автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.03, диссертация на тему:Методика проектирования малых деревянных рыболовных судов для социалистической Республики Вьетнам

004609523

На правах рукописи

Нгуен Вьет Хоан

УДК 629. 5. 001

МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАЛЫХ ДЕРЕВЯННЫХ РЫБОЛОВНЫХ СУДОВ ДЛЯ СОЦИАЛИСТИЧЕСКОЙ РЕСПУБЛИКИ ВЬЕТНАМ

Специальность 05.08.03 - Проектирование и конструкция судов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

З.о СЕН 2010

Калининград 2010

004609528

Работа выполнена на кафедре кораблестроения ФГОУ ВПО "Калининградский государственный технический университет".

Научный руководитель: кандидат технических наук

Маслюк Евгений Вячеславович

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Любимов Виктор Иванович

кандидат технических наук Калинина Надежда Викторовна

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Балтийская государственная

академия рыбопромыслового флота» (ФГОУ ВПО «БГАРФ»), г.Калининград

Защита диссертации состоится „20 " 2010 г. в ■¿¿"часов

в аудитории /¿fd на заседании диссертационного совета Д 212.165.08 при Нижегородском государственном техническом университете им. P.E. Алексеева по адресу: 603950, ГСП-41, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24. Факс (831)436-94-75.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева.

Автореферат разослан « J& » 2010 г.

Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с подписями, заверенными печатью, просим направлять на имя Учёного секретаря диссертационного совета.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук 1.М. Граммов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Деревянное судостроение прошло большую и интересную историю. Возникнув много веков назад, оно развивалось и совершенствовалось вместе с другими отраслями производства. Применение металла привело к быстрому вытеснению дерева в крупном судостроении. Но дерево и в настоящее время продолжает конкурировать с металлом в малотоннажном судостроении, особенно в строительстве маломерных рыболовных судов стран Юго-Восточной Азии.

Вьетнамский рыболовный флот является малотоннажным флотом. Большинство вьетнамских рыболовных судов строится из дерева (90% рыболовных судов). Стальные рыболовные суда существуют в очень ограниченном количестве. По сравнению со сталью, дерево является худшим материалом с точки зрения прочностных характеристик, но продолжает широко использоваться. Непопулярность стальных рыболовных судов в Социалистической Республике Вьетнам (СРВ) можно объяснить тем, что рыболовные суда принадлежат частным лицам, экономические возможности которых не позволяют строить дорогие суда. Во вторых, суда строятся в основном на частных предприятиях по традиционной технологии, архитектуре и конструкции.

Морская государственная стратегия (2007 г.) указывает, что СРВ является морской страной и государству необходимо максимально использовать возможности морей. При этом, государство подчеркнуло важную роль рыболовного флота для экономики страны. Для достижения поставленных целей необходимо проектировать и эксплуатировать суда, которые при сохранении своей специфики, имеют более высокие экономические показатели.

В отечественной судостроительной науке Вьетнама отсутствует итература по проектированию малых деревянных рыболовных судов МДРС). Зарубежные литературные источники по деревянным судам вляются, как правило, недоступными, поскольку они отсутствуют в ткрытой печати. Учитывая эти обстоятельства, необходимо создать овременную методику проектирования МДРС, которая учитывает пецифику вьетнамских рыболовных судов, и усовершенствовать процесс эоектирования малых рыболовных судов.

Значительный вклад в теорию проектирования рассматриваемых удов внесли работы В.В. Ашика, JI.M. Ногида, А.И. Ракова, Н.Б. евастьянова. В вопросах ходкости и остойчивости судов диссертационное исследование опиралось на работы Е.В. Маслюка, Ю.Л. Макова, Во Ван ака, Као Му Ко, Нгуен Куанг Миня. В области прочности судов значение имеют работы Г.Б. Тереньтева, А.И. Симановича, Б.А. Тристанова. Вопросам экономического обоснования судов посвящены работы М.П. Улицкого, М.В Войлошникова, М.Б Безугловой. При разработке методики расчета нагрузки масс и координат центра тяжести (ЦТ) статей нагрузки

судов учены основные положения исследований Б.А. Тристанова, В.И. Михайлова, К.М. Федосова. При разработке алгоритмов для выбора оптимальных характеристик судов диссертационное исследование опиралось на работы В.М. Пашина, А.И. Ракова, Н.Б. Севастьянова, М.В Войлошникова.

Целью исследования является разработка методики проектирования МДРС для СРВ.

Предметом диссертационного исследования являются МДРС длиной от 14 до 30 м с традиционной вьетнамской формой обводов.

Задачи исследования. Для достижения целей работы решались следующие задачи:

- анализ состояния рыболовного флота и методик проектирования МДРС во Вьетнаме;

- разработка методики расчета масс и координат ЦТ МДРС с учетом специфики МДРС СРВ и проверка адекватности разработанной методики;

- разработка методики технико-экономического обоснования, алгоритмов и программных комплексов, решающих задачу оптимизации проектных характеристик судов на ранних стадиях проектирования для СРВ.

Методы исследования. В работе используется серийное моделирование МДРС до эскизной стадии проектирования с целью получения данных по нагрузке масс и координат ЦТ судов. Применяются методы многофакторного регрессионного и статистического анализа. Полное сопротивление МДРС рассчитано по способу Во Ван Чака. Стоимость постройки МДРС рассчитана по различным современным подходам. Используются методы оптимизации и современные компьютерные программы для нахождения оптимальных характеристик судов.

Научная новизна

В результате проведенных исследований в работе получен ряд новых научных результатов. Важным новым результатом является методика расчета масс и координат ЦТ масс статей нагрузки МДРС, которая учитывает специфику архитектурно-конструктивных типов МДРС Вьетнама. Разработанная методика технико-экономического обоснования, логико-математическая модель позволяют определить оптимальные главные характеристики, нагрузку масс, оценить мореходные и эксплуатационные качества МДРС по уточненным координатам ЦТ статей нагрузки.

Практическая значимость работы

Полученные в работе результаты обеспечили повышение эффективности проектируемых МДРС. Применение разработанных методик приводит к повышению качеств и обоснованности проектных решений за счет оптимизации характеристик МДРС. Разработанный программно-методический комплекс для обоснования основных элементов МДРС может быть использован при практическом проектировании МДРС для СРВ.

На защиту выносятся полученные результаты:

- методика расчета масс и координат ЦТ МДРС с учетом специфики МДРС СРВ;

- методика технико-экономического обоснования и математическая модель выбора оптимальных характеристик МДРС на начальных стадиях проектирования.

Достоверность полученных результатов подтверждается:

тщательным проведенным анализом состояния рыболовного флота СРВ и тенденций в области проектирования, постройки и эксплуатации МДРС, изучением и оценкой конструктивных особенностей таких судов с традиционной вьетнамской формой обводов, использованием многофакторного регрессионного анализа при разработке алгоритма расчета масс и координат ЦТ масс статей деревянного корпуса, оценкой с приемлемыми погрешностями разработанных формул, применением различных подходов к оценке стоимости постройки МДРС, использованием известных методов и компьютерных программ для оптимизации основных характеристик МДРС.

Апробация результатов исследований: Основные положения и результаты диссертации докладывались к обсуждались на ежегодных международных научных конференциях «Инновации в науке и образовании», КГТУ.- Калининград, 2006, 2008,2009.

Внедрение: Результаты исследования внедрены при разработке новых проектов МДРС в компании судостроения и морепродуктов г. Хайфон, Вьетнам.

Публикации: Основные разделы диссертационного исследования опубликованы в 10 публикациях. Из них 4 статей, 3 тезиса докладов и 3 отчета о НИР. В изданиях, рекомендованных ВАК, опубликована 1 статья (доля автора 80%).

Объем и структура работы

Работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Объем 173 стр. основного теста, в том числе 315 рисунков, графиков и блок-схем, 134 таблицы, приложения на 133 стр. В списке литературы 85 источников.

Краткое содержание работы

Во введении указаны цели и задачи исследований, методы исследований и решений, информационная база исследований, научная новизна работы, практическая ценность работы, основные результаты работы, степень достоверности результатов исследований, апробация работы, публикации, структура и объем работы.

В первой главе проведен анализ состояния рыболовного флота СРВ и тенденций в области проектирования и постройки МДРС. Для рыболовного флота СРВ за последние 20 лет (1989 т-2009) отмечены следующие особенности:

- ежегодно в СРВ наблюдается существенное пополнение рыболовного флота страны (с 30 тыс. судов в 1989г. до 81 тыс. судов в 2009г.);

- суммарная мощность главных двигателей и степень оснащения современным оборудованием быстро возрастает (с 368 тыс. кВт в 1989г. до 3091 тыс. кВт в 2009г.);

- удельный годовой вылов на один киловатт мощности флота упал в 3 раза (с 1,56 т/кВт в 1989г. до 0,5 т/кВт в 2009г.).

