автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.05, диссертация на тему:Методы обеспечения надежности и безопасности судовых энергетических установок на основе имитационного моделирования

11-1

1066

На правах рукописи

Медведев Валерий Викторович

МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК НА ОСНОВЕ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность 05.08.05 - Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург -2010

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций» (СПГУВК) на кафедре «Теории и конструкции судовых двигателей внутреннего сгорания».

Научный консультант-

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Половинкин Валерий Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Мясников Юрий Николаевич

доктор технических наук, профессор Никитин Александр Мстиславович

доктор технических наук, профессор Барановский Владимир Владимирович

Ведущая организация - ЗАО «Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота».

Защита диссертации состоится 18 марта 2011 года в 14-00 час. в ауд.235 на заседании диссертационного совета Д 223.009.04 при ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций» по адресу: 198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, д.5/7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций».

Автореферат разослан (С р р 201 С

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 223.009.04 доктор технических наук, профессор

А

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕНИАЯ БИБЛИОТЕКА

2011 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Согласно «Стратегии развития судостроительной промышленности на период до 2020 года и на дальнейшую перспективу» приоритетным направлением развития конкурентоспособной высокоэкономичной морской техники является, в частности, создание новых типов двигателей и энергетических установок, обладающих повышенной надежностью, безопасностью и живучестью. Важнейшим инструментом реализации Стратегии стала федеральная целевая программа «Развитие гражданской морской техники на 2009-2016 годы». Она предполагает проведение НИОКР, в частности по направлению «Судовое машиностроение и энергетика». В ходе выполнения НИОКР должны быть предложены новые конструкции двигателей и новые способы их использования в пропульсивном комплексе. При обилии новых технических решений перед лицами, принимающими окончательное решение, естественно встанет проблема выбора наилучшего из них. Одним из критериев такого выбора может служить устойчивость технических решений к воздействию случайных факторов, которая важна с точки зрения комплексного обеспечения надежности и безопасности эксплуатации. Следует особо отметить, что Международная морская организация (ИМО) в настоящее время последовательно решает задачи повышения безопасности мореплавания путем разработки целевых стандартов постройки новых судов. Одним из примеров системного подхода к их разработке является формализованная оценка безопасности (ФОБ). ФОБ представляет собой структурированную и систематизированную методику повышения безопасности на море путем использования, в частности, оценок рисков. Современное судно представляет собой сложную систему «человек-машина-среда» (ЧМС) в которой важную роль играет судовая энергетическая установка (СЭУ) и прежде всего главный двигатель (ГД). Наибольший эффект в обеспечении безопасности достигается при ее проектировании. Несмотря на обилие выполненных исследований в области обеспечения надежности и безопасности СЭУ, проблема выбора методов исследования этого обеспечения, начиная с этапа ее проектирования, остается актуальной. В первую очередь это касается перехода от оценки надежности и безопасности в детерминированной постановке к оценке в статистической и в вероятностной постановке. При этом необходимо разработать как общие подходы к решению этой задачи, так и конкретные методики и алгоритмы, обеспечивающие прогноз и оценку надежности и безопасности эксплуатации проектируемой СЭУ

Цель работы. Разработка теоретических основ и реализация методов обеспечения надежности и безопасности эксплуатации СЭУ при ее проектировании на основе имитационного моделирования.

Основными задачами исследования явились:

- разработка комплекса методов обеспечения надежности и безопасности СЭУ с учетом влияния случайных факторов на износ, усталостную прочность, тепловое состояние, шум и вибрацию на основных этапах ее проектирования;

- разработка методики прогноза и оценки риска при проектировании СЭУ и ее элементов;

- разработка методики прогноза и оценки риска превышения нормируемых значений виброакустических параметров в судовых помещениях (СП) с учетом влияния случайных факторов на виброакустические характеристики (ВАХ) источников в СЭУ;

- разработка метода расчета динамически связанных конструкций с учетом высокого демпфирования с целью обеспечения прогноза и оценки надежности и безопас-

мости мо уровням вибрации;

- разработка метода выбора варианта конструкции деталей элементов СЭУ на основе прогноза и оценки риска превышения, вследствие влияния случайных факторов, предельных значений температур и/или их градиентов;

- разработка математической модели гидродинамики и теплообмена в проточных частях ГД с целыо обеспечения прогноза и оценки надежности и безопасности по тепловому состоянию;

- разработка программного и методического обеспечение для решения задач имитационного моделирования (ИМ) при выполнении прогноза и оценки рисков на раз-пых .этапах проектирования СЭУ и ее элементов;

- разработка и проверка на практике научно обоснованных технических решений, обеспечивающих повышение надежности и безопасности основных элементов СЭУ:

- разработка методики оценки технико-экономической эффективности предлагаемых технических решений с учетом показателей надежности и безопасности СЭУ

Объект исследования. Процессы обеспечения при проектировании надежности и безопасности СЭУ, в первую очередь ГД. В качестве ГД в диссертации рассмотрены дизели и газотурбинные двигатели (ГТД).

Предмет исследования. Методы количественного прогноза и оценки характеристик надежности и безопасности СЭУ

Методы исследования. При решении поставленных в диссертационной работе проблем использовались методы ИМ, математической статистики, теории вероятностей и компьютерных технологий, а также теории распространения акустической энергии, термодинамики, газодинамики и теплообмена. Экспериментальные исследования выполнялись с использованием современной измерительной и регистрирующей аппаратуры.

Научная новизна. Новизна научных результатов, полученных соискателем, состоит в том. что:

- разработан комплекс методов обеспечения надежности и безопасности СЭУ с учетом влияния случайных факторов на износ, усталостную прочность, тепловое состояние, шум и вибрацию на основных этапах ее проектирования:

- предложено развитие вероятностных подходов к расчетам прочности и ресурса сложных технических изделий при проектировании СЭУ, обеспечивающее повышение уровня адекватности ИМ массированными статистическими испытаниями;

- разработаны методика и рекомендации по применению прогноза и оценки риска при проектировании СЭУ, обеспечивающие повышение уровня адекватности ИМ;

- определены принципы использования электронных систем управления СЭУ и систем диагностирования в оценке рисков;

- разработана методика и алгоритм определения на основе ИМ риска превышения нормируемых значений уровней вибрации и шума в судовых помещениях с учетом

лияния случайных факторов на виброакустические характеристики источников вибрации и шума в СЭУ, в первую очередь - ГД.

- разработан метод расчета динамически связанных конструкций с высоким демпфированием, впервые учитывающий локальную неравномерность поля вибрации при отсутствии частотной зависимости, требования большого объема исходной информации и позволяющий выполнять массовые статистические испытания;

- разработан метод выбора варианта конструкции деталей элементов СЭУ на основе прогноза и оценки риска превышения, вследствие влияния случайных факторов.

предельных значений температур и/или их градиентов;

- разработана математическая модель гидродинамики и теплообмена в проточных частях ГД с пристенным струйным охлаждением, отличающаяся возможностью прогнозировать тепловое состояние с учетом влияния случайных факторов на течение в ограниченном пространстве;

- новизна технических решений, предложенных автором на основе новых научных знаний, полученных в диссертации, подтверждена 26-ю авторскими свидетельствами и двумя патентами.

Практическая ценность. Научно обоснованные методики и алгоритмы, необходимые для ИМ в процессе прогноза и оценки риска при проектировании СЭУ и ее элементов с учетом воздействия случайных факторов на техническое состояние, а также на обслуживающий персонал в судовых помещениях. Программное обеспечение для решения задач прогноза и оценки риска. Обоснование на разных этапах проектирования выбора варианта выполнения СЭУ, деталей и узлов или ГД. Оно может использоваться для принятия решения о продолжении эксплуатации или о возможности реновации. Полученные научные и практические результаты используются в учебном процессе подготовки специалистов в СПГУВК и СПбГМТУ

Реализация результатов работы. Программные комплексы «Программа расчета вероятности безотказной работы судового двигателя на заданный период эксплуатации» и «Программа расчета остаточного ресурса и вероятности безотказной работы судового дизеля на заданный период эксплуатации» и методические рекомендации по их применению используются главным управлением Российского морского регистра судоходства (PC). Метод расчета динамически связанных конструкций с высоким демпфированием включен в программный комплекс, разработанный по заказу ЦМКБ «Алмаз» и Северного ПКБ. Алгоритмы прогноза и оценки риска превышения предельных значений температур и/или их градиентов используются в качестве одного из критериев в процессе оптимизации проектных решений перспективных вариантов выполнения конструктивных схем сопловых лопаток (CJT) газовых турбин в филиале ОАО «Силовые машины» «ЛМЗ» в Санкт-Петербурге и при рассмотрении вариантов выполнения элементов и устройств керамических ГТД и теплообменных аппаратов при проработке перспективных вариантов корабельных установок в ООО «Научный центр «Керамические двигатели» им. A.M. Бойко».

Результаты исследований использованы при написании учебников «Прочность судового оборудования. 4.1. Конструирование и расчеты прочности судовых двигателей внутреннего сгорания» и «Судовые энергетические установки. Судовые дизельные энергетические установки».

На защиту выносятся:

- комплекс методов обеспечения надежности и безопасности СЭУ на основных этапах ее проектирования;

- методика и рекомендации по применению прогноза и оценки риска при проведении проектирования СЭУ и ее элементов;

- методика прогноза и оценки риска превышения нормируемых значений виброакустических параметров в СП с учетом рассеивания ВАХ источников в СЭУ;

- метод расчета динамически связанных конструкций с учетом высокого демпфирования, учитывающий локальную неравномерность поля вибрации при отсутствии частотной зависимости, требования большого объема исходной информации и позволяющий выполнять массовые статистические испытания;

- ме тод выбора варианта конструкции деталей элементов СЭУ на основе прогноза и оценки риска превышения предельных значений температур и/или их градиентов

ледствие влияния случайных факторов;

- математическая модель гидродинамики и теплообмена в проточных частях ГД с пристенным струйным охлаждением, отличающаяся возможностью прогнозировать тепловое состояние с учетом влияния случайных факторов на течение в ограниченном пространстве:

- программное и методическое обеспечение для решения задач ИМ при выполнении прогноза и оценки рисков на разных этапах проектирования СЭУ и ее элементов.

