CC BY
59
УДК 629.12.001.2
ТРАНСПОРТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРИБРЕЖНОГО ПРОМЫСЛА МОРЕХОДНЫМИ ВЕЗДЕХОДАМИ
Азовцев А.И., д.т.н., профессор, начальник кафедры Теории и устройства судна ФБОУ ВПО «Морской государственный университет
им. адмирала Г. И. Невельского», e-mail: [email protected] Огай С.А., к.т.н., профессор, ректор ФБОУ ВПО «Морской государственный университет им. адмирала Г. И. Невельского»,
e-mail: [email protected]
На основе прогнозных характеристик разрабатываемых мореходных вездеходов на воздухоопорных гусеницах предлагается их широкое применение на прибрежном промысле. Мореходность и вездеходность нового вида транспорта обеспечивает возможность создания баз круглогодичного промысла на обширном открытом неосвоенном побережье Охотского и Японского морей. Прогноз подхода промысловых рыб к берегам заложен в обоснование низких транспортных расходов промысла. Рекомендуется многократное увеличение баз прибрежного промысла при их транспортном обеспечении универсальными мореходными вездеходами на воздухоопорных гусеницах. Применительно к уникальным свойствам предлагаемых вездеходов разработаны: способ ярусного лова на мелководных акваториях, способ прибрежного лова ставными и буксируемыми сетными орудиями, прибрежный промысел морских гидробионтов ловушками, технология строительства и обслуживания плантаций марикультуры, способ сбора штормовых выбросов. Особенности разработанных принципов прибрежного промысла запатентованы.
Ключевые слова: мореходные вездеходы, открытое побережье, прибрежный промысел, транспортное обеспечение промысла.
TRANSPORT ENSURING OF COASTAL FISHERY BY SEAWORTHY ALL-TERRAIN
VEHICLES
Azovtsev A., Doctor of Engineering Science, professor, head of the Naval architecture chair, FSEIHPE «Maritime State University named after
admiral G.I.Nevelskoi», e-mail: [email protected], Ogai С., Ph.D., professor, Rector of the FSEI HPE «Maritime State University named after admiral G.I.Nevelskoi», e-mail: [email protected]
A broad use of the elaborated seaworthy all-terrain vehicles on air-supported tracks is proposed on the basis of the forecast characteristics. Seaworthiness and cross-country movement of the new kind of transport ensures possibility of creating the basis for round-the-year fishery trade on the vast undeveloped coasts of the Okhotsk Sea and the Sea of Japan. The forecast offish approaching the coasts is laid in the grounds of low transport expenses of the trade. A considerable increase of coastal fishery trade bases is recommended with their transport ensuring by universal seaworthy all-terrain vehicles on air-supported tracks. The following methods are developed using the unique properties of the proposed crosscountry vehicles: method of tier fishing in shallow waters, method of coastal fishing by shutter and towed net facilities, coastal fishing of marine hydrobiology products by traps, technology of erecting and maintenance of marine plantations. The peculiarities of the developed principles of the coastal fishing trade are patented.
Keywords: seaworthy all-terrain vehicles, open coast, coastal fishing, transport ensuring of fishing trade
Поисковые исследования мореходных вездеходов на воздухоопорных гусеницах, проводимые в МГУ им. адм. Г.И. Невельского, получили оценку как разработка нового принципа движения - на воздухоопорных гусеницах, как прорыв в области внедорожного транспорта и достижение рекордных показателей по снижению гидродинамического сопротивления. Исследования инициировались с целью разгрузки судов на необорудованный берег Арктики и Дальнего Востока. Выявленные преимущества предопределяют их более широкое применение.
Испытания самоходного крупномасштабного макета подтвердили, что воздухоопорные гусеницы являются амфибийным движителем, плавучесть которого соизмерима с опорной реакцией на грунт; обеспечивается мореходность на волнении до четырех баллов включительно, в том числе и в прибойной полосе; транспортное средство надежно работает в битом льду с обеспечением выхода из воды на лед, не имеет крена при ходе одной гусеницей по льду другой по воде; надежно работает на боковом уклоне; высокая плавность хода на наледях, валунах, кочках и мелких торосах позволяет развивать скорость на таком бездорожье 30-40 км/час; эффективный способ снижения сопротивления судна - движение смоченной поверхности по направлению набегающего потока реализован при скоростях движения смоченной поверхности больше скорости набегающего потока (скорости хода), гусеница работает как эффективный движитель.
Специалисты Дальрыбвтуза обосновали необходимость и целесообразность внедрения мореходных вездеходов с такими универсальными ходовыми качествами для интенсификации развития прибрежного рыболовства и марикультуры и освоения побережья дальневосточных морей путем создания множества баз прибрежного промысла на открытом побережье без строительства портово-причальных и других гидротехнических сооружений для обеспечения безопасной стоянки промыслового флота.
