» Gorbachev M., associate professor of the Maintenance of water transport» chair, HPE «ASTU»
Torsional vibration dampers with liquid fillers are used in ship shafting to reduce the amplitudes of torsional vibrations. They efficiently operate on the same frequency, the other frequencies of lower amplitude with a lower efficiency. The application of magnetic fluids in dampers, the viscosity of which depends on the external magnetic field will change the effectiveness of the damping at different frequencies.
Keywords: torsional vibrations, ship shafting, torsional vibration dampers.
Крутильные колебания в судовых валопроводах возникают неизбежно и при большой величине могут стать причиной поломки валов и других элементов валопровода.
Универсального решения по снижению крутильных колебаний нет, поскольку схемы машинно-движительных комплексов (МДК) и условия работы энергетических установок судов разнообразны, поэтому фирмам производителям приходиться выпускать несколько моделей демпферов с разными параметрами конструкции. Одним из решений по снижению крутильных колебаний является установка жидкостных демпферов, которые, однако, максимально эффективно работают на рассчитанной для них резонансной частоте колебаний. При выявлении нескольких опасных резонансных частот, например для одноузловой и двухузловой формы колебаний, эффективная работа демпфера на одной из них не является эффективной на другой, что в конечном итоге может вызвать назначение запретной зоны частот вращения коленчатого вала двигателя. Такую проблему может решить управляемый демпфер, то есть демпфер с возможностью изменения характеристик демпфирования крутильных колебаний. Наи-
более удобным способом изменения характеристик демпфера, на наш взгляд, является применение наполнителей с изменяемой вязкостью в зависимости от внешнего воздействия. При этом, возможно создание автоматизированного уни-версального демпфера, способного настраиваться на резонансную частоту колебаний в МДК.
В выполненной работе исследования были направлены на примене-ние в демпфере крутильных колебаний магнитной жидкости (МЖ), то есть жидкости, вязкость которой изменяется от воздействия внешнего магнитного поля. Это позволит управлять характеристиками демпфера, так как вязкость наполнителя оказывает влияние на способность демпфера снижать крутильные колебания [1-3].
Исследования проводились на экспериментальном стенде (Рисунок 1) в лаборатории испытательного центра Marine Technology Service (ИЦ MTS) при ФГБОУ «Астраханский государственный технический университет».
ИЦ MTS и его оборудование имеет аккредитацию Российского Морского Регистра Судоходства (РМРС) в области измерения
Рисунок 1. Состав экспериментального стенда ИЦ MTS ПТ - привод тахометра; ГПТ - генератор постоянного тока; ФМ - фланцевая муфта; БМ - большая муфта; ИК - измерительный комплекс Astech Electronics; ВАЛ - вал; ММ - малый маховик; ДПТ - двигатель постоянного тока; МД - модельный демпфер.
крутильных колебаний судовых валопроводов главных энергетических установок и вспомогательных агрегатов. Свидетельство о признании испытательной лаборатории в Российском Морском Регистре Судоходства №15.00037.141 выдано 26.05.2015 года. Акт освидетельствования № 15.60491.141 от 26.05.2015.
Стенд моделирует крутильные колебания в МДК. Колебания создает электродвигатель постоянного тока с периодом цикла колебаний Тц. Генератор постоянного тока служит для создания тормозного момента. Для получения больших по величине напряжений стенд построен с применением валов с малым диаметром и большой промежуточной маховой массой, величина крутильных колебаний регистрируется при помощи измерительного комплекса Astech Electronics (Англия), который фиксирует растяжение или сжатие тензометрических датчиков и полученные данные рассчитываются в программном комплексе в виде напряжений в МПа.
Целью исследования было сравнение результатов применения полиметилсилоксановой жидкости (ПМС) и МЖ в модельном демпфере.
Модельный демпфер представляет собой конструкцию, пред-
ставленную на Рисунке 2.
По методике Терских [1] был произведен расчет стенда на крутиль-ные колебания и определено место расположения узла при одноузловой форме колебаний.
Были определены резонансные частоты колебаний ^ для двух условий: при использовании модельного демпфера без маховика и с застопоренным маховиком. Были проведены эксперименты для подтверждения результатов расчета. Результаты приведены в Таблице 1.