- научно обоснованные технические решения, реализующие различные варианты конструктивного выполнения охлаждаемых деталей ГД и теплообменников СЭУ

Апробация работы. Работа выполнена в СПГУВК. Основное содержание докладывалось на ( Международном симпозиуме "Автоматический контроль судовых двигателей и морских энергетических систем" в г. Гданьск, Польша (1994). 1J Международном симпозиуме "Транспортный шум и вибрация" в г. С-Петербург, Россия (1994), [V Международном конгрессе по шуму и вибрации в г. С-Петербург, Россия (1996), Международном конгрессе по газовым турбинам и авиационным двигателям в Бирмиигем, Великобритания (1996), Симпозиуме и международной специализированной выставке "Энергетика - 96" в г. С-Петербург, Россия (1996), Международном ЕАА/ЕЕАА симпозиуме "Транспортный шум - 98" в г.Таллинн, Эстония (1998), 5 Международном симпозиуме по экспериментальной и вычислительной аэротермодинамике внутренних потоков 5th ISAEF в г. Гданьск, Польша (2001), Международном симпозиуме по тепловым двигателям и морским разработкам в г. Бусан, Корея (2003), Второй международной конференции по судостроению - ISC'98 в г. С-Петербург, Россия (1998), Второй и Пятой международных научно-практических конференциях «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» в С-Петербург, Россия (2006, 2008), XXXVI Всесоюзной научно-технической конференции "Состояние и перспективы газодинамических тепловых исследований в обеспечение повышения температуры газа в стационарных газотурбинных установках" в г. Москва (1989), I Всесоюзной конференции "Оптические методы исследования потоков" г. Новосибирск (1991), Третьей и Четвертой Всероссийской научно-практической конференции "Имитационное моделирование. Теория и практика" ИММОД-2007 и ИММОД-2009 в г. С-Пегербург (2007, 2009), Восьмой и Девятой сессиях международной научной школы «Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин и механизмов» VPB-07 и VPB-09 в г. С-Петербург (2007,2009), на региональных и межотраслевых конференциях, проведенных в г Санкт-Петербург (1997, 2000, 2005, 2008,2010), на заседании секции Энергетики в Доме ученых им. A.M. Горького РАН (2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 90 работ. В том числе одна монография, два учебника с грифом Министерства образования и науки РФ, 28 статей в научных журналах и сборниках, 26 авторских свидетельства и 2 патента на изобретения, 8 докладов в трудах симпозиумов и конгрессов, 16 докладов в материалах конференций. Одиннадцать работ выполнено в личном авторстве (включая монографию), доля автора в остальных от 14% до 50%. В изданиях, рекомендованных перечнем ВАК для докторских диссертаций, опубликовано 16 статей: 3 - в личном авторстве, 13- в соавторстве с долей автора от 14 до 50%.

Личный вклад. В диссертации излагаются результаты, вклад в которые автора

был существенным на всех этапах, включая постановку задачи, проведение теоретических исследований и непосредственное участие в экспериментах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы из 328 наименований и приложений. Основная часть работы изложена на 375 страницах текста, включающего 124 рисунка и 17 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы. Отмечено, что в настоящее время вероятностная методология оценки риска эксплуатации опасных производственных объектов, впервые использованная Н. Расмуссеном (Norman С. Rasmussen), нашла развитие в работах отечественных и зарубежных исследователей Э.Дж. Хэнли (Ernest J. Henley), X. Кумамото (Hiromitsu Kumamoto), Дж. Раста (Jo Rust), J], Уивера (L. Weaver), В. Маршала (Vic С. Marshall), К.В.Фролова, H.A. Махутова, B.A. Острейковского, Ю.В. Швыряева, С.Г Шульмана, А.Н. Бир-браера, П.Г Белова, А.И. Гражданкина и др. Широко используют логико-вероятностные исследования надежности, живучести и безопасности структурно-сложных систем, а также методы решения задач управления безопасностью на кораблях и судах ВМФ ученые научной школы заложенной И.А. Рябиныным. Вопросы оценки рисков и безопасности эксплуатации морских транспортных судов отражены в трудах В.А. Абчука, Г.В. Егорова, A.A. Захарова, A.M. Никитина, H.A. Решетова, В.П. Топалова, В.Г Торского, В.А. Туркина и др.

Современный подход к обеспечению безопасности судоходства базируется на методике ФОБ. В методологии ФОБ риск вычисляется по формуле

R = PC,

где Р - частота (или вероятность) нежелательного события; С - степень тяжести последствий нежелательного события (количество денег или жертв, потерянных в результате одного нежелательного события).

Главным техническим оборудованием судна является энергетическая установка, техническое состояние которой самым непосредственным образом влияет на его безопасную эксплуатацию. Согласно статистике отказов, на долю СЭУ приходился 60-80% всех отказов по судну в целом. Это объясняет постоянный интерес к проблемам ее надежности и обилие работ ведущих специалистов, среди которых можно отметить B.C. Гаврилова, Л.В. Ефремова, Л.Н. Карпова, Р.В. Кузьмина, Е.И. Крылова, М.К. Овсянникова, В.Н. Половинкина и других.

Многолетний опыт свидетельствует, что опасное состояние СЭУ, как правило, и приводит к ущербу судна большого масштаба, в том числе и к катастрофам, связанным с гибелью, как судна, так и членов его экипажа.

Проблема надежности судовых машин и механизмов тесно связана с общей проблемой надежности машин и развитием методов диагностирования и прогноза технического состояния, здесь также можно отметить работы A.B. Баркова, Б.П. Башурова.

B.Н. Бырина, И.В. Возницкого, Д.В. Гаскарова, В.Г Денисова, М.И.Левина, E.H. Климова, A.B. Мозгалевского, Ю.Н. Мясникова, В.И. Николаева, A.A. Обозова,

C.А. Попова, П.П. Пархоменко, Г.Ш. Розенберга, Л.П. Седакова, Д.А. Скороходова, Л.Г Соболева, В.Ф. Сыромятникова, В.Н. Темнова, В.И. Швеева, В.А. Шишкина, О.В. Хруцкого, НЛ. Яхъяева и других.

Однако методы и алгоритмы, обеспечивающие прогноз и оценку надежности и

безопасности эксплуатации проектируемой СЭУ, требуют дальнейшего совершенствования. Желательно обеспечить общий подход для решения проблемы выбора наилучшего технического решения, как для СЭУ в целом, так и для ее отдельных элементов (в первую очередь - ГД) и их наиболее ответственных деталей.

В первой главе выполнен анализ состояния проблемы и выбор путей ее решения.

В настоящее время проявляется постоянный интерес изучению человеко-машинных систем, в которых человек становится, как бы, элементом конструкции системы. В этом случае вероятность безотказной работы системы является произведением вероятностей безотказной работы человека на вероятность безотказной работы машины. Важность такого подхода привела к появлению специальных наук - инженерной психологии и эргономики. Современное судно, как ЧМС система, является объектом оценивания степени приемлемости техногенного риска.

Важным элементом судна является энергетическая установка, техническое состояние которой самым непосредственным образом влияет на его безопасную эксплуатацию. Отказы случаются во всех технических устройствах СЭУ, но их влияние на функционирование судна в целом различно. Отказ главного двигателя, чаще всего, оказывает существенное влияние на функционирование судна. Выполненный анализ результатов обработки отказов ГД позволил сделать следующие основные выводы. Вероятности отказов на основе статистических данных не дают объективной информации и не могут быть использованы для прогнозирования отказов других двигателей и планирования технического обслуживания по состоянию. Но они позволяют выявить основные причины отказов, полных и частичных. К таким причинам относятся: усталостные (термоусталостные) изменения материала деталей, определяющих работоспособность дизельной энергетической установки;

- износ сопряженных деталей, узлов, приводящих к резкому снижению работоспособности;

- повышенная вибрация, приводящая к повышенному износу сопряжений, а также к нарушению регулировки, взаимосвязи механизмов, обуславливающих кардинальное изменение протекающих процессов, приводящих объект в нерабочее состояние:

термические напряжения, возникающие вследствие значительнь[х градиентов температур, из-за конструктивных недостатков, и приводящие к появлению трещин или разрушению (прогару) деталей двигателя.

В настоящее время существует достаточно много работ посвященных проблемам расчета прочности и ресурса сложных технических изделий. Однако в этих работах реализую! по существу детерминированные подходы к расчетам прочности, так как по существу используют статистическую информацию при назначении расчетных характеристик конструкционной прочности и эксплуатационной нагруженное™. В диссертации предложено развитие прикладных вероятностных подходов.

Проблеме износостойкости также посвящено много работ. В этих работах частично исследовано и влияние на износостойкость вибрационной активности машин. Отличительной особенностью диссертации является то, что в ней с системных позиций шум и вибрация рассматриваются как взаимосвязанные факторы, оказывающие влияние как на надежность (долговечность, безотказность) судовых механизмов, так и на экипаж судна.

В ходе выполненных исследований подтверждена и дополнительно изучена однозначная связь между уровнями шума и вибрации, особенно на частотах 200 Гц и кратных им и состоянием здоровья обслуживающего персонала. Важность этой проблемы

подтверждается наличием нормативных документов, регламентирующих уровни вибрации и шума в судовых помещениях и помещениях плавучих буровых установок, а также постоянным интересом к совершенствованию нормативных документов и приведением их к международным стандартам.

Уменьшение вибрации и шума достигается в результате воздействия как на их источники внутри двигателя, так и за счет применения внешних дополнительных конструктивных элементов. Одним из возможных путей решения указанной проблемы является применение вибродемпфирующих покрытий (ВДП), как на самом источнике шума и вибрации (непосредственно на дизеле и генераторе), так и на путях распространения вибрации и шума. Покрытия могут наноситься на подмоторную или фундаментную раму, блок дизеля и собственно на конструкции корпуса судна. В диссертации разработан универсальный метод расчета динамически связанных конструкций с высоким демпфированием, позволяющий комплексно определять оптимальные технически решения по местам размещения ВПД.

Одним из критических мест в конструкции ГД является место расположения камеры сгорания и детали двигателя, подвергающиеся не только механическим нагрузкам, но и воздействию высоких температур и их градиентов. Увеличение температуры детали ослабляет прочностные свойства материала, из которого она изготовлена, а градиент температур в детали вызывает появление дополнительных термических напряжений. Поэтому к проблеме определения температурных полей деталей ГД проявляется постоянный интерес. В диссертации разработан универсальный метод обоснования в процессе проектирования выбора варианта конструкции деталей ГД на основе прогноза и оценки риска превышения предельных значений температур и/или их градиентов. На его базе предложены и исследованы оригинальные технические решения с проведением сопутствующих теоретических и экспериментальных работ.

Все отмеченное выше относится к факторам, влияющим на надежность (долговечность и безотказность) судовых технических средств. В диссертации проблема надежности рассматривается в единой связи с обеспечением безопасности.

Анализ причин функциональных опасностей и определение тяжести аварийных последствий составляют в диссертации предмет теоретической оценки безопасности.

Существует ряд методик расчета безопасности. С их помощью можно провести сравнительный анализ проектных вариантов, наметить пути их улучшения, оценить затраты на снижение риска аварийных ситуаций. Однако, прямое их использование для расчета безопасности СЭУ не возможно в виду очевидной специфики этого объекта. Поэтому в диссертации рассматриваются особенности расчета безопасности применительно к СЭУ

Принятие решения о приемлемости риска выполняется при выполнении условия

Я< Я , (2)

доп > к '

где Лдоп - допустимая (приемлемая) величина риска нежелательного события.

Анализ формулы (1) показывает, что при фиксированной величине Яаоп условие

(2) соблюдается при разных пропорциях между значениями Р и С Очевидно, что уменьшение степени тяжести последствий нежелательного события приводит к увеличению приемлемой вероятности такого события. Поэтому для судов различного назначения (и их СЭУ) требования будут различными. В первую очередь нормирование рисков выполняется для таких судов и морских объекгов, аварии которых пред-

ставляют наибольшую опасность по своим последствиям. Отмечено, что проблеме выбора ^д011 следует уделять особое внимание.

При рассмотрении разных вариантов проектов СЭУ, степень тяжести последствий нежелательного события остается, обыкновенно, величиной постоянной. Это позволяет перейти к нормированию риска по величине Рдоп определяемой из соотношения

^доп=Ддоп/С (3)

де С =

Тогда выражение (2) приводится к виду

Р< Р .