Уменьшение удельного вылова на один киловатт, на наш взгляд, можно объяснить двумя основными причинами:

- резким ростом количества судов, который привел к сокращению запасов рыбы, росту конкуренции в традиционных видах рыболовства;

- МДРС проектируются и строятся во Вьетнаме без должных технических и экономических обоснований, следовательно, и неэффективно эксплуатируются.

Обзор методик проектирования МДРС во Вьетнаме показывает, что все применяемые методики являются малоэффективными. Постройка МДРС осуществляется по традиционному вьетнамскому опыту судостроения. При этом, судостроители не используют каких-либо Правил проектирования и расчетов. Недостатком данного подхода является то, что качества построенных судов практически не предсказуемы. Остойчивость таких судов не проверяется, что не гарантирует судам безопасной эксплуатации. Проектирование судов по традиционному способу проектирования требует значительных затрат времени, поскольку, если остойчивость судна не обеспечивается, то необходимо вернуться к началу процесса проектирования. Экономические факторы проектантами не учитываются, что не гарантирует эффективности эксплуатации флота.

Так называемое оптимизационное проектирование, которое базируется на методе проектирования по традиционному подходу, но отличием является использование в качестве уравнения проектирования формулы остойчивости, разработанной Нгуен Куанг Минем. Данная методика в какой-то степени позволяет ускорить процесс проектирования судна. Однако оптимальный вариант по этой методике выбирается не по экономическим критериям, что не гарантирует эффективности эксплуатации спроектированных и построенных судов, а лишь базируется на удовлетворении по одному мореходному качеству - остойчивости.

При обзоре состояния теории проектирования МДРС, особое внимание выделено на роль уточненного расчета нагрузки масс и координат ЦТ масс судов на начальных стадиях проектирования. Возможность более точного определения и уточнения нагрузки масс и координат ЦТ масс судна на начальных стадиях сократит время на проверочные расчеты в следующих этапах и гарантирует от грубых ошибок при проектировании. Для рыболовных судов ошибки в

определении нагрузки масс и координат ЦТ масс приводят к необходимости принятия на судно значительного количества балласта, что лишает МДРС части грузоподъемности.

В данной главе поставлена задача проектирования серии МДРС с традиционной вьетнамской формой обводов для проведения дальнейших исследований.

Вторая глава диссертации посвящена вопросам проектирования серии МДРС с традиционной вьетнамской формой обводов. Из-за недостатка необходимых данных по нагрузке масс построенных и спроектированных МДРС, нами принято решение о проектировании серии МДРС с традиционной вьетнамской формой обводов. Элементы конструкции корпуса судов серии набраны по Правилам классификации и постройки МДРС Вьетнама. Проекты судов серии разработаны до стадии эскизного проектирования.

В данной главе дана оценка диапазона изменения главных размерений, их соотношений, коэффициентов полноты МДРС Вьетнама и мира. Проведен анализ архитектурно-конструктивных типов МДРС. Представлен анализ конструкций и материалов корпусов МДРС Вьетнама. В результате принятые характеристики серии МДРС представлены в таблице 1.

Основные характеристики судов серии МДРС_Табл. I

Характеристика Принятые варьируемые величины

Расчетная длина судна Ь, м 14,0; 18,0; 22,0; 26,0; 30,0

Отношение Ь/В 2,50; 3,00; 4,00; 5,00

Отношение 1-./Н 5,00; 6,00; 7,00; 9,00

Отношение Т/Н 0,550; 0,650; 0,750

Коэффициент общей полноты 6 0,490; 0,600; 0,650

Коэффициент продольной полноты ср 0,540; 0,657; 0,720

Длина машинного отделения 0,25L; 0,3OL; 0,35L

Длина рубки 0,20L; 0,25L; 0,30L; 0,35L; 0,40L

Система набора корпуса и рубки Поперечная

Расположение машинного отделения Кормовое расположение

Расположение рубки Кормовое расположение

Набор конструкции корпуса Традиционный однорядный набор

Материал корпуса и рубки Древесина групп II и III

Практическая шпация ал, м 0,30; 0,40; 0,50; 0,60

При вариации расчетной длины, соотношений главных размерений, коэффициентов полноты построены 45 вариантов теоретических чертежей серии путем аффинного преобразования с обводов судна прототипа. При вариации практической шпации и материала корпуса получены 270 вариантов конструктивных чертежей судов серии. Нагрузка масс МДРС

была разбита на 30 статей водоизмещения порожнем и 7 разделов дедвейта. На рис. 1 -г 4, в качестве примеров, представлены чертежи модели №16 серии МДРС.

______

„Л,

•■-Ж'

9 9,» 10*

Вариант 16 1,-14,0 м

Ь/В-2,50 Ь/Н»3,00 Т/Н-0,55 6=0.600 1Р"0,657

Рис. 1 Теоретический чертеж модели №16 серии МДРС.

Где 1 - киль 185x185 мм; шпуетовый пояс 180x60 мм; 3 - нару обшивка 45 мм; 4 - бархоут 270x50 мм; обшивка фальшборта 45 мм; 6 - вате 210x80 мм; 7 - настил палубы 45 мм; подбалочный брус 210x65 мм; 9 - бимс 9 (размер по правке); 10 - скуловой пояс 4 11 - днищевой пояс 45 мм; 12 - шп-130x100 мм (на уровне ватерлинии); стойка фальшборта 100x100 мм.

/ ! Л

Рис. 2 Конструктивный мидель-шпангоут модели №16 серии МДРС.

Брус !

200x30/

г—1Г"Г* и^?/

I — //

Отарпост . . Й^МуИВ! ЕЕ_

0 1 5 3 4 5

//

//Штеккь

■У/,

9 ~10~П 12~"13 14 ¡3 16 17 1ГТ9 20''2'ГМ" 23" 24"а" 26 '27 2>

' Киль

10 II 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 25 27 28

Рис. 3 Конструктивный чертеж модели №16 серии МДРС.

Рис. 4 Общее расположение модели №16 серии МДРС.

В третьей главе диссертации изложена разработанная методика расчета масс и координат ЦТ масс статей нагрузки МДРС. Алгоритм расчета масс и координат ЦТ масс статей деревянного корпуса судна базируется на использовании многофакторного регрессионного анализа. Математически любая функциональная зависимость может быть разложена в ряд Тейлора, который имеет вид:

к к * /(*!»-.**) = + X +]Гайх,2 +..., (1)

Ы l,J'l м

где а, - коэффициенты уравнения, х,} - факторы.

Масса и координаты ЦТ каждой статьи нагрузки могут быть выражены в зависимости от характеристик судна через выражение (1).

Функциональные зависимости или математические модели, связывающие измерители масс и относительные координаты ЦТ масс статей нагрузки судна с его главными характеристиками были разработаны по следующей схеме (рис.5).

При этом, выбор факторов влияния производился путем анализа графиков зависимостей измерителей масс и относительных координат ЦТ масс статей нагрузки от главных характеристик судна. Математические модели получаются в результате решения системы уравнений вида (1). Количество уравнений вида (1), или количество вариантов судов, требуемых для создания математических моделей, зависит от количества коэффициентов разложения (1). Неиспользуемые в создании математических моделей варианты судов систематической серии МДРС

использованы для оценки погрешностей разработанных моделей. Адекватность математических моделей проверена на ряде реальных судов, построенных по тем же правилам проектирования, но в различных конструкторских бюро, отрасли Вьетнама.

Выбор переменных и факторов влияния

¡Разработка —Н математических моделей

Приемлемы ли

погрешности

математических

I моделей_

Да

Адекватны ли

математические

модели

Нет

Да

Использование

математических

моделей

Рис. 5 Схема разработки математических моделей.

Ниже, в качестве примера, приведен результат разработки математической модели нагрузки масс статьи нагрузки «наружная обшивка» для МДРС с традиционной вьетнамской формой обводов.

В качестве примера на рис. 6 -г 11 представлены графики влияния основных факторов на удельную массу наружной обшивки для судов длиной 26 метров.

ив J :

Рис. 6 Зависимость погонной массы Рис. 7 Зависимость погонной массы

наружной обшивки Рн/ЬотЬ/В. наружной обшивки Рн/ЬотЬ/Н.

Рис. 8 Зависимость погонной массы наружной обшивки Рн/L от Т/Н.

Рис.10 Зависимость погонной массы наружной обшивки Рн/L от <р.

0,625 0,62 О, IIS

[

г 001 O.BOS 0.1 0,№»

Рис. 9 Зависимость погонной массы наружной обшивки Рн/L от 5.

Рис.11 Зависимость погонной массы наружной обшивки Рн/Ъ от шпации судна

ап-

Здесь РНИ - масса наружной обшивки на 1 погонный метр длины корпуса судна. Графики рис. 6т 10 построены для судов длиной 26 м с практической шпацией ап = 500лш. График рис. 11 построен для судов длиной 26 м при сохранении соотношений главных размерений и коэффициентов полноты по центральной модели серии МДРС, но при вариации практической шпации в диапазоне 400 4- 600 мм.