Была поставлена задача в сравнении демпфирования колебаний при применении ПМС и МЖ в модельном демпфере стенда.
В качестве ПМС была использована жидкость ПМС - 1000, поскольку в ранее проведенных исследованиях [2-3], данная жидкость показала эффективное снижение крутильных колебаний, возникающих в стенде. Нами был проведен подбор МЖ в качестве наполнителя для модельного демпфера. Критериями выбора МЖ были определены следующие параметры:
- основой для МЖ должна служить ПМС или близкая по своим свойствам полиэтилсилоксановая жидкость (ПЭС);
Таблица 1. Значения расчетных и экспериментальных значений частоты колебаний для стенда ИЦ МТ8
Состояние демпфера Форма колебаний Расчетная резонансная частота колебаний Гц Резонансная частота колебаний по эксперименту Гц Разница по значениям,%
Маховик отсутствует Одноузловая 31,6 30,3 3,9
Маховик застопорен Одноузловая 26,1 25,6 1,23
0,363 кг*м2
Рисунок 2. Конструкция и параметры модельного демпфера
Таблица 2. Характеристики магнитной жидкости МЖ-131 и ПМС-1000
Наименование показателя Значение
Внешний вид Однородная масса черного цвета Бесцветная прозрачная жидкость
Плотность при 20 0С, кг/м3 1200 - 1600 980
Намагниченность, кА/м 10-65 0
Кинематическая вязкость при 200С, сСт 1000-1100 950-1050
Токсичность Не токсична Не токсична
Состав 70% - ПЭС, 20% - ферромагнетик; 10% - олеиновая кислота 100% - ПМС
Размер частиц магнетика 10-15 нМ -
Состояние модельного демпфера Экспериментальная резонансная частота колебаний Гц Напряжения в валу т, МПа
Маховик застопорен 25,6 7,76
Маховик отсутствует 30,3 8,32
ПМС-1000 28,6 5,66
МЖ-131 (поле отсутствует) 27,8 5,60
МЖ-131 (среднее магнитное поле) 27,8 4,85
МЖ-131 (максимальное маг-нитное поле) 27,0 4,57
Рисунок 4. Графики развития напряжений от крутильных колебаний в валу экспериментального стенда (N - частота колебаний)
- вязкость МЖ в состоянии без влияния внешнего магнитного поля должна составлять порядка 1000 - 1100 сСт;
После проведения поиска и анализа, была выбрана магнитная жид-кость МЖ-131 производства ООО «Аквасил» (г. Москва). Характеристики МЖ-131 согласно паспорта качества [4] и ТУ 2229001-51032852-2002 и ПМС-1000 согласно источника [5] приведены в Таблице 2.
Далее были проведены сравнительные исследования крутильных колебаний на стенде с демпфером, в котором, в качестве наполнителя использовались силиконовая жидкость ПМС-1000 и МЖ-131 (без влияния и с влиянием внешнего магнитного поля).
Для получения внешнего магнитного поля было собрано оригинальное устройство (Рисунок 3), включающее в себя катушку индуктивности с сердечником и источник питания постоянного тока.
Результаты экспериментов представлены в Таблице 3, а графики развития напряжений в валу стенда в зависимости от вида наполнителя, на Рисунке 4.
Графики развития напряжений представлены на Рисунке 4.
Из полученных графиков видно, что:
- при использовании магнитного поля для влияния на магнитную жидкость происходит сдвиг резонансной частоты колебаний - с 27,8 до 27,0 Гц;
- напряжения в валу от крутильных колебаний при росте величины магнитного поля (от нулевого до максимального значения), снижаются с 5,60 МПа до 4,57 МПа, то есть в 1,22 раза, что связано с увеличением вязкости МЖ;
- снижение напряжений и характер графика развития напряжений при применении ПМС-1000 и МЖ-131 происходит практически
идентично.
Выводы, которые можно сделать по выполненному исследованию:
- Применение магнитной жидкости на основе ПЭС позволяет снизить крутильные колебания;
- Демпфирующие характеристики при использовании ПМС-1000 и МЖ-131 практически идентичны;
- Применение внешнего магнитного поля и изменение его величины, позволяет изменять демпфирующие характеристики демпфера крутильных колебаний и резонасную частоту колебаний, что делает возможным создание автоматизированного универсального демпфера.