— доп

Отмечена высокая трудоемкость точной оценки Р, так как объект исследования асто является сложной дискретной системой. Нормирование рисков по человеческим

потерям предполагает известную малость величины Р,юп для судна в целом и тем

более для СЭУ и ее элементов. Обойти проблему можно путем использования процедуры ИМ. Этому способствует хорошо разработанная теоретическая база. Одним из основателей отечественной школы ИМ являлся член корр. АН СССР Н.П. Бусленко. Наличие большого спектра программного обеспечения имитации в виде мощных продуктов ИМ, таких как Arena, AutoMod, AnyLogic, Extend, GPSS World и других не исключает необходимости разработки оригинальных программ на языках программирования высокого уровня типа Borland Delphi.

СЭУ является специфическим объектом обеспечения надежности и безопасности для которого возможность использования процедуры ИМ потребовала более подробного обоснования.

Выполненный в диссертации анализ известных работ показал отсутствие единого методического подхода, который бы позволил на разных этапах проектирования СЭУ применять ИМ для оценки обеспечения надежности и безопасности с соответствующей подробностью проработки, в частности, при обосновании перехода к следующему этапу проектирования. В них рассматривается только отдельные аспекты, которые влияют или могут воздействовать на надежность и безопасность СЭУ и не рассматривают эту проблему комплексно, с учетом влияния факторов износа, усталостной прочности, теплового состояния, шума и вибрации. Поэтому преимущество настоящей работы заключается в том. что впервые разработанные методические рекомендации позволили целенаправленно подходить к выбору и анализу существующих методов и алгоритмов, определять их возможное место в процессе ИМ, разрабатывать собственные методы и алгоритмы расчетов и программы экспериментальных исследований в тех случаях, когда обнаруживалась потребность в новых знаниях.

Результаты разработки методики прогноза и оценки рисков при проектировании СЭУ и ее элементов заключаются в следующем.

Проектирование происходит путем выполнения нескольких этапов (например, предэскизное, эскизное, предварительное, рабочее). Они отличаются между собой дубиной проработки конструктивного выполнения. На каждом этапе решается задача выбора на основе сопоставления различных вариантов выполнения судна и его СЭУ по различным показателям, как-то: энерг етическим (мощностным); массогабаритным; энергетической эффективности (экономичности) и т.п. Помимо использования пере-

численных традиционных критериев в новейшей мировой практике, нашедшей отражение, например, в нормативных документах ГОСТ Р 51901.4-2005 и ГОСТРИСО 10006-2005, предлагается выполнять анализ и количественную оценку риска. Однако в этих и других известных документах нет конкретных рекомендаций, как это делать применительно к СЭУ В диссертации предлагается прогноз ресурса и оценку риска (как мер надежности и безопасности) выполнять на соответствующем этапе проектирования, а результат сравнения оценок - использовать как один из аргументов для выбора лицами, принимающими окончательное решение, варианта выполнения, например, СЭУ при переходе от одного этапа к другому. Предлагаемый в диссертации алгоритм осуществления выбора варианта на основе прогноза и оценки рисков, в общем случае, предусматривает раздельный учет на каждом этапе проектирования трех видов потерь: человеческих, материальных и экологических. Для каждого вида потерь

определяется допустимая величина риска Я, Далее, на основе результатов формализации задачи (построения дерева событий) выполняется распределение ^д0[1 по

элементам ЧМС системы. Этот процесс является важным, так как позволяет при необходимости в последующем обоснованно рассматривать варианты выполнения каждого элемента отдельно от остальных. Выполнение прогноза риска для элементов ЧМС системы позволяет определить риск для всей системы и путем сравнения его с допустимым значением принимать окончательное решение по выбору варианта выполнения при переходе от одного этапа к другому.

В диссертации предлагается операция ранжирования отказов с целью определения приоритетов по их опасности для СЭУ и судна в целом. При рассмотрении различных эксплуатационных состояний ЧМС системы имеет смысл проводить ранжирование отказов ее элементов в соответствии с частотой отказов и степенью тяжести их последствий, как это предусмотрено ГОСТР27.310-95. В диссертации приведены примеры выполненного ранжирования. Представляют также интерес предложения М.Д. Емельянова по определению критичных элементов морских судов и Г.В. Егорова по идентификации опасностей для судов внутреннего плавания.

В главе выполнено построение «деревьев событий» для разных компонентов ЧМС системы. На основе рассмотрения таких «деревьев событий» группа экспертов устанавливает как вид «дерева» для определения соответствующего риска, так и характер связей между элементами этих «деревьев». Связи между элементами разных уровней устанавливаются зависимостями на основании логики соподчиненности. В диссертации предлагается рассматривать их в вероятностной трактовке.

В диссертации приведены примеры распределения допустимых значений риска по деталям и узлам судовых двигателей разных типов.

Для выполнения прогноза риска в диссертации предлагается применять ИМ. Применительно к рассматриваемой задаче, касающейся вопросов проектирования СЭУ и ее элементов, определена следующая последовательность действий.

1. На основе анализа «дерева отказов», полученного при распределении допустимых значений рисков среди элементов ЧМС системы, определяются все элементы (их перечень) «дерева», отказ которых не зависит от отказа других элементов.

2. На основании, например, экспертных оценок необходимо выбрать определяющую величину У, наиболее полно и информативно характеризующую состояние каждого элемента из определенного в п. 1 перечня. В качестве такой величины может быть рассмотрен ресурс элемента уровень шума или вибрации, тепловой состояние

(уровень температур или их градиентов) и т.п.

Обыкновенно эта величина имеет рассеивание и носит случайный характер. В ре-

тате У представляет собой статистический ряд. Характеристиками этого ряда являются: характеристики положения (среднее арифметическое М ); характеристики рассеивания (дисперсия .£) среднее квадратичное отклонение 5); характеристики распределения (законы распределения). Часго в качестве характеристики рассеивания пользуются относительным показателем V коэффициентом вариации, который представляет собой отношение среднего квадратичного отклонения к среднему арифметическому.

3. Выбирается метод или алгоритм расчета У и рекомендуются закон и параметры распределения У Тщательность и обоснованность этих действий определяет точность получения выходной информации.

4. Определяются граничные значения у для определяющей величины У В качестве такой величины могут выступать назначаемые, на основании тех или иных доводов экспертов, численные значения (например, назначенный ресурс для долговечности, граничный уровень температур и/или их градиентов для теплового состояния). Могут использоваться и нормативные значения (например, определенные на основании санитарных норм по допустимым уровням вибрации и шума).

В главе также рассмотрены рекомендации по получению значений У у и законам распределения и их параметрам. Отмечено, что при создании новых, не имеющих аналогов, образцов техники важнейшую роль играет проведение НИР и ОКР.

5. Следующим этапом прогноза риска при проведении ИМ являются статистические испытания. В их ходе разыгрывается, например, методом Монте-Карло значение случайной величины У и производится ее сравнение с граничным (например, нормативным) значением у Если У > у или У < у (в зависимости от особенностей рассматриваемой задачи), то считается, что произошел отказ или, что испытание прошло успешно. Потом испытания повторяются. Выполнение заданного числа испытаний позволяет получить необходимую статистику для всех элементов из перечня, определенного в п. 1. На ее основе определяется вероятность

Р = N /Ы (4)

ОТК Н.И / ИСП 4 '

где N.. - число нарушений нормативного уровня; Л^исп - общее число испытаний.

Если известны значения У в функции от времени I, то можно получать значения Рогк — /{$), то есть давать прогноз на заданное время эксплуатации.

Отмечено, что, управляя количеством случаев реализации Л^исп , можно получить

достоверные результаты и при малом числе отказов. Это позволяет обойти проблему

малости величин Р Используемые методы и алгоритмы действий должны быть

_ добны для организации многочисленных статистических испытаний. Они не должны быть чрезмерно громоздки и требовать больших вычислительных усилий, например, по временным показателям. Учет этого фактора стал определяющим в диссертации при рассмотрении примеров использования ИМ для обеспечения надежности и безо-

пасности важных элементов СЭУ

6. Последний этап ИМ связан со статистической обработкой совокупности случайных параметров для всех остальных элементов дерева отказов - выходных данных реализации «дерева отказов». На основе рассмотрения разных способов получения такой совокупности, рекомендован способ, который предусматривает однократный прогон «дерева отказов» для определения вероятности отказов всех остальных элементов «дерева», на основании логики соподчиненности, после статистических испытаний для элементов, отказ которых не зависит от надежности других.

Далее следует перейти к оценке риска отказа, например, СЭУ в целом путем сравнения с допустимым значением, согласно (2), полученным выше на основании распределения допустимого значения между элементами ЧМС системы. Если величина риска больше допустимого значения, то этот вариант проекта отклоняется и производится прогноз риска для следующего варианта. Если риск меньше допустимого значения. то вычисляются риски для других вариантов и на основании сравнения их между собой дается рекомендация о выборе варианта для разработки на следующем этапе проектирования.

Для решения задачи обоснования рекомендаций по выбору функциональных зависимостей, алгоритмов и методов расчета для определения безотказной работы отдельных деталей и узлов ГД с учетом влияния случайных факторов и пригодности применения в ИМ и реализации в «дереве отказов» в диссертации потребовалось подробно рассмотреть вопросы, связанные с обеспечением надежности и безопасности главного судового дизеля (ГСД) по ресурсным показателям.

Во второй главе рассмотрено обеспечение надежности и безопасности ГСД по ресурсным показателям.

Отмечено, что определяющим для эксплуатационной безопасности ГСД является его свойство не допускать аварийных ситуаций судна

Для определения последствий отказа отдельных элементов ДВС предлагается разбивать ГСД на составные части, например, используя опыт разбивки двигателя при анализе его надежности. В результате такого расчленения ГСД может быть представлен в виде разработанного в диссертации иерархического графа «дерева отказов» (рис. 1). В нем все элементы распределены на семь уровней, восьмой (высший) уровень - это сам дизель. На каждом уровне располагаются элементы, обладающие известной структурной важностью в сценарии нарушения условий работоспособности. На низшем уровне находятся элементы, отказ которых не зависит от надежности других (на рис. 1 такие элементы выделены пунктирной рамкой) .Связи между элементами разных уровней устанавливаются вероятностными зависимостями на основании логики соподчиненности.