Приведенные графики показывают, что Рн /£ существенно зависит от соотношений главных размерений, коэффициентов полноты и практической шпации. Предполагаемая зависимость для удельной массы наружной обшивки имеет вид:

L L Т

Используя уравнение (1) в квадратичной степенной форме получено уравнение регрессии для удельной массы наружной обшивки в следующем виде:

Ь I Т £ £ Г

ь ь т

+а6-ап + а7-(~)2 + о, • (—)2 + а9 • (—)г + я10 • б2 + ап ■ <рг + а12 ■ а2п +

В

v#

н

(3)

Г Г

Для нахождения коэффициентов ai уравнения (3) потребовалось

использование 28 вариантов моделей серии МДРС. Остальные варианты, не использованные при решении (3) были использованы для определения погрешностей полученной формулы (3). При применении древесины «TAU» (древесина группы II, плотность которой равна 0,85 m/м3 при влажности 15%) получены коэффициенты уравнения (3), которые представлены в таблице 2.

Значения коэффициентов уравнения 3) Таблица 2

«в ai <*г "j «4 ßi в6

-544,80 -231,83 3,36 4580,40 23647,09 -21645,33 -2359,71

«7 я« о, Ои °12 %

-2,07 0,34 -9209,57 -1157486,85 -932556,95 0,61 1,51

«и «13 «м 0,7 д/« atg В29

945,59 -8,99 8,14 -944,29 -22,25 2,79 -2,54

«и агг И °2< «л а26 "27

0,09 91,18 -82,61 9440,11 2078245,61 -36,28 33,36

Среднее квадратичное отклонение, получаемое при использовании формулы (3) для остальных вариантов судов систематической серии МДРС, не задействованных в решении (3), составляет не более 1 %.

Зависимость для относительной апликаты ЦТ масс наружной обшивки имеет вид:

здесь (Zg / Н)но - относительная апликата ЦТ масс наружной обшивки.

Используя уравнение (1) в квадратичной степенной форме получено уравнение регрессии для апликаты ЦТ масс наружной обшивки в следующем виде:

,. = <Р,ап) = + аЦлт'1 "

В

, N.0. __ Л. л"'0' _ 1_ Л „ , л

, „к.0. ( \2 , „и.о. ^ ^ \2 ,

■4Ч1Ц!Н)'(

41"II и.о. / ^ \2 ,

Т 2 «о

11 г т

I ,.2 . л2 , „и.о. / \ г \ . / ч / 1 I

+аП(*5/я) ■ Р + «од/ж • + °13(г«/Я) ■ Од)• (■£") + Ощзыт ' 0^)'+

+а\ +а'.

\HZglH) +

'щгщн) ■{-)■? + ¿¡цгцн)'(4)'% + 4

18 + " но Т

»(г«/н) (—)•$ + Ящгцш) ' (—)' Р + '(^г)• + ':)'<* +

V

АЯ

,7\

(5)

■■¡№Ш) ■(~)-(Р + «24°са/я) • )'% + (¡¡нгг/Н) ■¿■<Р + Ощгцн)''«л +

-•27(25!/Я) ,(Р'аП

Здесь - коэффициенты разложения для относительной апликаты ЦТ масс наружной обшивки. Для нахождения коэффициентов а"^1Н) уравнения

(5) требуется использование 28 вариантов серии МДРС. Коэффициенты уравнения (5) представлены в таблице 3 для древесины группы И.

Среднее квадратичное отклонение, получаемое при применении формулы (5) для остальных вариантов судов серии, не принимавших участия в решении (5) не превышает 3,71 %.

Коэффициенты уравнения (5)

Таблица 3

*Ц2ЙШ)

а

2(2«/Я)

а

■цгг'И)

а.

а

5(^1 Н)

1223,46

•615,89

11,84

12120,53

235409,20

-215683,89

-6312,47

а

ЦЫН)

а\

а,

цгяШ)

'ЩЩН)

а

11(2&1Н)

а

¡2(2«/И)

Н.О.

7,84

1,09

-24440,64

-12747070,94

-10304818,95

8,44

5,44

и.о.

н&Ш)

а

щгг'Н)

а

■16Ш1Н)

*1ЦЗЬШ)

а

■ЩЩШ)

2531,55

-43,96

40,43

-2522,81

-75,14

18,96

-17,71

Й.А

гцгг/н)

а

И(2&/Я)

а

тг$!Н)

а

щг$т)

а

а

26<М/Н)

ан.о.

-1,80

350,89

-316,05

25244,36

22925422,18

-319,83

293,72

Зависимость для относительной абсциссы ЦТ масс наружной обшивки имеет вид:

(6)

где И\хотносительная абсцисса ЦТ масс наружной обшивки. Используя уравнение (1) в квадратичной степенной форме, получено уравнение регрессии для относительной абсциссы ЦТ масс наружной обшивки в следующем виде:

,1 I Т

-ипн о . _ + „к о-

™3(Л*/Л) А "ЧХг/1)

Я

• (^г)2 + <№/» • + ащхйи) • <Р2 + вщхцщ ■ • +

+а[

тхги.)'

(7)

«Гад/«'-ф-*+ «%«>•(£)■*+

+4

1ВД«//.)

гу(—)■ Vб-р

н

Здесь а^/ц' коэффициенты разложения для относительной абсциссы ЦТ масс наружной обшивки. Для нахождения коэффициентов уравнения

(7) требуется 21 вариант моделей серии МДРС. Коэффициенты уравнения (7) представлены в таблице 4 для древесины группы И.

Среднее квадратичное отклонение, получаемое при применении формулы (7) для остальных вариантов судов серии, не принимающих участие в решении (7) составляет не более 2,76 %.

Коэффициенты уравнения (7)__Таблица 4_______

-и.о. *ЦХ*И)

#ад/л)

а

ад/ц

а

ад/1)

а:

ад/г)

■*ад/1)

-46,00

-0,05

-0,07

1,97

3878,96

-3386,06

0,01

*ЧХцИ)

*ад/л)

4ад/1>

*1ЦХ$! л)

а

/ад/л>

*/ад/л>

*/ад/л)

0,01

-1,00

746041.51

627538,54

-0,02

0,22

10,66

а

/ ад/л)

а

/ад/л)

■*/ад/л)

а

/ад/л)

а

/ад/Л)

а

/ад//.)

а

зад/Ц

-9,77

-0,15

-10,57

9,69

107,05

98,13 -1368615,69

Аналогичным образом разработаны функциональные зависимости для масс и координат ЦТ других 17 статей нагрузки деревянного корпуса.

Зависимости нагрузки масс и относительных координат ЦТ остальных 12 статей нагрузки судна порожнем разработаны путем статистической обработки

данных по построенным и спроектированным МДРС СССР. Для разработки таких зависимостей были использованы данные МДРС длиной между перпендикулярами 1 = 11,5+ 26,Ом, шириной расчетной В = 3,90+6,10м, с высотой борта до верхней палубы Н = 1,50+3,00 м, мощностью силовой установки N = 50+300 л.с. Особенностями архитектурно-конструктивного типа всех собранных МДРС являются кормовое расположение машинного отделения под рулевой рубкой и носовое расположение рыбного трюма. В качестве примеров представлены графики зависимостей массы и относительных координат ЦТ якорного устройства (рис. 12 т 14).

у ■ -О.ОООвк® ♦ 0,121 Зх-1 .3005

—

< ■ ■ А --- —-- _

♦ « V"1

<1ЛН)И, м2

___________________________________________

Рис.12 Зависимость массы якорного устройства от модуля (ЬВН?п Здесь у - масса якорного устройства Ряк в тоннах, х - модуль зависимости (ЬВН)2'3.

у»0,»73вх* 1.2313

3,5 3 2,9

1.5 1

0,5 0

1,5 2 2,4 2,а 3,2 3,» 4

Н, и

Рис. 13 Зависимость апликаты центра тяжести масс якорного устройства. Здесь у - апликата ЦТ якорного устройства 2а от основной плоскости, х - модуль зависимости Н.

Здесь у - абсцисса ЦТ якорного устройства Ха от плоскости мидель - шпангоута, м («+» - в нос, «-» - в корму), х -модуль зависимости Ь.

Рис. 14 Зависимость абсциссы центра тяжести масс якорного устройства.

Зависимость для определения массы якорного устройства:

Рнк =-0,0009-(£5#)4/5+0,12]3-(1Д#)2/3-1,301, т (8)

Зависимость для подсчета апликаты ЦТ масс якорного устройства: 20 » 0,6736-Я + 1,231, м (9)

Зависимость абсциссы ЦТ масс якорного устройства:

Х0 =0,3513-1+3,131,м (10)

Функциональные зависимости, связывающие массу и относительные координаты ЦТ масс статей нагрузки дедвейта судна от его основных характеристик, были разработаны для нескольких типовых случаев нагрузки, при которых требуется проверка остойчивости и посадки судна. По правилам Регистра Вьетнама, остойчивость рыболовного судна должна быть проверена для следующих случаев нагрузки:

- выход на промысел с полными запасами;

- возвращение с промысла с полным уловом в трюме и 10 %

запасов;

- возвращение с промысла с 20 % улова в трюме, с 70 % нормы льда и соли и с 10 % запасов.