Для практической реализации прогнозируемых показателей с 2009 по 2011 годы МГУ им. адм. Г.И. Невельского и Дальрыбвтуз
выполнили разработку концептуальных проектов плавсредств - мореходных вездеходов на воздухоопорных гусеницах для прибрежного промысла по Федеральной целевой программе «Развитие гражданской морской техники» на 2009 - 2016 годы [1]. Шаг разработанного типоразмерного ряда соответствует двукратному отличию грузоподъемности. Для прибрежного промысла и обслуживания хозяйств марикультуры разработаны мореходные вездеходы оптимальной грузоподъемности 20, 10 и 5 тон в зависимости от направления использования. Облик промыслового средства на воздухоопорных гусеницах (ПСВГ) грузоподъемностью 20,0 тонн показан на рис. 1.
Предложена традиционная компоновка для гусеничного транспорта. Между двумя гусеницами расположена промысловая площадка, на которой может размещаться двадцатифутовый контейнер со сменным промысловым оборудованием. Промысловые операции могут выполняться через бортовые и/или носовые и кормовые аппарели ПСВГ. При необходимости, например, для сбора штормовых выбросов оборудование может навешиваться на бортовые ограждения промысловой площадки.
Принципиальное устройство воздухоопорной гусеницы показано на схеме рис. 2 на продольном разрезе вездехода грузоподъемностью 20,0 тонн.
Гусеница выполняется из широкой транспортной ленты с легкими надувными грунтозацепами (плицами) на ее внешней поверхности. Лента заведена на приводные барабаны столь большого диаметра, что во внутренней ее полости размещается понтон с механическим оборудованием.
Под днищем понтона создается воздушная подушка, опирающаяся на нижнюю ветвь гусеницы. Равномерно распределенное давление на грунт позволяет обеспечить грузоподъемность до 60 т при щадящем воздействии на грунт тундры летом.
Привлекательна гипотеза снижения горба волнового сопротивления за счет того, что гусеница движется быстрее транспортного средства, подтягивает под себя встречный поток, что может снизить
Рис. 2 Схема продольного разреза промыслового судна г/п 20 тонн.
влияние подпорной волны при выходе на режим глиссирования и «сгладить» горб волнового сопротивления.
Высокая эластичность воздухоопорных гусениц и надувных плиц на гусеницах дают основание предполагать повышение мореходности на встречном волнении в сравнении с транспортными средствами на воздушной подушке. Эффект достигается тем, что встречная волна бьет по надувным плицам, движущимся по направлению набегания волны.
Предварительными испытаниями обосновано, что при числах Фруда по длине опорной части гусеницы от 0,30 до 0,45 сопротивление гусеницы в 2 - 3 раза меньше волнового сопротивления воздушной подушки при равных силах поддержания.
Использован метод БМГБКБС [2] в предположении, что воздействие на воду вертикальных сил наибольшей интенсивности для широкой воздухоопорной гусеницы сходно с воздействием воздушной подушки скегового судна. При этом учтено, что влияние
сопротивления трения пренебрежимо для рассматриваемой воз-духоопорной гусеницы.
Определяемая данным методом с использованием параметров прототипа зависимость относительного сопротивления от скорости транспортного средства на воздухоопорных гусеницах представлена на графике рис. 3.
Прогнозирование потребной мощности ^ для движения вездехода на воде выполняется по следующей зависимости:
N
хДх-
и
102 хп
, кВт,
. п
где ' - КПД воздухоопорной гусеницы. Например, для вездехода водоизмещением 80 т при скорости на тихой воде 40 узл. (20,6 м/с) с учетом прогноза КПД - 50% потребная мощность равна N = 0,03х80000х20,6/(102х0,5) =970 кВт,
Рис. 3. Зависимость сопротивления от скорости мореходного вездехода на воздухоопорных гусеницах:
■ R _
сопротивление, кг:
• Д _
водоизмещение вездехода, кг;
= и Ц g х Lw
L
- число Фруда: и - скорость, м/с; " - длина опорной части гусеницы, м
что ориентировочно в три раза меньше мощности силовой установки глиссирующего теплохода проекта А-145 Зеленодольского завода [3] при приблизительно равных водоизмещении и скорости хода. Создатели проекта А-145 показывают, что их разработка эффективнее судов на воздушной подушке. Это дает основание полагать, что ПСВГ будет значительно эффективнее СВП.
Перспективность разработки скоростных глиссирующих мореходных вездеходов на воздухоопорных гусеницах определяется их преимуществами по сравнению с судами на воздушной подушке и на подводных крыльях, при эксплуатации на пересеченной местности, в условиях льда, преимуществами в экономичности и экологичности. Качества и преимущества мореходных вездеходов более детально описаны в работе [4].
Фундаментально обоснована эффективность развития прибрежного промысла на обширном открытом побережье Японского и Охотского морей. Обеспечение круглогодичного промысла удваивает добычу сырца, а беспричальная эксплуатация вездехода обеспечит возможность увеличения баз прибрежного промысла и марикультуры в десятки раз. Выход высокотехнологичной продукции из сырья прибрежного промысла и марикультуры с малой долей транспортной составляющей в его себестоимости можно увеличить в 20 раз.
Применительно к предлагаемым вездеходам концептуально разработаны:
1. Способ ярусного лова на мелководных акваториях. Обеспечивается безопасный выход на обширное мелководье шельфа.