Особенностью формализации двигателя является то, что при построении «дерева отказов» использованы принципы: блочно-модульный, иерархии, адаптации и развития, информационного единства. Блочно-модульный принцип построения основан на том, что «дерево отказов» составлено из отдельных модулей (элементов). Каждый модуль — это деталь или узел, которые выполняют определенные функции, имеют свою входную и выходную информацию. Принцип иерархии отражает соотношение старшинства модулей дерева и их соподчиненность. По принципу адаптации и развития «дерево отказов» предусматривает возможность включения новых модулей, причем потоки информации, как для новых, так и существующих модулей должны быть совместимыми. Использование указанных принципов позволяет развивать и совер-

Допустимая величина конкретного вида риска (или для проектируе-

мого дизеля определяется на основании методических рекомендаций изложенных в лаве 1. Полученное значение может быть распределено между узлами и элементами проектируемого дизеля для использования при оценке вариантов их конструктивного выполнения. Для выполнения самого прогноза риска необходимо для элементов отмеченных на рис. 1 пунктирной линией выработать рекомендации по определяющим величинам У (или У в функции от времени /), их граничным значениям у методам (или алгоритмам) расчета У, и законам и параметры распределения У

Статистическая информация о характеристиках распределения заключается в получении законов распределения. В частности законы распределения определяются по времени наработки до отказа. Для этого на основе данных о ресурсе строится гистограмма, показывающая число возникших отказов в данном временном интервале. Приведены построенные автором гистограммы наработки до отказа деталей главных двигателей 6ЧН40/46 на судах типа «Пулковский меридиан». Для этих гистограмм с помощью графического способа получены законы распределения. Анализ результатов показал, что статистические данные по отказам практически всегда являются недостаточными и ограниченными вследствие малосерийности наблюдаемых объектов. Они отражаю! только опыт эксплуатации, который достаточно условно можно перенести на новое изделие. Это связано с тем, что новое изделие эксплуатируется в иных условиях. Такой опыт чем более не подходит для принципиально новых образцов техники. Для них предлагается, например, методом экспертных оценок, выдвигать гипотезу о законе распределения и его параметрах. Она становится нормой при анализе риска будущей эксплуатации. Отклонение от принятой гипотезы данных эксплуатации является основанием для проведения соответствующего исследования с целью выявления причин отклонения: эксплуатационных, технологических или конструкторских.

Особой проблемой при составлении прогноза для ресурсных показателей дизелей остается аналитическое описание потери работоспособности их деталей и узлов с увеличением наработки. Выполненный анализ показал, что существует множество факторов, оказывающих разрушающее воздействие, однако большинство деталей ДВС выходят из строя по причине накопления усталости и износа. Эти физические процессы старения деталей в известной мере поддаются расчету. Несмотря на то, что указанные процессы старения имеют свои физические закономерности, их объединяет одно общее свойство, а именно уменьшение прочности и увеличение зазоров - случайные процессы. Для учета их стохастической природы также оправдано использо-

вать ИМ. В главе рассмотрена проблема выбора соотношений для прогноза ресурсных показателей двигателя, с достаточной достоверностью описывающих указанные процессы и удобные для реализации в масштабных статистических испытаниях.

Прогнозирование остаточного ресурса деталей по критерию износа. В общем случае по данным работы Л.И.Погодаева и Н.Ф.Голубева зависимость износа детали как случайной функции наработки может быть представлена в виде

И ({)=а^+Ь, (5)

где О - случайная величина, зависит от свойств поверхностей деталей сопряжения, условий нагружения, вида смазки и типа трения; Р - коэффициент, зависит от типа

трения; Ь - износ по окончании приработки, зависит от шероховатости поверхностей, их твёрдости, величины установленного зазора.

Все параметры уравнения (5) связаны вероятностными характеристиками с определяющими их факторами. Учесть все эти факторы удается с помощью процедуры Монте-Карло, составляющей основу ИМ.

В случае если величина износа деталей за период приработки не превышает величины допуска на их изготовление, при расчётах величиной износа в период приработки можно пренебречь. Тогда зависимость (5) можно представить в следующем виде

И = (6)

В соответствии с приведённой формулой для износа зависимость для определения ресурса пары трения запишется в виде

' = (И,.„рА$, (7)

где Изпр- предельный зазор сопряжения.

С учётом зависимости (7) остаточный ресурс пары трения составит

Т = 1-10, (8)

где tQ - наработка на момент начала выполнения процедуры прогноза остаточного ресурса

Далее производится вычисление вероятности отказа за некоторый период времени

будущей эксплуатации на основе N____ статистических испытаний. Если 1Н < Т

то считается, что произошел отказ и происходит суммирование неудачных испытаний

N.... . Потом испытания повторяются и по формуле (4) находится Ротк для данной

детали. Данный алгоритм реализован в разработанной автором программе определения остаточного ресурса ГСД. В диссертации приведен пример выполненных расчетов.

Коэффициенты, составляющие основу формул (5) и (6) уточняются на основании данных о характере нагружения подшипника, условия эксплуатации двигателя, качества обслуживания и ремонта.

Проблеме износостойкости посвящено много работ, их перечень приведен в диссертации. Для ИМ представляют практический интерес наиболее простые, но информативные зависимости. Помимо приведенной выше формулы (7) к ним можно отнести предложенные в работе О.В. Хруцкого зависимости вида

И (/)=Ьее

(9)

Необходимость вычислять экспоненту в приведенной выше формуле, увеличивает время статистических испытаний. В работе A.M. Никитина предложено для выполнения ИМ применять наиболее простую линейную зависимость

И (t)=al (Ю)

Сравнение результатов расчетов по формулам (6) и (10) выполненное в работе A.M. Никитина для разных законов распределения случайной величины, в качестве которой принимался коэффициент Q, показало, что расхождение в результатах не велико. Не смотря на приятые в этой работе ряд условий, направленных на обеспечение объективности сравнения, использовать зависимость (10) следует с осторожностью, особенно для долгосрочного прогноза. В частности в работе Г.Ш. Розенберга и др. линейную аппроксимацию развития неисправности, связанной с износом или накоплением усталостных повреждений, рекомендуется использовать для краткосрочного прогноза. Наиболее корректно выполнять сравнение расчетов с практическими результатами, как это сделано для зависимости (6) в работе Л.И. Погодаева и Н.Ф. Голубева или для зависимости (9) в работе О.В. Хруцкого. Формула (6) является, своего рода, компромиссом между экспоненциальной (9) и линейной (10) зависимостью, которые можно принять за граничные соотношения. Ее можно рекомендовать использовать при прогнозировании наработки деталей по критерию износа.

Прогнозирование наработки до отказа деталей по критерию усталостной прочности. Существует целый ряд различных теорий образования трещин. Наибольшее распространение нашла так называемая энергетическая теория. Разрушение твёрдых тел представляет довольно сложный процесс, который зависит от многих факторов. Его условно делят на несколько периодов.

Переход от оценки наработки к процедуре ИМ требует выполне-

Рис. 2. Укрупненная блок-схема атгоритма оценки наработки деталей судовых ДВС по усталостной прочности ния некоторой последовательности действий. На рис. 2 представлена предлагаемая в диссертации укрупненная блок-схема алгоритма определения наработки деталей судовых двигателей по усталостной прочности и перехода к ИМ.

Следует отметить особую значимость расчетных оценок наработки для деталей судовых ДВС работающих па усталость. Дело в том, что такие детали, например остов. шатун или КВ, практически не доступны в настоящее время для методов безраз-

борной диагностики. Их отказ практически фатален для дизеля и СЭУ в целом. Поэтому разработке этих вопросов уделено особое внимание.

Определение наработки деталей судовых ДВС до образования видимых трещин. Известно, что характеристики сопротивления материала усталости являются случайными величинами. Их разброс объясняется различиями в микроструктуре и свойствах поверхностного слоя, которые в свою очередь связаны со случайными вариациями металлургических, термических и механических факторов. Напряжения, действующие в деталях ДВС, также имеют случайную природу вследствие нестабильности параметров рабочего процесса за счет колебаний цикловой подачи топлива, степени сжатия, частоты вращения и т.д. В этих условиях оправдан прогноз и оценка риска с учетом рассеивания указанных характеристик.

В инженерной практике согласно работе М.А. Салтыкова оправдано вычислять минимальное значение запаса прочности, при котором обеспечивается заданная вероятность отсутствия усталостных разрушений за N^ циклов нагружения.

Во время эксплуатации двигателя в его деталях происходит накопление усталостных повреждений. Этот необратимый процесс связан с уменьшением коэффициента запаса прочности при увеличении наработки.

Для реальной эксплуатации двигателя характерно нерегулярное нагружение деталей. Вид нагрузочного цикла определяется спецификой работы. Учитывать переменность режимов при расчете наработки детали до усталости удается наиболее просто с помощью линейной гипотезы накопления повреждений Д. Коллинза. Она дает следующую зависимость для наработки детали:

/ \lai/rtamm/

где р — количество режимов нагрузочного цикла; Xt - доля времени работы двигате-

Р

ля на i -ом режиме, £ — 1 ; - коэффициент запаса прочности для новой детали,

подсчитывается, например, по формулам C.B. Серенсенаи P.C. Кинасошвили, для КВ судовых дизелей в рамках ФОБ удобно использовать методику М53 МАКО; Паmj

нормируемый минимальный запас прочности; t- текущая наработка в часах; наработка, соответствующая NE циклам нагружения, в общем случае

/б=#б/(60 п),

где П — номинальная частота вращения КВ, мин"

Далее определяется остаточный ресурс и следует переход к процедуре ИМ. При прогнозе рисков могут быть использованы разные методы, методики и рекомендации по расчету П и выбору значений }7а/ Выбор осуществляется на основе экспертных оценок применительно к конкретной ситуации.

В диссертации обосновывается упрощенный подход к оценке NE за счет использования процедуры ИМ. Приведен пример такого расчета.

Оценка ресурса коленчатых валов судовых дизелей. Классификационные общества _ деля ют КВ повышенное внимание. Выполнение прогноза и оценки риска предназначено в частности для предоставления результатов в надзорные органы. По этой причине показано, как можно использовать методику М53 МАКО для прогноза и оценки ресурса КВ судовых чизелей в процедуре ИМ.

Для проектируемого дизеля в качестве исходных данных должны быть представлены индикаторная диаграмма и геометрические размеры КВ двигателя. Известное число цилиндров и порядок их работы позволяют выполнить силовой анализ. Далее, используя, например, разработанный в диссертации согласно последней редакции методики М53 МАКО (декабрь 2004 г) программный комплекс, определяют значения

и „ _

Па для галтелей и масляных отверстии в шатунных шейках всех цилиндров. Jto, по

сути, коэффициенты запаса прочности для нового КВ. На их основе для каждого долевого режима текущее значение коэффициента запаса прочности можно определить по формуле

#»„ = <А/А;

где А А -- амплитуда движущей силы на номинальном и долевом режиме соответственно; - порядковый номер режима, 7 = 1,2,..., р , где р - количество режимов.

Согласно методике М53 МАКО принимается значение Wamm= 1,15. Далее используется зависимость (11) для определения наработки t

Дейст вительное значение наработки до отказа t характеризуется законом распределения со своими параметрами. Для КВ судовых дизелей, как свидетельствуют выполненные исследования, чаще подходит нормальный закон распределения или распределение Вейбулла, а коэффициент вариации может принимать значения

V = 0,3-0,7. Назначенный (будущий) период эксплуатации tH КВ является одновременно периодом эксплуатации для всех элементов вала. Вследствие особенностей иафужения гатгели и масляные отверстия разных цилиндров имеют свое значение

Т определяемое по формуле (8), тогда и вероятность отказа этих элементов Pj,

определяемая по формуле (4), будет разной. Следовательно, для определения Р для дизеля необходимо использовать логические связи указанных элементов на основе «дерева отказов» представленного на рис. 1. Если КВ рассматривается отдельно, то «дерево отказов» принимает показанный на рис. 3 вид. В зависимости от особенностей конструкции КВ двигателя структура и этого «дерева отказов» может видоизменяться.

Поскольку отказ любого элемента является отказом всего КВ (и двигателя в целом), то реализуется «жесткий сценарий» имитации будущей эксплуатации.