Адекватность разработанной методики пересчета масс и координат ЦТ МДРС проверена на реальных проектах судов, построенных различными конструкторскими бюро Вьетнама, путем оценки погрешностей в определении водоизмещения и координат ЦТ судов.

В табл. 5-г 7 представлены расчеты сравнения и относительные погрешности в определении водоизмещении и координат ЦТ масс этих судов для различных случаев нагрузки.

Сравнение нагрузки масс и координат центра тяжести масс МДРС СРВ в случае нагрузки «100% улова + 10% запасов» __■___ _ таблица 5

Проект По методике Проект Относит, погрешность, %

Р,т Xg,м Zg,u Р,т Х8, м Zg.Nl 6Р, % 5Х& %

ВТН-195-ВТБ 59,89 0,764 1,528 57,54 0,684 1,570 4,1 11,7 -2,7

ВТН-Ш-ВТБ 52,32 0,243 1,426 53,10 0,225 1,523 -1,5 7,9 -6,4

ВТН-Иб-ВТБ 55,49 ■0,316 1,407 52,46 -0,363 1,379 5,8 -13,0 2,0

КН-015 71,28 0,596 1,639 73,91 0,624 1,635 -3,6 -4,4 0,3

КН-014 92,89 0,326 1,651 98,74 0,332 1,669 -5,9 -1,6 -1,1

QNg.04.BTS 68,50 0,091 1,688 72,67 0,079 1,712 -5,7 14,4 -1,4

QNg.23.BTS 100,00 0,482 1,690 104,51 0,553 1,742 -4,3 -12,8 -3.0

вю/т-ог-втэ 156,46 0,417 2,445 159,36 0,447 2,405 -1,8 -6,6 1,6

Сравнение нагрузки масс и координат центра тяжести масс МДРС СРВ в случае нагрузки «Выход судна на промысел»

таблица 6

Проект По методике Проект Относит, погрешность, %

Р.т м г&м Р,т Xg, м 2&м 6Р, % 6Х&% %

ВТН-195-ВТ8 52,05 0,276 1,460 51,33 0,257 1,560 1,4 7,4 -6,4

ВТН-Ш-ВТБ 52,98 0,320 1,747 53,68 0,315 1,880 -1,3 1,7 -7,1

ВТН-Ш-ВТБ 53,22 -0,329 1,340 52,95 -0,303 1,402 0,5 8,4 -4,4

КН-015 68,23 0,126 1,504 71,86 0,145 1,605 -5,1 -12,9 -6,3

КН-014 89,83 -0,374 1,598 94,23 -0,342 1.671 -4,7 9,4 -4,3

<^-04-ВТ8 62,17 -0,047 1,598 65,20 -0,041 1,648 -4,7 13,0П -3,1

С№-23-ВТ8 98,15 -0,316 1,645 102,36 -0,274 1,689 -4,1 15,4 -2,6

В1*УТ-02-ВТ8 153,50 0,065 2,247 149,19 0,073 2,318 2,9 -11,1 -3.0

Сравнение нагрузки масс и координат центра тяжести масс МДРС СРВ в случае нагрузки «20% улова + 70% льда + 10% запасов»

___таблица 7

Проект По методике Проект Относит, погрешность, %

Р, т Х& м Я&м Р.т Х8, м г&м 5Р, % 5Хё,% 8г& %

ВТН-195-ВТ8 47,80 0,125 1,567 45,90 0,116 1,650 4,1 8,2 -5,0

ВТН-182-ВТ8 42,56 0,146 1,471 44,60 0,165 1,554 -4,6 -11,4 -5,3

ВТН-176-ВТ8 47,77 -0,550 1,395 46,36 -0,505 1,418 3,0 9,0 -1,7

КН-015 58,39 0,357 1,682 61,41 0,325 1,681 -4,9 9,7 0,1

КН-014 79,12 -0,159 1,699 82,24 -0,142 1,718 -3,8 12,4 -1,1

ОКв-04-ВТ8 57,08 -0,005 1,699 60,17 -0,006 1,780 -5,1 -14,0 -4,6

Р^З-ВТв 85,24 0,070 1,767 89,21 0,082 1,810 -4,4 -15,2 -2,4

вяут-ог-втз 129,99 0,055 2,476 124,91 0,051 2,465 4,1 7,5 0,5

По результатам проведенных расчетов можно сделать вывод, что погрешности в определении полного водоизмещения в целом удовлетворяют стадии технического предложения и эскизного проектирования. Максимальные относительные погрешности оценки водоизмещения не превысили - 5,8%, а апликаты ЦТ - 7,1%. Погрешности в определении абсциссы ЦТ масс для трех случаев нагрузки судов оказались более высокими, достигая -15,4%, однако на этой стадии проектирования проектант приступает к разработке эскиза вида общего и имеет возможность откорректировать размещение цистерн и трюмов по условиям оптимизации посадки в различных случаях нагрузки. Повышенная погрешность оценки абсциссы ЦТ МДРС объясняется тем, что в разработанной методике начало системы координат для абсцисс ЦТ масс находится на миделе. Поэтому при

расположении ЦТ судов в районе миделя относительные погрешности в определении абсцисс ЦТ масс столь высоки, но фактические погрешности оценки абсцисс ЦТ масс не превышают 5 -НО см.

В четвертой главе разработана методика технико-экономического обоснования при проектировании МДРС. Приведен анализ состояния промысла во Вьетнамском море. Обрабатывая статистические данные по суточным уловам получены следующие зависимости для различных видов лова (рис.15 +17), которые служат для расчетов доходов при эксплуатации судна.

у^-о.озв^ + гд,553х-1001

100 150 200 250 300 «Вт

О 627 910 им 1500 188« 2000 23С5 2488 2820 3115 ру,кг«ут.

Рис.15 Зависимость суточного улова при траловом лове от мощности главного двигателя.

Рис.16 Эмпирическое и теоретическ распределения улова при лове кошельковым неводом.

1 - график эмпирического распределени

2 - график теоретического распределени Зависимость суточного улова при траловом лове имеет вид:

Ру = -0,0391 • Ы] + 24,553 • Ы, -1001, кг (11)

где И,, кВт - мощность главных двигателей судна. Средний возможный суточный улов при лове кошельковым неводом составляет » 2,0 т/сут.

у » 2.СМ7х' * 20.01&К-20,5207

Рис.17 Удельный вылов дрифтера в зависим от времени дрейфа сетей.

Рис.18 Зависимость удельной стоимости ремонта малых деревянных рыболовных судов от их возраста.

Длина сетей, используемых на вьетнамских судах колеблется в пределах от 5 до 10 морских миль. Возможный суточный улов при лове дрифтерными сетями составляет: Ру« 0,8 + 1,6 т/сут.

В расчете расходов при эксплуатации судна учены тенденции изменения цен топлива и смазки. Разработан подход к расчету стоимости ремонта МДРС в зависимости от их возраста (рис.18). Функция зависимости удельной стоимости ремонта МДРС от возраста имеет вид:

г /(¿ВН) = 2,6057 • Vх + 26,915 • / - 29,5207 , $ / м}

(И)

Стоимость постройки МДРС рассчитана по трем подходам: доходному подходу, затратному подходу и сравнительному подходу. Рыночная стоимость судна определяется как осредненная величина, получаемая суммированием произведений трех значений стоимости на весовые коэффициенты, сумма которых равна единице.

При определении стоимости судна по доходному подходу используется метод дисконтирования денежных потоков. Формула расчета стоимости судна по данному методу имеет вид:

N01,

КС

(12)

^(1+/-)' а+'Г1

где стоимость судна, рассчитанная методом дисконтирования денежных потоков;

N01, - чистый денежный поток (доход) на м периоде прогнозного срока;

1 - номер периода расчета; г - ставка дисконтирования, %; п - прогнозный срок, лет;

ЯС - величина денежного потока (реверсии) в постпрогнозный период, которая рассчитывается по следующей формуле:

КС^^Шя. (13)

К*

где ЧОД„ - чистый операционный доход п-ого года эксплуатации, представляющий собой действительный валовой доход за вычетом всех статей расходов при эксплуатации судна;

Кк - коэффициент капитализации. Используя метод кумулятивного построения получены ставка дисконтирования г = 18,2 % и коэффициент капитализации Кк = 24,9%.