2. Способ прибрежного лова ставными и буксируемыми сетными орудиями лова.
3. Промысел гидробионтов ловушками.
4. Технология строительства и обслуживание плантаций ма-
рикультуры.
5. Способ сбора штормовых выбросов морских водорослей.
В соответствии со стандартами проектирования - очередной этап разработки промыслового вездехода включает разработку технического предложения и техническое проектирование вездехода и специализированной промысловой оснастки. МГУ им. адм. Г.И. Невельского и Дальрыбвтуз продолжают разработки инициативно. По нашим разработкам получено более десятка патентов, выполняется патентование за рубежом.
Литература:
1. Азовцев А.И., Огай С.А., Москаленко О.В. Разработка типоразмерного ряда мореходных вездеходов на воздухоопорных гусеницах для комплексного освоения побережья и замерзающего шельфа// Научный журнал «Морские интеллектуальные технологии». Спецвыпуск №1, 2013. С-Пб. С. 34-37.
2. Роберт А. Вильсон, Стивен М. Уэльс, Чарльз Е. Хобер Мощностное прогнозирование для судов на воздушной подушке, основанное на результатах модельных испытаний (DNTSRDC). David W. Taylor Naval ship research and development center. USA.5. Bunch J. Rose D (Eds.) Sparse matrix computations. - New York - San Francisco -London: Academik Press. 1976.
3. Мистахов Р.И. В режиме полета над волнами// Наука и транспорт. Морской и речной транспорт. «Транспорт Российской Федерации», 2011. С.51.
4. Азовцев А.И., Огай С.А., Москаленко О.В. Прорыв в области внедорожного амфибийного транспорта// Наука и транспорт. Морской и речной транспорт. «Транспорт Российской Федерации», 2011. С.48-50.
УДК 656.61
ВЛИЯНИЕ ВОЗРАСТА СУДНА НА УРОВЕНЬ КОНСТРУКТИВНОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ
Москаленко А.Д., д.т.н., профессор кафедры «Начертательной геометрии и графики», ФБОУВПО «Морской государственный
университет имени адмирала Г. И. Невельского» Москаленко М.А., д.т.н., профессор кафедры «Теории и устройства судна», ФБОУ ВПО «Морской государственный университет
имени адмирала Г.И. Невельского»
Основным видом повреждений корпусных конструкций является трещинообразование. Аварии с исчерпанием корпусом судна своей несущей способности и последующим переломом становится в последние годы актуальной проблемой для безопасности судоходства и загрязнения экологии. На этом фоне мировое морское сообщество предпринимает целый ряд мер политического характера с целью вытеснения из эксплуатации суб-^андартных судов, связывая понятие субстандартности напрямую с возрастом судна. В статье излагается, предложенный автором методологический подход к оценке уровня конструктивной безопасности корпуса и оценивается ее зависимость от срока эксплуатации судна.
Ключевые слова: судно, несчастные случаи, конструкционная безопасность, риск.
IMPACT OF AGE OF VESSEL ON THE LEVEL OF CONSTRUCTIVE SECURITY
Moskalenko A., Doctor of Techniques, professor of the Descriptive geometry and graphics chair, FSEI HPE «Maritime State University named
after admiral G.I.Nevelskoi»
Moskalenko M., Doctor of Techniques, professor of the Ships theory and devices, FSEI HPE «Maritime State University named after admiral
G.I.Nevelskoi»
The main type of damage to the hull structures is cracking. Accident with the exhausting of the hull as their bearing capacity and then fractured in recent years is becoming a pressing issue for the safety of navigation and pollution of the environment. Against this backdrop, the global marine community has taken a number ofpolicy measures to dislodge from the operation of sub-standard ships, linking the concept of substandard directly with the age of the vessel. The article describes the authors proposed methodological approach to assess the level of constructive security corps and evaluates its dependence on the term of operation of the vessel.
Keywords: ship, accidents, constructional safety, risk.
Основным видом повреждений связей корпуса судна продолжают оставаться трещины как хрупкого так и усталостно-хрупкого характера. Причем сами повреждения происходят как правило при относительно низких уровнях действующих напряжений до 50 % от предела текучести материала. Аварии судов с исчерпанием корпусов своей несущей способности и последующим переломом стали актуальными с самого начала развития цельносварного судостроения, как, например, было типично для серийных стандартных судов типа п/х «Либерти».
Аварии, как правило происходили во время балластных
переходов, на волнении и в холодное время года. Последующий научный анализ позволил сделать выводы о конструктивных недостатках проекта, связанных с отсутствием серьёзных исследований о концентрациях напряжений в корпусных конструкциях. Согласно имеющихся данных Ховарда за десять лет (1943-1953 гг.) на судах длиной более 100м наблюдалось 1450 случаев разрывов корпуса или переломов. Из них 231 аварию можно классифицировать как серьёзную и связанную с опасностью перелома. В 19 случаях перелом произошел фактически как прогнозировалось. Тем не менее с развитием уровня судостроительной науки подобные аварии не