Для выполнения расчетов можно использовать возможности разработанных в диссертации программных комплексов «Программа расчета вероятности безотказной работы судового двигателя на заданный период эксплуатации» или «Программа расчета остаточного ресурса и вероятности безотказной работы судового дизеля на заданный период эксплуатации».

Полученное значение Р сравнивается с допустимым для планируемого срока

будущей эксплуатации значением вероятности отказа Раоп Если Р < Рдоп , то можно принимать решение о допустимости эксплуатации KB на данном или другом двигателе, так как риск такой эксплуатации является приемлемым.

Описанный выше алгоритм успешно используется автором в учебном процессе по специальности «Двигатели внутреннего сгорания», когда студентам предоставляется возможность оценить риск эксплуатации KB сконструированного ими дизеля. Пример расчетной работы приведен в приложении к диссертации.

Оценка остаточной наработки до отказа детали с трещиной. Природа появления трещины может быть не только усталостной. В процессе изготовления деталей неизбежны дефекты структуры материала (раковины, пустоты, вкрапления других материалов), которые по их влиянию на прочность примерно эквивалентны усталостным трещинам. Трещины также могут быть следствием конструкторских и технологических просчетов (ошибок).

Выбор методики для расчета ресурса детали с трещиной может быть выполнен на основе экспертных оценок, с учетом особенностей конкретной ситуации. В частности для аналитического описания кривой роста трещины предложено более 60 формул, среди них можно выделить формулы П. Пэриса, А. Хеда, Н. Фроста и Д. Дагдейла, Р. Формана В качестве примера такой методики, можно привести разработанную В.К. Румбом при участии автора методику по определению остаточного ресурса деталей с трещинами при циклическом нагружении.

Согласно этой методике для расчета остаточной наработки задаются следующими исходными данными:

- чертеж детали с описанием трещины;

- характеристики прочности материала детали: предел текучести, предел прочности;

- размеры трещины; экстремальные нагрузки, действующие на деталь в процессе эксплуатации дизеля на всех установившихся режимах. Эти нагрузки допускается определять в результате выполнения динамического расчета двигателя;

- напряжения в месте расположения трещины, подсчитываются без учета дефекта для всех эксплуатационных режимов либо аналитическими методами, которыми пользуются при проектировании ДВС, либо с использованием численных методов расчета прочности, например, методом конечных элементов (МХЭ), реализованных в соответствующих программных средах типа ANS YS, COSMOS, NASTRAN и др.,

- параметры уравнения П. Пэриса.

В процессе расчета остаточной наработки выполняются следующие операции: подсчитывается размах порогового коэффициента интенсивности нагружений; вычисляется пороговый коэффициент интенсивности напряжений; определяется фактическое значение коэффициента интенсивности напряжений; полученное расчетное значение сравнивается с пороговым коэффициентом интенсивности напряжений.

Предлагаемое в диссертации применение процедуры ИМ, позволяет оценивать риски и при той доли неопределенности, которая была заложена с принятием ряда

| Дкгель "I Коленчатый вал!

Единичная галтель рямовой шейки

Единичная галтель шатунной шейки

Галтели рамовой шейки | [ Галтели шатунной шейки | | Масляные отверстия |

Единичное масляное отверстие

Рис. 3. Структурная схема «дерева отказов» KB

допущений, заложенных в указанную методику. В этих условиях оправдано говорить о вероятности того, что выполненные расчеты будут подтверждены в эксплуатации и о величине риска, который возникнет при принятии решения о продолжении эксплуатации детали с трещиной.

Согласно схеме на рис. 2 возможны два случая. Первый, когда под действием нагрузок трещина продолжает рост и определен остаточный ресурс N (в циклах на-гружения) этой детали. Второй, когда трещина расти не будет и можно двигатель эксплуатировать до следующего освидетельствования без устранения трещины в детали. Рассмотрено применение прогноза и оценки риска к этим случаям. Для первого

отмечено, что действительное значение N характеризуется законом распределения со своими параметрами. Следовательно, при наработке детали Л^ , воздействие случайных факгоров приводит к тому, что остаточный ресурс №0С}. =ЛГД — также является случайной величиной и может не превышать заданный (будущий) период эксплуатации N.. Решается задача нахождения вероятности отказа Р детали с трещиной на заданный период эксплуатации Л^ Решение основано на проведении Nmп статистических испытаний, в результате которых определяется сколько раз ) заданный период эксплуатации N.. оказался больше остаточного ресурса,

определенного с заданным значением коэффициента вариации V Далее вероятность отказа находится по формуле (4).

Во втором случае из расчетов известны пороговый коэффициент интенсивности

напряжений Кя)(>?и фактическое значение коэффициента интенсивности напряжений

К Эти величины можно также рассматривать как математические ожидания значений соответствующих коэффициентов. Тогда в каждом статистическом испытании значения коэффициентов интенсивности разыгрываются раздельно и сравниваются между собой. Отказ наступает если, в процессе испытаний, значение К превышает значение К/п/я. Далее подсчитывается число отказов NHl¡ и определяется вероятность отказа.

В главе приведены примеры расчетов вероятностей отказа для кривошипной головки шатуна и опорного бурга блока цилиндров с трещиной.

Основные подходы к расчету характеристик надежности дизеля как сложной системы. Внезапные частичные отказы могут привести к неуправляемому или вынужденному снижению эффективной мощности и частоты вращения, но, не любой из числа таких отказов является опасным состоянием дизеля, существенно снижающим безопасность всей системы (судна) и способный привести к страховому событию. Согласно работе И.А. Рябинина, опасным состоянием следует считать состояние, из которого возможен, но далеко не обязателен непосредственный переход в состояние аварии или состояние катастрофы. Для дизеля опасное состояние - это состояние, при

котором его мощность и обороты становятся ниже предельных значений

М и

Ппр, соответственно, независимо от причин, вызвавших недопустимое снижение параметров.

В главе рассмотрены следующие вопросы: определение параметров аварийного дизеля, приводящих к его остановке из-за малости оборотов; определение параметров аварийного дизеля приводящих к потере возможности управлять судном; аварийная работа дизеля при отключении цилиндров; аварийное состояние турбокомпрессоров и другие подходы, связанные в частности с появлением двигателей с электронными системами управления (ЭСУ). Для перечисленных случаев отмечены особенности реализации ИМ при выполнении прогноза и оценки риска.

Проблема подготовки исходных данных для выполнения процедуры ИМ на любом этапе эксплуатации судового дизеля может быть решена, как путем использования разработанных в диссертации опросных листов, так и выборочном задействованием при оценке рисков элементов «дерева отказов», согласно методическим рекомендациям, изложенным в приведенных в приложении к диссертации инструкциях к программным комплексам.

Наибольший эффект от выполнения работ по прогнозу и оценке надежности и безопасности может быть достигнут при их задействовании в процессе создания диагностических моделей и включении в программное обеспечение ЭСУ, как СЭУ, так и судна в целом.

Для СЭУ и их двигателей с ЭСУ «дерево отказов» и соответствующее методическое обеспечение - это готовая часть диагностической модели. Информационно связав элементы «дерева отказов» с диагностическими параметрами можно постоянно осуществлять прогноз технического состояния по текущим значениям и предыстории. Однако объективно существуют особенности, которые необходимо учитывать и которые дают основание в диссертации рекомендовать следующие принципы использования ЭСУ и систем диагностирования для прогноза и оценки рисков при проектировании СЭУ и ее элементов.

1. Принцип открытости. Этот принцип предусматривает обеспечение открытого доступа к информации. В качестве такой информации следует рассматривать данные навигационных систем судна, данные о режимах эксплуатации судна и характере перевозимого груза, данные о параметрах работы судовых технических средств (включая СЭУ) и их обслуживании, данные об определяющих параметрах судового оборудования, данные о параметрах диагностического оборудования и т.п. Этот объем информации необходимо согласовывать еще на этапе проектирования судна и его СЭУ, что представляет разработчика проекта судна как главного координатора. Он должен предусматривать связь программ предназначенных для прогноза и оценки риска с ЭСУ судна в целом и ЭСУ СЭУ в частности и обеспечить информационное единство, что требует организации творческого взаимодействия с разработчиками ЭСУ и судового оборудования.

2. Принцип достаточности. В первую очередь должны быть разработаны программы прогноза и оценки риска для нормируемых со стороны надзорных органов видов рисков. Они должны быть связаны с конкретными диагностическими параметрами и соответствующие диагностические системы должны быть встроенными. При отсутствии возможности использования замеряемых диагностических параметров (из-за отсутствия в настоящее время технической возможности), должны быть использованы расчетные методики и алгоритмы, которые должны получать необходимые для текущих расчетов данные от судовых ЭСУ

3. Принцип развития. Если Компания (заказчик) готова оплатить соответствующие работы, то могут быть разработаны программы прогноза и оценки риска коммерческой эксплуатации СЭУ по нормируемым Компанией значениям. Они должны быть связаны с конкретными диагностическими параметрами и соответствующие диагностические системы могут быть как встроенными, так и приспособленными к периодическому задействованию через переносные диагностические комплексы.

Отмечено, что наибольший эффект может быть достигнут при организации долгосрочного обслуживания для обеспечения надлежащего уровня надежности и безопасности с использованием методов диагностирования и ИМ.

Между тем выполнение процедуры ИМ при обеспечении надежности и безопасности СЭУ по уровням вибрации и шума потребовало проведения отдельного подробного исследования.

В третьей главе рассмотрено обеспечение надежности и безопасности СЭУ по уровням вибрации и шума при проектировании СЭУ

Выполненный анализ показал, что основным источником шума и вибрации явля-егся ЭУ, а в ней - ГД, при этом двигатели могут иметь свои индивидуальные ВАХ. В основе этого фата лежат объективные предпосылки, связанные в частности с наличием допусков на изготовления деталей и узлов дизеля и нестабильностью рабочего процесса в цилиндрах даже нового исправного двигателя.

В эт их условиях необходимую помощь может оказать прогноз и оценка риска по превышению санитарных норм в СГ[ при принятии того или иного проектного решения. Оценки безопасности и риска должны быть даны не только в детерминированной, но и в вероятностной постановке с помощью ИМ. Практически важной, связанной с организацией процесса обслуживания механизмов и машин в машинном помещении (МП), является частная задача прогноза и оценки риска превышения предельно допустимых уровней шума в МП с дизельной энергетической установкой. Для решения этой задачи в диссертации специально разработан изложенный ниже метод.

Метод оценки риска превышения предельно допустимых уровней шума в МП с дизельной энергетической установкой. Предлагается следующая последовательность решения указанной проблемы.

1. На основе данных проекта судна определяется число источников шума в МП.

2. Для каждого источника шума определяются параметры закона распределения его ВАХ в исследуемом диапазоне частот.

3. Из нормативных документов определяются предельно допустимые уровни 'ма для этого МП.

4. Используя ИМ рассчитываются и последовательно суммируются на всех частотах случайные значения уровня шума от каждого источника.

5. Полученные уровни шума сравниваются с предельно допустимыми значениями и определяется вероятность их превышения.

6. На основе анализа полученных результатов сравнения, принимаются решения о необходимости проведения различных мер конструктивного или организационного характера.