При определении рыночной стоимости МДРС по затратному подходу использовали метод расчета по цене однородного объекта. Суть данного метода заключается в том, что при наличии некоторых различий между судами в стоимость однородного судна вносятся корректировочные коэффициенты, учитывающие их. Стоимость МДРС расчетом по цене однородного нового объекта в сентябре 2009г. может быть оценена по формуле:

=3,71 •№?•(!£#), $ (14)

В рамках сравнительного подхода при оценке стоимости судна принимается только метод сравнительного анализа продаж. В качестве параметров сравнения используется кубический модуль ЬВН. Обрабатывая статистические данные по цене новых МДРС Вьетнама получена функция зависимости Бк от кубического модуля ЬВН следующего вида:

5^=1203 -(ЬВН)°™,$ (15)

Разработана математическая модель выбора оптимального варианта МДРС на начальных стадиях проектирования. Алгоритм выбора оптимального варианта судна и задача синтеза проектирования МДРС формулируются следующим образом:

С (С1.......Ср); X (х,.......х„); (хО т1п < х{ < (хОтах, 1 = 1......,п;

0;(Х,С)>^, ......,т; ехй- г(Х,С).

С (С1,.....,ср) - вектор параметров задания;

X (XI......,хп) - вектор искомых характеристик судна; хшш - минимальные и

хтах - максимальные допускаемые величины оптимизируемых переменных; в] - функциональное ограничение; Уз - заданное требование проектируемого судна к данному ] - качеству; 2 - критерий эффективности (функция цели).

Элементы вектора параметров задания представляют собой количественные и качественные требования к проекту. Например, его

компонентами являются полная грузоподъемность/^, скорость свободного хода vs, дальность плавания, срок инвестиций и т.д.

Компонентами вектора искомых характеристик судна являются главные размерения судна, коэффициенты полноты, полная грузоподъемность Р№, скорость свободного хода v5 и т.п.

Функциональные ограничения, описанные в виде неравенств, базируются на основных условиях существования и работоспособности проектируемой системы. Критерий эффективности (функция цели) применяется для глобальной оценки соответствия качеств синтезируемой системы. Значение критерия эффективности для наилучшего варианта экстремально. В качестве критерия может использоваться любой экономический критерий, рассчитанный за срок инвестиционного проекта рыбопромыслового бизнеса.

На рис.19 показана блок-схема математической модели. В разработанной математической модели, в качестве элементов вектора параметров задания применяются следующие:

- назначение судна (траулер, сейнер или дрифтер);

- удаленность района промысла от берега, миль;

- срок инвестиционного проекта, лет.

В качестве компонентов вектора искомых характеристик судна принимаются следующие:

- Р„, т - полная грузоподъемность судна с учетом тары и льда;

- vs, уз. - скорость свободного хода;

- L, м - расчетная длина судна;

- L/B - отношение расчетной длины к ширине судна;

- L/H - отношение расчетной длины к высоте борта судна.

В качестве функциональных ограничений принимаются требования обеспечения остойчивости по Правилам регистра Вьетнама для некоторых типовых случаев нагрузки судна, при которых требуется проверка остойчивости.

Расчет массы и координат ЦТ судов производится по методике, разработанной в главе 3. Полное сопротивление и требуемая мощность главных двигателей судов рассчитаны по упрощенному способу Во Ван Чака.

Для реализации математической модели используется функция «Поиск решения» в Microsoft Excel версии 2003.

Х=Х<1

Ввод данных вектора параметров задания С

Определение главных I размерений и !

коэффициентов полноты

_______________________I.__________________

Расчет нагрузки масс и координат центра тяжести судна

т

/ Обеспечены ли\ требования по остойчивости и / \ посадки

Да

Нет

Расчет полного сопротивления судна и требуемой мощности

Т

Замена вектора

Сравнение с предыдущими результатами и запоминание лучшего варианта судна

I

Расчет критерия эффективности

Расчет сумарных доходов при эксплуатации судна за период инвестиции

Расчет сумарных приведенных затрат при эксплуатации судна за период инвестиции

Расчет стоимости постройки судна и остаточной стоимости при ликвидации бизнеса через п лет

Рис.19 Блок-схема математической модели выбора оптимального варианта

судна.

Заключение

В заключении изложены основные выводы диссертационной

работы:

1. обзор состояния рыболовного флота, а также достижений в области проектирования и постройки МДРС Вьетнама показывает, что большинство МДРС неэффективно эксплуатируется. Необходимо создать методику проектирования, которая учитывает специфику МДРС Вьетнама

и отслеживает экономические показатели эксплуатации спроектированных судов.

2. вопрос определения масс и координат ЦТ масс судна является одним из важнейших при проектировании. Существующие способы пересчета масс и координат ЦТ масс предназначены для судов с металлическим корпусом. Для МДРС отсутствуют подобные способы расчета в открытой печати.

3. разработана методика расчета масс и координат ЦТ масс МДРС для судов с традиционной вьетнамской формой обводов. Удовлетворительное совпадение результатов расчетных и проектных значений масс и координат ЦТ судов подтверждает возможность использования методики для практических целей.

4. разработанная методика технико-экономического обоснования основных характеристик проектируемых МДРС, математическая модель и программный комплекс могут быть использованы во вьетнамских и российских проектных бюро для решения практических задач проектирования.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ а) в изданиях, рекомендуемых Перечнем ВАК:

1. Нгуен Вьет Хоан. Анализ элементов формы корпуса вьетнамских морских рыболовных судов / Нгуен Вьет Хоан, Нгуен Доан Кыонг // Вестник Астрахан. гос. тех. ун-та. - 2009. -№ 1. - С.56 - 59. (автор - 80%)

б) в других изданиях:

2. Нгуен В.Х. Использование уравнений регрессии при разработке функциональных зависимостей масс и координат центра тяжести статей нагрузки / Нгуен В.Х. // Журнал «Известия КГТУ» вып. № 16. -Калининград, 2009. - С. 83-88. (автор - 100%)

3. Нгуен В.Х. Обзор рыболовного флота Вьетнама и целесообразность использования универсальных рыболовных судов / Нгуен В.Х. // Труды IV Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании- 2006», часть 2, КГТУ.- Калининград, 2006.- С. 35-37. (автор - 100%)

4. Нгуен В.Х. Промыслово-эксплуатационные требования к архитектурно - конструктивным типам малых вьетнамских рыболовных судов / Нгуен В.Х. // Труды Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании-2008», КГТУ.- Калининград, 2008.- С. 43-45. (автор - 100%)

5. Нгуен В.Х. Разработка методики определения масс и координат центра тяжести корпусов деревянных рыболовных судов / Нгуен В.Х. // Труды Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании- 2009», КГТУ.- Калининград, 2009.- С. 46-48. (автор - 100%)

6. Нгуен В.Х. Методика определения массы и координат центра тяжести судна порожнем с деревянным корпусом / Нгуен В.Х. // Журнал «Молодой ученый» вып. № 1 - 2 (13). - Чита, 2010. С. 94-100. (автор - 100%)

7. Нгуен В.Х. Подходы к расчету стоимости постройки судов / Нгуен В. Нгуен З.Б. // Журнал «Молодой ученый» вып. № 1 - 2 (13). - Чита, 2010. С. 1 103. (автор - 50%)

8. Системное проектирование маломерных судов. Раздел «Разрабо математических моделей расчета нагрузки и координат центра тяжести судо Часть 2 «методика проектирования малых деревянных рыболовных судов СРВ»: отчет о НИР / КГТУ; Руководитель Е.В. Маслюк; № ГР 01201000549; И № 02201000851. - Калининград, 2009. - 26 с. (автор - 50%)

9. Системное проектирование маломерных судов. Раздел «Разрабо математических моделей расчета нагрузки и координат центра тяжести судо Часть 4 «методика расчета нагрузки и координат центра тяжести масс мал деревянных рыболовных судов»: Промежуточный отчет о НИР / К1 Руководитель Е.В. Маслюк; № ГР 01201000549; Инв. № 02201001715. Калининград, 2010. - 99 с. (автор-50%)

10. Системное проектирование маломерных судов. Раздел «Разрабо математических моделей расчета нагрузки и координат центра тяжести судо Часть 6 «методика технико-экономического обоснования при проектирова малых деревянных рыболовных судов»: отчет о НИР / КГТУ; Руководитель Маслюк; №ГР 01201000549; Инв. № 02201001716. -Калининград, 2010. - 4 (автор - 50%)

Нгуен Вьет Хоан

Методика проектирования малых деревянных рыболовных судов для социалистической республики Вьетнам

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата наук

Подписано в печать_._.2010. Формат 60x84/16.

Уч.-изд. л. 1,4. Тираж_экз. Заказ №_

Издательство_

Типография_

Перечень условных обозначений Введение.

ГЛАВА 1 Современное состояние теории проектирования малых

1.1 Современные достижения и тенденции в области проектирования и постройки малых рыболовных судов во Вьетнаме.

1.1.1 Тенденции в области проектирования и постройки малых рыболовных судов Вьетнама.

1.1.2 Обзор методик проектирования малых рыболовных судов во Вьетнаме.:.

1.2 Обзор состояния теории проектирования малых рыболовных судов.

1.2.1 Нагрузка судна. Уравнение масс и плавучести.

1.2.2 Ходкость. Уравнение мощности.

1.2.3 Остойчивость. Уравнение остойчивости.

1.2.4 Параметрические и другие уравнения.