Литература:
1. Терских В.П. Крутильные колебания валопровода силовых установок. т.1 - 4, -Л: Судостроение, 1977.
2. Покусаев М.Н. Демпфирование крутильных колебаний в валах судовых дизелей: моделирование, экспериментальные и натурные исследования. Автореферат диссертации на соискание учёной степени д.т.н., Астрахань, 2005. - 40 с.
3. Глухов А.Н. Исследование функциональных свойств силиконовых демпферов судовых дизелей для решения задач диагностики. Диссертация на соискание уч. степени к.т.н., Астрахань, 2006. - 120 с.
4. Паспорт качества на магнитную жидкость МЖ-131, ООО «Аква-сил», 2013. - 2 с.
5. ГОСТ 13032-77. Жидкости полиметилсилоксановые. Изд-во Стандартов, 1997, - 16 с.
УДК 621.396.98:639.2.055:656.61.052
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ СУДНА ВСЛЕДСТВИЕ ПОТЕРИ СИГНАЛА НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
Стороженко А.В., Судоходная компания «Northern Marine Management» Глазго, аспирант кафедры «Судовождение», ФЭВТ и СВ,
ФГБОУ ВО «Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова» Попов В.В., д.т.н., профессор кафедры «Судовождение», ФЭВТ и СВ, ФГБОУ ВО «Государственный морской университет имени
адмирала Ф.Ф. Ушакова»
Аванесова Т.П., к.п.н., доцент кафедры «Иностранные языки», ФЭВТ и СВ, ФГБОУ ВО «Государственный морской университет имени
адмирала Ф.Ф. Ушакова»
Актуальность данной проблемы обусловлена сложностью обеспечения позиционирования судна при прохождении зон с потерей сигнала спутника, приводящей к аварийным ситуациям, и одновременно использованием эффективных технологий счисления пути.
Ключевые слова: позиционирование, визуальное наблюдение, потеря сигнала спутника, подавление сигналов, система счисления пути, электронные картографические навигационные информационные системы, ложные показания, подмена сигнала спутника.
SOME ISSUES DUE TO LOSS OF VESSEL POSITIONING NAVIGATION SYSTEM
SIGNAL
Storozhenko A., Northern Marine Management Company, Glasgow, The post-graduate student of the Navigation chair, FSEIHE «Admiral
Ushakov Maritime State University» Popov V., Doctor of Techniques, Professor of the Navigation chair, FSEI HE «Admiral Ushakov Maritime State University» Avanesova T., Associate Professor, Foreign Languages Chair, the Navigation chair, FSEI HE «Admiral Ushakov Maritime State University»
The relevance of this problem is caused by difficulty of ensuring ship's positioning when passing the zones with lost satellite signals resulting in emergencies, at the same time - effective dead reckoning technologies appliance.
Keywords: ships positioning, visual observation, GPS signal loss, jamming signal, DR mode, ECDIS, incorrect data. GPS Spoofing
Одной из навигационных проблем при позиционирования судна, проходящего в зоне подавления сигналов (jamming signal) GPS приемника, связана с нарушением в показаниях прибора, передающего географические координаты на навигационное оборудование. Искажение информации может происходить в тех случаях, когда в сигнал, поступающий от спутника на приёмоиндикатор пользователя (ПИ), будет искусственно вноситься погрешность военными ведомствами, имеющими доступ к контролю ГНСС. При определенных обстоятельствах, методами получения координат могут быть радиолокационная прокладка в условиях плавании вблизи фиксированных СНО (средств навигационного оборудования), или же счисление пути судна по известным параметрам (курс и скорость) при прохождении в открытом море. Поскольку сигнал не только подавляется, но и может быть принят как ложный, следует
контролировать получаемые данные при ведении исполнительной прокладки. К примеру, приняв ГНСС как основным методом определения места судна, необходимо осуществлять постоянную проверку движение места судна по заданной траектории. Используя показания лага и курсоуказателей, судоводитель имеет возможность проверить сигнал на достоверность[1, 10].
Математическую модель сигнала СНС GPS можно представить формулой [2].
Sk = Dk(t)Ck(t)cos(G>t+<pk) + n(t) (1)j
где Dt - информационный бит; Ct расширяющий код; ц фаза, обусловленная доплеровским смещением частоты; n(t) шумовая компонента.