Поскольку ВАХ дизеля являются случайной величиной, то в качестве исходных данных для расчетов нужно использовать не только математические ожидания уровней шума предполагаемого к установке двигателя, но законы и параметры распределения этих уровней на расчетных частотах. Далее выполняются статистические испытания. В их ходе разыгрываются, например методом Монте-Карло, случайные значе-

ния уровня шума двигателя последовательно на всех частотах (рис. 4). Таким образом, формируется ВАХ двигателя.

Если источников шума несколько, то розыгрыш выполняется для каждого из них отдельно, а результаты суммируются по известным правилам. Полученные данные сравниваются с нормативными значениями. Если значения превышены, то фиксируется факт превышения, если нет, то считается, что испытание прошло успешно. Потом испытания повторяются. Выполнение заданного числа испытаний позволяет получить необходимую статистику. На ее основе по (4) определяется вероятность превышения нормативного уровня на исследуемой частоте или корректированного уровня, где NH - число превышений нормативного уровня шума.

В итоге определяется вероятность превышения нормативных значений уровней шума на разных частотах с учетом заданного закона и параметров рассеяния ВАХ дизелей.

Если задавать значения параметров рассеивания уровней шума и вибрации в функции от времени эксплуатации t, то можно получать

значения /*(/), то есть давать прогноз на заданное время эксплуатации, поскольку в ее процессе шумовые характеристики двигателя ухудшаются.

В главе приведены результаты ИМ уровней шума в МП. Для проведения расчетов в диссертации была использована «Программа ИМ шумовых характеристик судового дизеля», написанная в среде программирования Borland Delphi.

Полученная расчетная информация может являться основой для дальнейших действий, например при назначении времени пребывания обслуживающего персонала в МП, выборе индивидуальных средств его защиты или выборе материалов для ограждающих поверхностей ЦПУ и их площади.

Гораздо более сложной является задача прогноза и оценки рассматриваемого риска в других СП. В этом случае требуется использовать более сложные методики и алгоритмы. В диссертации впервые сделана попытка разработки универсального метода прогноза и оценки риска при назначении мест и объемов применения ВДП, который базируется на законе сохранения энергии.

Метод оценки риска превышения предельно допустимых уровней шума и вибрации в помещениях судна с дизельной энергетической установкой. Общая харак-

Рис. 4. Блок-схема имитационного моделирования

теристика задачи, связанной с прогнозированием акустической обстановки и комплексным применением средств борьбы с шумом на судах, приведена, например, в справочнике под общей ред. И.И. Клюкина и И.И. Боголепова. Там же в частности указано, что проектант при выборе типов судовых механизмов, агрегатов и устройств должен учитывать их ВАХ. Причем это может быть определяющим аргументом для принятия окончательного решения.

Прогнозирование акустической обстановки в процессе проектирования можно осуществлять двумя способами:

на основании данных натурных измерений на прототипе проектируемого судна что привлекает относительно малой тру доем костью, но требует строгого соблюдения условий акустического и конструктивного подобия прототипа (если таковой имеется) с проектируемым судном:

- анатитическим расчетом, который позволяет производить изменение в широких пределах различных параметров: ВАХ источников, общего расположения помещений на судне, конструктивных особенностей корпусных конструкций, зашивок, покрытий и т.н.

Последний способ является наиболее привлекательным в виду своей универсальности. Однако при его использовании требуют разрешения две проблемы: достоверность данных по источникам вибрации и шума; выбор метода расчета вибрации и шума.

Разрешение первой проблемы основано на учете закона распределения и его параметров шумовых характеристик источника и организации ИМ. Для формирования полных ВАХ источника (по вибрации и шуму) и организации ИМ можно использовать алгоритм представленный на рис. 4.

При большом числе статистических испытаний встает проблема выбора метода расчета. Рассмотрение возможностей известных подходов и методов показало, что они позволяют решать задачу расчета вибрации судовых конструкций, однако им присущи следующие недостатки: частотная зависимость; требование наличия большого объема исходной информации; сложность использования в массовых статистических испытаниях.

Для практики судостроения требуется единый подход, который отличается возможностью его использования в ИМ начиная с источников шума и вибрации до самых отдаленных судовых помещений. Поэтому стача актуальной разработка нового метода расчета, позволяющего рассчитывать локальные уровни вибрации при применении ВДП. Такой метод разработан в диссертации и изложен ниже.

Метод расчета динамически связанных конструкций с высоким демпфированием. Основой разработанного метода расчета вибрации высокодемпфированных систем является закон сохранения энергии, который позволяет для случая, когда отвод энергии за счет излучения в окружающую механическую высокодемпфированную систему среду не учитывается, получить зависимость

А11 - В2 1]-0 , (12)

где и - плотность энергии вибрации; Ш = д2и/дх2 +д2и/ду2 + д2U|дz2

оператор Лапласа в декартовой системе координат X у Z ; В — коэффициент, определяемый по соотношению

В = ^1/т]/(2Сак); (13)

Т|- коэффициент потерь энергии механических колебаний; (- частота, Гц; Си -фазовая скорость изгибной волны, м/с. Для судовой конструкции сложного профиля с ВДП в диссертации предлагается следующая зависимость для определения Си

04)

где Сп - скорость продольной волны, для металлов Сп = 5000 м/с; Я - радиус инерции сечения. Если основой системы является набор пластин с ВДП, то в этом случае

Л = ЛЛ/12,

где И - толщина пластины с ВДП, м.

Наиболее просгое и удобное решение уравнения (12) получается для случая одномерного распространения энергии вибрации по плоскому участку системы длиной Ь В этом случае граничные условия имеют вид

и(о)=ио И (ди/дх)= 0 прих=Х, (15)

где £/0 - плотность энергии вибрации в начале участка.

Решая уравнение (12) при граничных условиях (15), получаем распределение плотности энергии вибрации по длине плоского участка системы

и(х) = иосЬ[в(Ь-х)[1с\\[ВЬ\ (16)

где X - текущая координата.

Выражение (16) можно использовать и для расчета распределения плотности энергии вибрации по длине плоского участка системы имеющего продольное (в направлении распространения вибрации) оребрение. В этом случае для определения

значения В нужно использовать в формуле (13) значение Си определенное по формуле (14) с учетом величины Л для участка с продольным оребрением.

Плоский участок высокодемпфированной системы можно рассматривать как формообразующий для более сложной системы, в частности состоящей из препятствий на пути распространения вибрации в виде поперечного оребрения, перегородок и мест соединения с другими плоскими участками.

Плотность вибрационной энергии перед препятствием С^допр связана через коэффициент передачи энергии через препятствие (X с плотностью энергии за препят-

ствием £/запр соотношением

^за пр а ^до пр

На основании разработанного в диссертации метода предложена зависимость для определения значения (X, которая пригодна для использования как при демпфировании ребер и переборок, так и при отсутствии демпфирования для случаев не только Т-образного соединения несущей пластины с препятствием

где N - число ребер или переборок образующих препятствие, для Т-образного соединения N = \; для +-образмого соединения N = 2 и т.д.; _ толщина ] -го

ребра или переборки; м; С ■ - фазовая скорость изгибной волны в ] -ом ребре или

переборке, м/с; В^^ - коэффициент / -го ребра или переборки, определяемый по

формуле (13): - высота ] -го ребра или переборки, м.

На основе предложенных выше соотношений в диссертации получена зависимость для определения локальной величины ослабления

в децибелах энергии

колебаний пластины после установки ВДП, которая при одномерном распространении вибрации по оси X примет вид

01(х)=\0\ё{миа(х)/иа(х)), (17)

'де

м

коэффициент, учитывающий увеличение массы пластины на единицу площади после демпфирования, масса пластины на единицу

площади после демпфирования, м — масса пластины на единицу площади до

демпфирования); II св (лт), [/д(х) - плотность вибрационной энергии на пластине в

точке с координатой X при отсутствии демпфирования и при демпфировании, соответственно.

Оценить полное значение величины ослабления при использовании демпфирования пластины длиной Ь можно по выражению

ш(ь)=Ю1е

( ва1. -В А Л

— е д + е д

-

е св _|_е св

(18)

Формулы (17) и (18) можно использовать и при наличии на пластине продольного оребрения, \е. когда направление распространения вибрации и ребер совпадают. В

этом случае в формулу (13) ставятся соответствующие значения Ясв и 7?д учитывающие влияние оребрения.

Если препятствием для распространения вибрации является поперечное ребро жесткости или переборка, то их вклад оценивается по формуле

= 101ё(]/ос). (19)

В диссертации выдвигается гипотеза о том, что до частоты / = 500 Гц воздействие поперечного оребрения на уровни вибрации учитывается только как влияние дополнительной массы на днище. Поэтому полное значение ослабления вибрации среднего участка днища при различной толщине демпфирующего слоя можно определить по формуле (18), а локальное - по (17).

На более высоких частотах необходимо учитывать влияние на уровни вибрации ребер, переборок и расположенных между ними демпфированных пластин днища. В результате ослабление вибрации определяется следующим образом

п , v т Р

DL = ZDL(Lnj[)+ IDLP + Е DLnEP , (20)

/=1 ¿=1

где Z)Z(LnJ1)- полное ослабление вибрации демпфированной пластины между соседними ребрами и переборками длиной ¿пл, определяемая по формуле (18); П-

число демпфированных пластин на участке; DLp- ослабление вибрации одним поперечным ребром, определяемая по формуле (19); ТП — число поперечных ребер на участке; DLUEp- ослабление вибрации переборкой, определяемая по формуле (19); р - число переборок.

Таким образом, в диссертации предлагается универсальный метод расчета динамически связанных консгрукций с высоким демпфированием, образованных как плоскими, так и оребренными перекрытиями.

При выводе приведенных выше соотношений было принято несколько гипотез, правильность принятия которых потребовало экспериментальных подтверждений. Ниже приведены результаты сравнений расчетов по приведенным выше формулам с данными экспериментов и с расчетами по известному энергетическому методу расчетов (ЭМР). Для этого при участии автора был создан оригинальный стенд, на котором проведены уникальные экспериментальные исследования динамически связанных конструкций с высоким демпфированием. Были обработаны и использованы для сравнения данные экспериментов, выполненных другими исследователями на других стендах и на натурных конструкциях.

В диссертации проведены расчеты и сопоставление с результатами измерений потерь энергии колебаний крупномасштабного стенд-макета (рис. 5), на котором измерялись уровни вибрации всех перекрытий, как в недемпфированном состоянии, так и при последовательном демпфировании перекрытий. Стенд-макет установлен в большой акустической камере экспериментального центра акустической лаборатории ЦНИИ ТС. Измерения и первичную обработку результатов выполнили инженеры Г.Н. Захарьян, A.A. Карамышев и В.М. Малышев под руководством Б.Д. Виноградова. Автор прннимат личное участие в разработке программы испытаний, планировании мест измерений на макете, анализе

Рис. 5. Крупномасштабный стенд-макет:

1 - днище стенд макета; 2 - настил; 3 - переборки; 4 - борт; 5 - продольный

набор настила и переборок; 6 - поперечный набор днища и бортов; 7 - демпфированные части стенд-макета;

8 - генератор механических колебаний (ГМК); О, Н, Р - линии размещения точек измерения вибрации на днище, на настиле и на переборке, соответственно

полученных результатов, формулировании выводов и предложений.