1.2.5 Роль уточненного расчета нагрузки масс и координат центра тяжести судна на начальных стадиях проектирования.

1.3. Постановка задачи и целей диссертационного исследования.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2 Серия малых деревянных рыболовных судов с традиционной вьетнамской формой обводов корпуса.

2.1 Вероятностная оценка диапазона изменения соотношений главных размерений и коэффициентов полноты малых рыболовных судов.

2.2 Анализ архитектурно-конструктивных типов малых рыболовных судов.

2.3 Разбивка водоизмещения малого деревянного рыболовного судна на разделы и статьи.

2.4 Разбивка деревянного корпуса на группы и конструктивные элементы.

2.4.1 Древесина, используемая в деревянном судостроении Вьетнама.

2.4.2 Разбивка массы деревянного корпуса на группы и конструктивные элементы.

2.5 Методика определения массы и координат центра тяжести деревянного корпуса судна.

2.6 Серия малых деревянных рыболовных судов с традиционными обводами судов Вьетнама.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3 Разработка математических моделей расчета масс и координат центра тяжести малых деревянных рыболовных судов. рыболовных судов

3.1 Математические модели, связывающие массу, относительные координаты центра тяжести статей нагрузки деревянных частей корпуса с основными характеристиками судна.

3.1.1 Математические модели, связывающие массу и относительные координаты центра тяжести статей нагрузки деревянного корпуса с основными характеристиками судна.

3.1.2 Металлические и прочие статьи нагрузки деревянного корпуса.

3.1.3 Зависимость нагрузки массы и координат центра тяжести рубки от основных характеристик судов.

3.2. Зависимость нагрузки масс и координат центра тяжести статей водоизмещения порожнем от основных характеристик судов.

3.3. Зависимость нагрузки масс и координат центра тяжести статей дедвейта от основных характеристик судна.

3.4. Проверка адекватности математических моделей пересчета нагрузки масс и координат центра тяжести масс судов.

3.4.1 О точности расчета водоизмещения судна на разных этапах проектирования.

3.4.2 Оценка погрешностей в определении водоизмещения судна для различных случаев нагрузки.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4 Методика технико-экономического обоснования при проектировании малых деревянных рыболовных судов.

4.1 Особенности промысла во Вьетнамском море.

4.2 Расчет экономических показателей малых деревянных рыболовных судов.

4.2.1 Расчет параметров режима работы малых рыболовных судов.

4.2.2 Расчет доходов при эксплуатации судна за период инвестиционного проекта.

4.2.3 Расчет суммарных затрат при эксплуатации судна за период инвестиционного проекта.—

4.2.4 Расчет строительной стоимости судов.

4.2.5 Расчет экономических критериев и выбор оптимального варианта малых деревянных рыболовных судов.

4.3 Математическая модель выбора оптимальных характеристик малых деревянных рыболовных судов.

4.3.1 Формулировка задачи.,.

4.3.2 Алгоритм выбора оптимального варианта.

4.3.3. Блок-схема математической модели.

4.3.3.1 Определение главных размерений и коэффициентов полноты судна.

4.3.3.2 Расчет нагрузки масс и координат центра тяжести масс судна.

4.3.3.3 Расчет полного сопротивления и требуемой мощности судна.

Выводы по главе 4.

Актуальность темы

Деревянное судостроение прошло большую и интересную историю. Возникнув много веков назад, оно развивалось и совершенствовалось вместе с другими отраслями производства. Применение металла привело к быстрому вытеснению дерева в крупном судостроении. Но дерево и в настоящее время продолжает конкурировать с металлом в малотоннажном судостроении, особенно в строительстве маломерных рыболовных судов стран Юго-восточной Азии.

Во многих странах, деревянные суда еще играют большую роль в прибрежном рыболовстве. Статистические данные за последние годы показывают наличие большого количества деревянных рыболовных судов в Китае (табл. 1.1), где большинство MPC (длиной меньше 24 м) построено из дерева [80].

Количество китайских рыболовных судов, построенных за последние годы табл. 1.1 год Суммарное количество рыболовных судов Количество судов длиной больше 24м

1999 336254 6389

2000 362377 7272

2001 373964 8939

2002 384531 10486

По данным статистики в 2002 г. [77], Индия имела 44578 деревянных рыболовных судов. Таиланд по статистическим данным 2002 г. [77], имел 2800 безмоторных деревянных лодок и 36000 деревянных моторных судов длиной от 5 до 8 м. Кроме того, еще в Таиланде имелось 15000 механизированных судов длиной 15-20 м. Большинство из них построено из дерева.

Вьетнам в настоящее время имеет большое количество деревянных рыболовных судов. До сих пор, во Вьетнаме большинство рыболовных судов строится из дерева. По данным Министерства рыболовства Вьетнама, в 2009 г. Вьетнам имел около 81 тыс. рыболовных судов суммарной мощностью 3,0 млн. кВт [81]. При этом, суда длиной более 15 м и мощностью более 66 кВт (около 6 тыс. судов) предназначены для эксплуатации на значительном удалении от берега, а суда длиной менее 15 м и меньшей мощностью эксплуатируются на удалении не более 50 миль от берега.

Вьетнамский рыболовный флот является малотоннажным флотом. Большинство вьетнамских рыболовных судов строится из дерева (90% рыболовных судов). Стальные рыболовные суда существуют в очень ограниченном количестве. По сравнению со сталью, дерево является худшим материалом с точки зрения прочностных характеристик, но продолжает широко использоваться. Непопулярность стальных рыболовных судов во Вьетнаме можно объяснить тем, что рыболовные суда принадлежат частным лицам, для которых экономические возможности не позволяют строить дорогие суда. Во вторых, суда строятся в основном на частных предприятиях по традиционной технологии, архитектуре и конструкции.

Государственная программа по морскому рыболовству была опубликована 9 июня 1997 года согласно постановлению премьер-министра Вьетнама № 393/TTg. По этой программе государство ежегодно выделяет по 150-ь300 млн. американских долларов на модернизацию устаревших судов и строительство новых рыболовных судов мощностью свыше 66 кВт. Морская государственная стратегия 2007 года указывает, что Вьетнам является морской страной и государству необходимо максимально использовать возможности морей. При этом, государство подчеркнуло важную роль рыболовного флота для экономики страны. Для достижения поставленных целей необходимо проектировать и эксплуатировать суда, которые при сохранении своей специфики, имеют более высокие экономические показатели.

В отечественной судостроительной науке Вьетнама отсутствует литература по проектированию малых деревянных рыболовных судов. Зарубежные литературные источники по деревянным судам являются, как правило, недоступными, поскольку они отсутствуют в открытой печати. Последняя работа по деревянным рыболовным судам в России вышла в свет в 1990 г. [58]. Учитывая эти обстоятельства, необходимо создать современную методику проектирования малых деревянных рыболовных судов, которая учитывает специфику вьетнамских рыболовных судов, и усовершенствовать процесс проектирования малых рыболовных судов.

Значительный вклад в теорию проектирования рассматриваемых судов внесли работы В.В. Ашика, JI.M. Ыогида, А.И. Ракова, Н.Б. Севастьянова. В вопросах ходкости и остойчивости судов диссертационное исследование опиралось на работы Е.В. Маслюка, Ю.Л. Макова, Во Ван Чака, Као Му Ко, Нгуен Куанг Миня. В области прочности судов значение имеют работы Г.Б. Тереньтева, А.И. Симановича, Б.А. Тристанова. Вопросам экономического обоснования судов в условиях рыночной экономики посвящены работы М.П. Улицкого, М.В Войлошникова, М.Б Безугловой. При разработке методики расчета нагрузки масс и координат ЦТ масс статей нагрузки судов учены основные положения исследований Б.А. Тристанова, В.И. Михайлова, K.M. Федосова. При разработке алгоритмов для выбора оптимальных характеристик судов диссертационное исследование опиралось на работы В.М. Пашина, А.И. Ракова, Н.Б. Севастьянова, М.В Войлошникова.

Целью исследования является разработка методики проектирования МДРС для СРВ.

Предметом диссертационного исследования являются малые деревянные рыболовные длиной от 14 до 30 м с традиционной вьетнамской формой обводов.

Задачи исследования. Для достижения целей работы решались следующие задачи:

- анализ состояния рыболовного флота и методик проектирования МДРС во Вьетнаме;

- разработка методики расчета масс и координат ЦТ МДРС с учетом специфики МДРС СРВ и проверка адекватности разработанной методики; разработка методики технико-экономического обоснования, алгоритмов и программных комплексов, решающих задачу оптимизации проектных характеристик судов на ранних стадиях проектирования для СРВ.

Методы исследования. В работе используется серийное моделирование МДРС до эскизной стадии проектирования с целью получения данных по нагрузке масс и координат ЦТ судов. Применяются методы многофакторного регрессионного и статистического анализа. Полное сопротивление МДРС рассчитано по способу Во Ван Чака. Стоимость постройки МДРС рассчитана по различным современным подходам. Используются методы оптимизации и современные компьютерные программы для нахождения оптимальных характеристик судов.

Научная новизна

В результате проведенных исследований в работе получен ряд новых научных результатов. Важным новым результатом является методика расчета масс и координат ЦТ масс статей нагрузки малых деревянных рыболовных судов, которая учитывает специфику архитектурно-конструктивных типов МДРС Вьетнама. Разработанная методика технико-экономического обоснования, логико-математическая модель позволяют определить оптимальные главные характеристики, нагрузку масс, оценить мореходные и эксплуатационные качестве МДРС.

Практическая значимость работы

Полученные в работе результаты обеспечили повышение эффективности проектируемых МДРС. Применение разработанных методик приводит к повышению качества и обоснованности проектирования за счет оптимизации проектных характеристик МДРС. Разработанный программно-методический комплекс для обоснования основных элементов МДРС может быть использован при практическом проектировании МДРС для республики Вьетнам.

На защиту выносятся полученные результаты:

- методика расчета масс и координат ЦТ МДРС с учетом специфики МДРС СРВ;

- методика технико-экономического обоснования и математическая модель выбора оптимальных характеристик МДРС на начальных стадиях проектирования.

Достоверность полученных результатов подтверждается: тщательным проведенным анализом состояния рыболовного флота СРВ и тенденций в области проектирования, постройки и эксплуатации МДРС, изучением и оценкой конструктивных особенностей таких судов с традиционной вьетнамской формой обводов, использованием многофакторного регрессионного анализа при разработке алгоритма расчета масс и координат ЦТ масс статей деревянного корпуса, оценкой с приемлемыми погрешностями разработанных формул, применением различных подходов к оценке стоимости постройки МДРС, использованием известных методов и компьютерных программ для оптимизации основных характеристик МДРС.

Апробация результатов исследований: Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на ежегодных международных научных конференциях «Инновации в науке и образовании», КГТУ,- Калининград, 2006, 2008, 2009.

Внедрение: Результаты исследования внедрены при разработке новых проектов МДРС в компании судостроения и морепродуктов г. Хайфон, Вьетнам.

Публикации

Основные разделы диссертационного исследования опубликованы в 10 публикациях. Из них 4 статьи, 3 тезиса докладов и 3 отчета о НИР. В изданиях, рекомендованных ВАК, опубликована 1 статья (доля автора 80%).

Объем и структура работы

Работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Объем 173 стр. основного текста, в том числе 315 рисунков, графиков и блок-схем, 134 таблицы, приложения на 133 стр. В списке литературы 85 источников.

Выводы

Разработанные подходы к расчету рыночной стоимости МДРС могут применяться для оценки стоимости судов в расчетах технико-экономического обоснования.

Экономические показатели судна при эксплуатации должны быть рассчитаны на период инвестиций. Такой подход является единственным верным в условиях рыночной экономики, поскольку при этом учитываются все возможные изменения рынка, такие как изменение цен на топливо, смазочное масло, стоимость ремонта судна по годам эксплуатации, рост инфляции валют.Некоторые из перечисленных параметров появляются не в первом году эксплуатации, а в последующих годах.

Использование в математической модели разработанной методики пересчета масс и координат ЦТ масс судна, упрощенного способа Во Ван

Чака для расчета сопротивления и требуемой мощности главного двигателя, критерия остойчивости по Регистру СРВ а также обоснованных формул для расчетов экономических показателей позволит дать надежные результаты расчетов оптимизации, что во многом облегчит разработку задания на проектирование.

В данной математической модели не предусмотрены ограничения по обеспечению прочности корпусов МДРС. При проектировании конструкций корпуса судов по Правилам классификации и постройки Вьетнама [55] и выборе главных характеристик судов в определенных ограничениях можно гарантировать, что прочность корпуса судна будет обеспечена. Обеспечение других качеств судна, таких как вибрация, обитаемость может быть произведено на последующих этапах проектирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенной работы можно сделать следующие основные выводы:

- обзор состояния рыболовного флота, а также достижений в области проектирования и постройки МДРС Вьетнама показывает, что большинство МДРС неэффективно эксплуатируется. Необходимо создать методику проектирования, которая учитывает специфику МДРС Вьетнама и отслеживает экономические показатели эксплуатации спроектированных судов;

- вопрос определения масс и координат ЦТ масс судна является одним из важнейших при проектировании. Существующие способы пересчета масс и координат ЦТ масс предназначены для судов с металлическим корпусом. Для МДРС отсутствуют подобные способы расчета в открытой печати;

- разработана методика расчета масс и координат ЦТ масс МДРС для судов с традиционной вьетнамской формой обводов. Удовлетворительное совпадение результатов расчетных и проектных значений масс и координат ЦТ судов подтверждает возможность использования методики для практических целей;

- разработанная методика технико-экономического обоснования основных характеристик проектируемых МДРС, математическая модель и программный комплекс могут быть использованы во вьетнамских и российских проектных бюро для решения практических задач проектирования.

1. Адлериггейн Л.Ц. Точность изготовления и монтажа корпусных конструкций судов. / Л.Ц. Адлерштейн., B.C. Васюнин Л: «Судостроение», 1978. -256с.

2. Александров М.Н. Судовые устройства. / М.Н. Александров., Л: «Судостроение», 1968. - 372с.

3. Александров A.B. Судовые системы. / A.B. Александров., Л: «Судостроение», 1962.-423с.

4. Алмазов Т.К. Элементы общесудовых систем. / Г.К. Алмазов., В.В. Степанов., М.Г. Гуськов Л: «Судостроение», 1982. - 328с.

5. Альбом «Малые промысловые суда флота рыбной промышленности на перспективу» Л: «Гипрорыбфлот», 1977. - 199с.

6. Андреев Н.Т. Ремонт судов. / Н.Т. Андреев., O.A. Борчевский., В.Г. Луговых., В. Д. Речистер Л: «Судостроение», 1972. - 568с.

7. Андрющенко P.C. Судовое вспомогательное энергетическое оборудование. / P.C. Андрющенко., В.Д. Шилов., Б.Г. Деменьтев Л: «Судостроение», 1991. - 392с.

8. Архангородский А.Г. Прочность и ремонт корпусов промысловых судов. / А.Г. Архангородский., Б.Я. Розендент., Л.М. Семенов Л: «Судостроение», 1982. -272с.

9. Ашик В. В. Проектирование судов / В.В. Ашик. Л: Судостроение, 1985.-317с.

10. Ю.Базилевский С.А. Теория ошибок, возникающих при проектировании судов. / С.А. Базилевский., Л: «Судостроение», 1964. -260с.

11. П.Бронников A.B. Проектирование судов. / A.B. Бронников., Л: «Судостроение», 1991. - 320с.

12. Бронников A.B. Определение основных элементов морских грузовых судов. / A.B. Бронников., Л: «ЛКИ», 1983. - 83с.

13. Бронников A.B. Разработка основных технико-эксплуатационных требований на проектирование морского судна. / A.B. Бронников., -Л: «ЛКИ», 1997. 56с.

14. Васильев В.В. О флоте для прибрежного рыболовства. / В.В. Васильев. // Журнал «Рыбное хозяйство» // Серия «Промышленное рыболовство»,- Москва 2000. Вып.2 - С.10-15.

15. Вашедченко А.Н. Автоматизированное проектирование судов / А.Н. Вашедченко., JI: «Судостроение», 1985. - 164с.

16. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. / Е.СМ. Вентцель. М: «Наука», 1969. -359с.

17. Вилесов Д.В. Электрооборудование судов. / Д.В. Вилесов JI: «Судостроение», 1982. - 252с.

18. Вицинский В.В. Основы проектирование судов внутреннего плавания. / В.В. Вицинский., А.П. Страхов JI. «Судостроение», 1970. - 449с.

19. Войлошников М.В. Оптимизация проектных характеристик промыслового судна / М.В. Войлошников, М.Б. Безуглова. -Владивосток, 2008. 120с.

20. Войткунский Я.И. Сопротивление движению судов. / Я.И. Войткунский JT. «Судостроение», 1988. - 288с.

21. Во Ван Чак. Исследование ходкости Вьетнамских рыболовных судов для Тонкинсткого залива: дисс. канд.техн.наук: 05.08.03 -проектирование и конструкции судов / КТИРПиХ; Во Ван Чак. Калининград, 1968,- 164с.

22. Вьетнамские правила классификации и постройки морских стальных судов 2003 // TCVN 6259 10, Остойчивость. Ханой, 2003 - 94с.

23. Гайкович А.И. Системотехника и основы САПР в судостроении. / А.И. Гайкович., ЛКИ, 1989. - 100с.

24. Гайкович А.И. Применение современных математических методов в проектировании судов. / А.И. Гайкович., -ЛКИ, 1982. 89с.

25. Гилмер Т.К. Проектирование современного корабля. / Т.К. Гилмер -Л: «Судостроение», 1984. 376с.

26. Дамодаран Асват. Инвестиционная оценка. Инструменты и техника оценки любых активов. / А. Дамодаран. М: «Альпина Бизнес Букс», 2004. -1342 с.