1И у

шх,

Рис. 6. Модель корпуса стального судна: 1 - трюм; 2 - машинное отделение (МО); 3 - источник вибрации и шума; 4 - вспомогательное помещение (ВП); 5 - служебное помещение (СЛП)

Рис. 8. Уровни вибрации на демпфированном перекрытии днища стенд-макета на частоте 63 Гц у ближней к ГМК переборки: а, в, с - толщина покрытия АДЕМ 6, 12 и 24 мм, соответственно; 1 -расчет с использованием формулы (16); 2 - расчет

по ЭМР; 3, 4 и 5 - измерения по линиям О/, О и

О (см.рис.5), соответственно; 6 - граница перекрытий; измерения в основных точках

Рис. 7. Ослабление вибрации по длине переборки с покрытием ПОЛИАКРИЛ-

ВС-П-13 на частоте / = 4 кГц: 1 - расчет по формуле (17); 2 - измерения

На судне основным источником вибрации является ГД. Основное направление передачи вибрации от этого источника на судовые конструкции осуществляется, в частности, через подмотор-ную раму. Поэтому на нее необходимо наносить ВДП и выполнять расчетную оценку полученного эффекта демпфирования. Однако близость покрытия к опорным частям и креплениям ставит вопрос о возможных особенностях процессов поглощения энергии на установочных перекрытиях. Это потребовало выполнения отдельного исследования для определения необходимости их учета и в

предлагаемом в диссертации расчетном методе. Для этого были использованы данные измерений М.А. Минасяном вибрации на теплоходе «Федор Бредихин», где было использовано демпфирование подмоторной рамы дизель-генератора ДГ5АЬ25/30 покрытием из мастики АДЕМ-НШ-2 в соответствии с требованиями РС до нанесения ВДП и после его нанесения.

Формирующие конструкцию стенд-макета (см.рис. 5) пластины имели продольное или поперечное оребрение. Формула (16) позволяет определить уровни вибрации и при ориентации ребер вдоль направления распространения вибрации. В этом случае в качестве толщины конструкции используется величина, складывающаяся из суммы толщины пластины с ВДП и высоты ребра. Однако в реальных судовых конструкциях

наиболее часто встречается ситуация, когда их несущие поверхности образованы пластинами, имеющими одновременно продольный и поперечный набор ребер, причем чаще - разной геометрии. Такая конструкция используется на натурной модели корпуса стального судна и данные об экспериментальном акустическом эффекте применения ВДП в помещениях натурной модели корпуса стального судна (рис. 6) полученном специалистами ЦНИИ ТС.

Результаты проведенных в диссертации сравнений, часть из них приведена на рис. 7-10, показали хорошее совпадение расчетов с данными экспериментов. Погрешность расчетов составила в среднем ±1,5дБ с доверительной вероятностью 0,98. Это позволило описанный выше метод расчета внедрить с личным участием автора в программу расчета воздушного шума в помещениях судов и кораблей «Нойз Эксперт М», для определения локального эффекта демпфирования вибрации. Указанная программа была разработана по заказу ЦМКБ «Алмаз» и Северного ПКБ. Для задействования разработанного в диссертации метода предусмотрено специальное диалоговое окно для ввода необходимых для расчета исходных данных.

Сравнение результатов расчета по указанной программе с использованием предложенного в диссертации и действующего метода для помещений модели корпуса (см. рис. 6) показывает, что учет неравномерности распределения уровней вибрации на демпфированных перекрытиях дает уточнение уровней шума в ВП и СЛП до 5 дБ (рис.11).

й 8

м б

1 —1

3 3 2 ?i 1 1

— 1 • 1

i

— 5 i |

j 1

а)"

/.Гц

б)

Рис. 9. Эффект от применения покрытия АДЕМ на подмоторной раме в районе размещения дизеля (а) и генератора (б): 1 - расчет по формуле (18); 2 - обобщение по результатам замеров (данные М.А. Минасяна)

—И

■^о— — •

л

---о—

US т ! Ш " - - .

а)

Рис. 10. Уровни вибрации на настиле ВП и СП модели: а) на частоте f - 250 Гц; б) f = 8000 Гц. 1, 2,4, 6 - расчет по формулам (16) и (20) без демпфирования и для первого, второго и третьего варианта размещения покрытия, соответственно; 3,5,1 - измерения вибрации в первом, втором и третьем варианте, соответственно (данные Б.Д. Виноградова); 8 - переборки между помещениями модели

1 1 1

,— ^ 1

1 1 Т"-^

КтН (г\

1 1 ] X

1 1 ч —

а)

;оо шю 2000 юоо даи

б)

500 ]<><Ю 2000 4000 80и0 { Гц

Рис. 11. Уровни шума в помещениях модели (см. рис. 6): а) вспомогательное помещение; б) служебное помещение. 1 - без демпфирования; 2 - демпфированы все помещения, кроме МО, расчет по ЭМР; 3 - демпфированы все помещения, кроме МО, расчет по разработанному в диссертации методу

В главе также приведен пример выполнения прогноза риска превышения нормативных значений уровней вибрации и шума в СЛП модели судна (см. рис. 6).

Предложенный в диссертации метод прогнозирования акустической обстановки в СП даег возможность количественной оценки риска невыполнения нормативных значений по уровням шума и вибрации при проигрывании различных вариантов комплектации состава ЭУ, что позволяет лицам, принимающим окончательное решение, предпринимать мотивированные действия.

Отмечено, что в качестве источников шума и вибрации могут быть рассмотрены и другие типы ГД, например ГТД при использовании их в СЭУ Метод расчета останется прежним, изменятся только ВАХ источников, возможно, законы распределения случайных величин этих характеристик и параметры распределения. Особенно существенный эффект можно получить при учете случайного характера ВАХ одновременно нескольких источников.

В главе также рассмотрено возможное направление развития предлагаемого метода расчета звуковых вибраций высокодемпфированных сложных динамических структур за счет учета энергии звукоизлучения. Таким образом, появляется возможность на основании фундаментальных положений акустики и термодинамики, заложенных в новый метод, подойти к решению задач расчета взаимосвязанных процессов звукоизлучения, звукопоглощения и распространения звуковой вибрации с единых позиций, что должно принести несомненных методологический и практический успех.

Предлагаемый в диссертации метод расчета содержит принципиальную возможность его использования для выполнения анализа вариантов размещения ВПД, оценки получаемого эффекта, в том числе и на конструкциях непосредственно судовых ГД. Огмечено, что принципиально возможно на базе исследованного метода прогнозировать эффект от применения ВДП на несущем остове судового энергетического оборудования, например, дизеля.

Между тем в число проблем входит и тепловое состояние, определяющее тепловую напряженность, деталей ГД. Поэтому в диссертации выполнено специальное исследование обеспечения надежности и безопасности по тепловому состоянию деталей элементов СЭУ. Тепловая напряженность является проблемой практически для любых тепловых двигателей. Однако определяющей надежность и безопасность она является в большей степени для ГТД. Повышение начальной температуры газа является лавнейшим фактором, за счет которого в последнее время улучшались такие характеристики газотурбинных установок (ГТУ), как экономичность, удельный рас-

ход рабочего тела, масса, габариты, коэффициент отдачи полезной мощности и др.

В четвертой главе рассматривается применение прогноза и оценки риска превышения допустимых уровней температур и их градиентов при проектировании деталей элементов СЭУ

В диссертации предложен следующий универсальный метод выбора варианта конструкции деталей элементов СЭУ на основе прогноза и оценки риска превышения, вследствие влияния случайных факторов, предельных точений температур и/или их градиентов.

1. По характеристикам длительной прочности материала детали элемента оборудования, ресурсу его эксплуатации и действующим нагрузкам определяются потребная температура и глубина охлаждения для расчетных сечений. Намечаются предельные значения абсолютных температур материала и градиентов температур.

2. На основании заданных параметров рабочих сред (расходу, температуре, давлению) определяются граничные условия по теплообмену и выполняется расчет теплового состояния, например, методом конечных элементов вариантов выполнения элементов для номинального режима работы.

3. На основании анализа расчетных температурных полей для разных вариантов выполнения детали элемента определяются места, подверженные воздействию наибольших абсолютных температур или их градиентов.

4. Аналогичные расчеты выполняются для режимов с параметрами, отличающимися от номинальных в большую и меньшую стороны.

5. На основании анализа расчетных температурных полей для разных параметров определяются зависимости, описывающие характер изменения указанных величин температур и/или их градиентов в зависимости от режимных или геометрических параметров.

6. Выдвигается и обосновывается гипотеза о законе распределения и его характеристиках для варьируемых параметров.

7. Проводятся статистические испытания. В ходе ИМ варьируются режимные или геометрические параметры у разных вариантов выполнения детали элемента и определяются вероятности превышения предельных значений температур и/или их градиентов.

8. На основе сравнения величины рисков выбирается наиболее безопасный вариант выполнения детали элемента СЭУ

При практической реализации высоких начальных температур в ГТД встает проблема обеспечения надежности, в первую очередь, таких элементов как рабочие лопатки, камеры сгорания, сопловой аппарат, диски.

Повышение температуры газа перед турбиной с обеспечением необходимой надежности и безопасности сопровождается принудительным охлаждением материала рабочих деталей ГТД до температур, при которых наработка деталей соответствует назначенному ресурсу ГТД. Охлаждение в сочетании с разработкой новых жаропрочных и жаростойких металлических и керамических материалов останется в ближайшем будущем единственным реальным путем повышения температуры газа и, соответственно, экономичности ГТУ

В современных ГТД для охлаждения чаще всего используется воздух. В настоящее время из широко известных схем открытого воздушного охлаждения (пористого, конвективного, конвективно-пленочного) практическое применение в судовых условиях нашли лишь две последние. На основе анализа способов охлаждения выделено

пристенное струйное охлаждение. Оно обладает высокой эффективностью и широко используется в ГТД, например, для охлаждения полок соплового аппарата (СА). Перспективно применение этого способа охлаждения и во внутренних полостях охлаждения. Однако, существует объективное различие в течении пристенной струи в свободном и ограниченном пространствах. В диссертации представлены результаты подробного исследования гидродинамики и теплообмена пристенных струй, вытекающих в ограниченное пространство внутренних трактов охлаждения деталей ГД. На основе этих результатов для каждой конкретной конструкции могут быть определены оптимальные соотношения геометрических параметров и режимы движения охлаждающей среды, обеспечивающие поддержание требуемого уровня температур и их градиентов при приемлемом значении гидравлических сопротивлений. Автором предложены варианты конструктивного исполнения охлаждаемых деталей ГД, защищенные патентами и авторскими свидетельствами.

Применительно к ГТД в качестве примера выполнения прогноза и оценки риска выделено тепловое состояние СА 1-й ступени. Ухудшение теплового состояния любой лопатки, например, из-за случайного отклонения геометрии проточной части каналов охлаждения может привести к отказу, как самой лопатки, так и СА и турбины в целом. Структурная схема «дерева отказов» для данного случая состоит из последовательно соединенных элементов «турбина» - «сопловой аппарат» - «сопловая лопатка».

Выполнено сравнение двух вариантов организации охлаждения внутренней проточной части СЛ со штатным дефлектором и с поперечными перегородками, где перфорированная трубка для подвода охлаждающего воздуха и четыре поперечные перегородки образуют пять последовательно расположенных камер, в которых организуется пристенное струйное охлаждение.