27. Иванов В. П. Основы теории проектирования и модернизации промысловых судов: Методические указания для курсового проектирования студентов ВУЗов специальности "Судостроение и судоремонт" / В.П. Иванов, Е.В. Маслюк. Калининград, 1987. - 82с.

28. Иконников А. Ф. Оценка стоимости судов. Учебное пособие / А.Ф. Иконников, Е.В. Маслюк. Калининград: БИЭФ, 2004. - 108с.

29. Каменский Е.В. Траулеры и сейнеры. / Е.В. Каменский, Г.Б. Терентьев. -Л: «Судостроение», 1978. -216с.

30. Корн Г.А. Справочник по математике для научных работников и инженеров: Определения, теоремы, формулы. / Г.А. Корн, Т.М. Корн. / Перевод с английского М: «Наука», 1970. - 720с.

31. Краев В.И. Экономические обоснования при проектировании морских судов. / В.И. Краев., Л: «Судостроение», 1981. - 280с.

32. Краев В.И. Экономические обоснования при проектировании морских грузовых судов. / В.И. Краев., O.K. Ступин., Э.Л. Лимонов Л: «Судостроение», 1973. -290с.

33. Маков Ю.Л. Статистический анализ характеристик маломерных деревянных рыблоловных судов Вьетнама и их использование на ранних стадиях проектирования / Ю.Л. Маков, Май Куок Чыонг //

34. Труды TV Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании- 2006», часть 2, КГТУ.- Калининград, 2006.- С. 55-59.

35. Маков Ю.Л. Остойчивость.Что это такое?. / Ю.Л. Маков. Л: «Судостроение», 2005. - 320с.

36. Мордвинов Б.Г. Справочник по малотоннажному судостроению. Л: «Судостроение», 1987. -576с.

37. Маслюк Е.В. Использование древесины в строительстве рыболовных судов / Е.В. Маслюк, Нгуен Вьет Хоан // Журнал «Известия КГТУ» вып. № 19. Калининград, 2010.

38. Мирохин Б.В. Теория корабля. / Б.В. Мирохин., В.Б. Жинкин., Г.И. Зильман-Л: «Судостроение», 1989. -352с.

39. Михайлов В.И. Планирование экспериментов в судостроении / В.И. Михайлов, K.M. Федосо. -Л: «Судостроение», 1978. -145с

40. Нгуен Куанг Минь. Разработка упрощенных критериев нормирования остойчивости малых рыболовных вьетнамских судов: автореферат -дисс.канд.техн.наук: 05.08.03 проектирование и конструкции судов / ЛОЛКИ; Нуен Куанг Минь. - Л, 1984. - 23с.

41. Нгуен Дык Ан. Технология постройки и ремонта судов / Нгуен Дык Ан, Во Чонг Канг. Хошимин, 2003. - 549с. (книга на Вьетнамском языке).

42. Нгуен Вьет Хоан. Анализ элементов формы корпуса вьетнамских морских рыболовных судов / Нгуен Вьет Хоан- Нгуен Доан Кыонг // Вестник Астрахан. гос. тех. ун-та. 2009. -№1. - С.56 - 59.

43. Нгуен Вьет Хоан. Использование уравнений регрессии при разработке функциональных зависимостей масс и координат центра тяжести статей нагрузки / Нгуен Вьет Хоан. // Журнал «Известия КГТУ» вып. № 16. Калининград, 2009. - С. 83-88.

44. Некоторые результаты оптимизации малых рыболовных судов // Отчет на НИР № 91В-15// Ханой; Руководитель Нгуен Куанг Минь. 1995. -52с.

45. Ногид Л. М. Проектирование морских судов. Выбор показателей формы и определение мощности энергетической установки проектируемого судна. / Л.М. Ногид. Л: «Судостроение», 1976. -209с.

46. Ногид Л. М. Проектирование морских судов. Часть первая. Методика определения элементов проектируемого судна. / Л.М. Ногид. Л: Судостроение, 1964. -359с.

47. Павлюченко Ю.Н. Основы художественного конструирования судов. / Ю.Н. Павлюченко., Л: «Судостроение», 1985. — 264с.

48. Пашин В.М. Методы оптимизации характеристик и элементов рыболовных и буксирных судов. / В.М. Папшн, М.Н Рейнов, В.Е.

49. Солдатов, В.В. Степанов, Э.Н. Сужение, Б.А. Троицкий, Ю.И. Шаблов. // Труды ордена Ленина ордена трудового красного знамени центрального научно-исследовательского института имени академика

50. A.Н. Крылова. Л: «Судостроение», 1971. Вып. 267. - 108с.

51. Паншн В.М. Оптимизация судов. / В.М. Пашин. Л: «Судостроение», 1983.-296с.

52. Пашин В.М. Системы автоматизированного проектирования судов. /

53. B.М. Пашин., Семенов Ю.Н. Л: «Судостроение», 1981. - 75с.

54. Пишка А. Проектирование катеров. / А. Пишка., Л: «Судостроение», 1963.-289с.

55. Правила классификации и постройки деревянных рыболовных судов Вьетнама // ТСУЫ 3903-1984. 84с.

56. Раков А.И. Проектирование промысловых судов / А.И Раков, Н.Б Севастьянов. Л: «Судостроение», 1981.- 376с.

57. Рождественский В.В. Статика корабля. / В.В. Рождественский., В.В. Луговский., Р.В. Борисов., Б.В. Мирохин Л: «Судостроение», 1986. -240с.

58. Свечников О.И. Снижение металлоемкости корпусов судов внутреннего плавания. / О.И. Свечников., М: «Транспорт», 1987. -218с.

59. Симанович А. И. Конструкция корпуса промысловых судов / А.И. Симанович, Б.А. Тристанов. Л: Судостроение, 1991. - 344с.

60. Справочник судостроителей. Том 1. Ханой: 1978. - 268с.

61. Степанова Л.А. Экономические обоснования при проектировании судов; Учебное пособие. / Л.А. Степанова: Калининград: КГТУ, 2002148 с. ' . " " ■"■'■.■■ '

62. Соболев Г.В. Управляемость корабля и автоматизация судовождения. / Г.В. Соболев., — Л: «Судостроение», 1976.-477 с.

63. Тараторкин Б.С. Приборы для яхт и катеров. / Б.С. Тараторкин., — Л: «Судостроение», 1984.— 192с.

64. Терентьев Г.Б. Морские деревянные суда / Г.Б; Терентьев. Л: «Судпромгиз», 1961 —252с.

65. Тристанов Б.А. Исследование влияния основных характеристик на весовую нагрузку судна порожнем: дисс.канд.техн.наук: 05.08.03 — проектирование и конструкции судов / КТИРПиХ; Б.А. Тристанов. -Калининград, 1975. — 184с.

66. Улицкий М.П. Оценка стоимости транспортных средств. / МЛ. Улицкий. М: «Финансы и статистика», 2005. - 304с.

67. Хейфец Л.Л. Гребные винты для катеров. / Л.Л. Хейфец., — Л: «Судостроение», 1980. —200с.

68. Хоренко В .И. Автоматизация расчетов ходкости на основе математических моделей. / В.И. Хоренко. — JI: «Судостроение», 1977. — 41с.73 .Царев Б.А. Оггшмизационное проектирование скоростных судов. / Б.А. Царев., ЛКИ, 1988. - 102с.

69. Цудани. Т. Японские промысловые суда./ Т. Цудани. — JI: «Судостроение», 1982. — 148с.

70. Чиняев И.А. Судовые системы. / И.А. Чиняев., — М: «Транспорт», 1977.-224с.

71. Шиманский Ю.А. Динамический расчет судовых конструкций. / Ю.А. Шиманский., — JI: «Судостроение», 1963. — 437с.

72. Erlingsson Agnar. Safety of small fishing vessels in India, Maldives, Sri lanka and Thailand / Agnar Erlingsson // Report of the FAO, 2002. — 52c.

73. Rawson K.J. Basic ship theory / К J. Rawson, E.C. Tupper. Oxford, 2001. -731 c.

74. Watson DJ.M. Practical ship design / DJ.M. Watson. Oxford, 1998. -531c.

75. China fishery statistics Электронный ресурс.- Режим доступа: http://www.lib.noaa.gov/retiredsites/china/archi/statistics.htm#fishingboat

76. Министерство рыболовства Вьетнама Электронный ресурс.- Режим доступа: http://www.fistenet.gov.vn

77. Форум для студентов технического института рыбной промышленности Вьетнама Электронный ресурс.- Режим доступа: www.chuyennganh.com

78. Министерство торговли Вьетнама Электронный ресурс.- Режим доступа: http://vbqppl.moj.gov.vn

79. Морской форум Вьетнама Электронный ресурс.- Режим доступа: http://www.vinamaso.net/fonim/viewtopic.php?f=143&t=3066

80. Сайт для оценщиков Электронный ресурс.- Режим доступа: http://www.ocenchik.ru/docs/65.html