Технологические отклонения в форме внутренней проточной части и ошибки в размещении дефлектора, вызванные сложным профилем внутренней части лопатки, могут приводить к тому, что действительное значение зазора между дефлектором и

оболочкой лопатки £д может отличаться от номинальной величины 5" Случайная

величина зазора (а, следовательно, и скорости охладителя в этом зазоре) описывается законом распределения со своими параметрами. Дая технологических отклонений обыкновенно характерен нормальный закон распределения (можно исследовать и другие законы распределения: экспоненциальный, равномерный, логарифмически нормальный. Релея, Вейбулла), а параметром распределения может служить коэффициент вариации V Таким образом, тепловое состояние лопатки - случайная величина. Отклонение этой величины от номинального режима, как по общему уровню, так и по локальным значениям может1 превысить опасное значение. Опасным считается

увеличение средней температуры наружной поверхности на выпуклой стороне до ^ (при уменьшении скорости теплоносителя) или увеличение профильной неравномерности на Д/2 (при увеличении скорости теплоносителя).

Нахождение вероятности отказа лопатки Рд производится на основе имитации

возможных состояний тракта охлаждения лопатки в ходе выполнения N статистических испытаний (рис. 12).

В их ходе разыгрываются случайные значения зазоров. Принято, что, вследствие податливости дефлектора, величина зазора со стороны спинки не зависит от величины

Вьлу нсходних ДПННЫХ

I

Че1 'и 1К Щ.Ю1 01ЮВ

О10У1Т1К числя

Генерирование случайн-ч о 'шачсшш '¿а'юра

зазора со стороны корытца. Тогда в одном испытании значения этих зазоров разыгрываются отдельно, и находится среднее арифметическое значение. По нему определяется скорость движения охладителя и вызванное этим значением тепловое состояние

лопатки в исследуемых местах. В результате определяется

сколько раз (Лгн и ) температурный уровень лопатки, определенный с выбранным значением V привел к тому, что была превышена величина /,

или Д/2 Далее вероятность

отказа лопатки определяется по формуле (4).

Для определения вероятности отказа С А РСА и турбины в

Р.

Датчик ¿чучайных

Ч11С1"!

Вычисление среднего 'шлченпя -ы!чора

Вычислительная процедура

расчета теплового -•осюлнгм сишюмоп лош гки

целом

использованы логи-

(..тотистческля ооораоогка рс^угтьтагор моделпрокдшы

Рис. 12. Блок-схема имитационного моделирования теплового состояния сопловой лопатки

ческие связи указанных элементов на основе описанного выше «дерева отказов».

Вычисление риска выполняется по формуле (1), следует процедура оценки приемлемости риска и намечаются шаги, направленные на его уменьшение при неблагоприятном прогнозе. В главе произведен сравнительный расчет двух вариантов выполнения лопаток СА. Для них значение степени тяжести последствий нежелательного события С

одинаково, следовательно, достаточно сравнивать значения Р

Отмечено, что процесс статистических испытаний резко упрощается, если в их ходе не

рассчитывать при новом значении зазора 5"

(и, следовательно, скорости охладителя) тепловое состояние лопатки целиком, а использовать заранее подготовленные зависимости для

0,5 0,4

0,3

•и

0,05 0,1 0,2 0.3 0.4 0,5

Рис. 13.Связь между максимальной относительной толщиной струи

Ут и относительной высотой щели ^ 1 - опытные точки; 2 - зависимость ут = л/7

определения величины

для не-

скольких скоростей, а любые промежугочные значения могут быть получены путем интерполяции, например, с помощью многочлена Лагранжа.

Описанный выше алгоритм организации ИМ теплового состояния СЛ является упивер-

сальным и может быть использован при прогнозе рисков для лопаток с любыми системами охлаждения. Однако для его реализации необходимы достоверные сведения о процессах гидродинамики и теплообмена. Поэтому для определения граничных условий при расчете теплового состояния СЛ с поперечными перегородками и последующего выполнения ИМ в диссертации лотребоваюсь выполнить целый ряд исследований гидродинамики и теплообмена пристенных струй, вытекающих в ограниченное пространство. Для качественной оценки характера течений использован метод визуализации течения, для количественной измерения методом лазерно-доплеровской

Визуализация течения во внутренней полости моделей лопаток ГТД с продольными перегородками и в камерах различной геометрии с пристенными струями выполнена в диссертации поляризационно-оптическим методом. Для изучения был создан (при участии автора) специальный, универсачьный стенд. Он позволил впервые выявить особенности и наиболее важные характеристики течения пристенных струй. В главе показаны выявленные особенности распространения пристенных струй, формируемых в моделях лопаток перегородками с острыми и скругленными кромками, с козырьками и байпасными отверстиями. Определено, что вытекающая в камеру пристенная струя сначала расширяется, а затем начинает резко сужаться перед выходом из камеры. Обнаружено, что существуют такие режимы течения, при которых граница струи четко видна, а движение жидкости носит потенциальный безвихревой характер: кроме того, в широком диапазоне чисел Рей-нольдса граница зоны струйного течения остается практически постоянной и ее положение зависит только от геометрических параметров камеры; максимальное расширение струи наблюдается на расстоянии -0,75 длины камеры от входа в нее; впервые установлено, что относительная величина расширения струи пропорциональна квадратному корню из относительной высоты щели (рис.13); сужение-расширение и кривизна стенок камеры в исследованном диапазоне геометрических параметров не оказывают заметного влияния на гидродинамику струи; картина течения струй и вихрей при истечении двух струй в камеру симметрична относительно оси камеры.

Приведенные выше результаты визуальных исследований позволили определить качественную картину течений, например, выявить их границы. Между тем, для понимания особенностей гидродинамики и теплообмена важны количественные характеристики, в част ности, поле скоростей движения теплоносителя. Поэтому в диссертации были выполнены специальные исследования в камерах с пристенными струями.

В главе представлены результаты выполненного исследования гидродинамики струйного потока, с использованием метода лазерной доплеровской анемометрии

анемометрии.

Рис. 14. Схема экспериментальной установки: 1-18 - элементы установки

(ЛДА) на специально разработанном опытном стенде (рис. 14) и на моделях, имитирующих характерные участки тракта охлаждения лопатки, для двух случаев: истечение в прямоугольную камеру одной струи и двух струй. Измерения проведены в средней камере в центральном сечении канала при двух расходах воды для каждого варианта камер. На рис. 15,а приведено типичное распределение скоростей в камере с двумя струями, на рис. 15,6- распределение пульсаций скорости в той же камере. На рис. 15,6 можно выявить границу между струйной и "застойной" зонами, совпадающую с наблюдаемой при визуализации течения в аналогичной камере. Этой границе соответствует начало "всплеска" пульсаций скорости (граница обозначена точками).

По всей длине струи в камере профили скорости впервые обобщены в виде единого универсального профиля, справедливого и для начального, и для основного участков струи (рис. 16). Этот впервые выявленный факт и полученные данные о границе струйного течения в ограниченном пространстве позволили построить математическую модель пристенного струйного течения. В главе также приведены результаты расчета течения пристенных струй в камерах с исследованной ЛДА геометрией моделей с использованием пакета РЬОТКА1М СРЭ из АЫЗУЗ/МиШрЬузюз. Отмечено достаточно хорошее совпадение в определении границы струйного течения.

а) б)

Рис. 15. Поле скоростей (а) и пульсаций скорости (б) в камере с двумя пристенными струями: 1 - расчет границы струи по формулам (21) и (22)

\

Де=3000/

• -1 О - 2 ®-3 Д-4 + -5 ■ -6

€> -8

Х-9

1,0

V

Д<?=3000;1,5и'

Де=1600/% 8

«+Л|

1,0

у/У.,

0,5

а)

б)

Рис. 16. Обобщенный профиль скорости: а - в камере с одной струей; б - в камере с двумя струями: 1,..., 9 - X = 1, 10; 20; 30; 40; 50; 70; 85,95 мм, соответственно

Определенные выше особенности распространения пристенной струи в ограниченном пространстве позволили перейти к математическому описанию гидродинамики и теплообмена.

Дано описание разработанной в диссертации математической модели развития пристенной струи в ограниченное пространстве, основанной на выявленных закономерностях гидродинамики струи. На основании рассмотрения плоского потенциального течения несжимаемой жидкости для ординаты внешней границы струи получена формула

где X = х/Р. (!. - длина камеры;

ф(х ) = 1 - 2,12 (1 - V? ) (1 - X ),/3 X , (22)

где £ = Л'/В ; В - высота камеры.

На начальном участке пристенной струи для расчета коэффициента теплоотдачи

от стенки 0С(( можно использовать формулы, полученные для продольного смывания

гшастииы воздушным турбулентным потоком. В частности для локальной теплоотдачи

Ииш = 0,0255 Яе^ Иит = ан х/Х; Яе0х =р м>0 х/\х. (23)

Для основного участка струи коэффициент теплоотдачи 0Со определен, используя

связь между трением и теплоотдачей, установленную впервые О. Рейнольдсом, в диссертации получено для основного участка

Шхо = 0,038 ф(*)°'4К Михо = а0 х/Х, Яех0 = ри>0 х/ц, (24)

где Ф(х) определяется по формуле (22), а К - по формуле

К = (0,8750 к + 0,315б)/(0,4375 к + 0,315б),

где к = Ъ/Ь ; 6 толщина динамического

слоя; Ь толщина струйного слоя; на-

чальная средняя скорость.

Таким образом, была впервые разработана математическая модель пристенного струйного течения в ограниченном пространстве, которая в отличие от других моделей учитывает наличие участков, как расширения, так и сужения струйного течения. Между тем, вихревая область оказывает существенное влияние на струйную область течения в камере, что должно отличать течение в струе от течения в канале. Для уточнения модели были спланированы специальные эксперимента! ьные исследования распределения статических давлений по длине течения при наличии вихревой области и при замене линии тока, проходящей по внешней границе струи, твердой стенкой.

1Г

Рис. 17. Схема экспериментальной установки: I - рабочий участок; 2 -расходомерный участок; 3 - мерная диафрагма; 4 -плавный переход; 5 - регулирующий клапан; 6 - магистраль высокого давления: 7 — термометр; 8 - и-образный манометр

Исследование проведено на созданной автором экспериментальной установке, представляющей собой аэродинамическую трубу открытого типа (рис. 17). Было исследовано распределение статических давлений на плоской стенке, вдоль которой распространяется струя в камере, имеющей форму прямоугольника, и с профилированной по формулам (21), (22) верхней стенкой канала. Установлено, что пристенная струя, распространяющаяся в прямоугольной камере, - изобарна. При замене верхней границы струи совпадающей с ней стенкой канала происходит резкое перераспределение статических давлений по длине течения; полученное распределение давлений аналогично распределению в диффузорно-конфузорном канале. Определено, что при прокачке профилированной камеры в обратном направлении в "кармане" у входа в камеру образуется вихрь, который вызывает дополнительное поджатие струи, приводящее к падению давления в этом сечении. Таким образом, можно сделать вывод о том, что наличие массообмена между струей и вихревой зоной существенно влияет на гидродинамику струи. Сравнение коэффициентов гидравлического сопротивления показало, что сопротивление профилированной камеры примерно в 2 раза меньше, чем сопротивление прямоугольной камеры, и на 30% меньше, чем при прокачке профилированной камеры в обратном направлении. Это выявленное новое явление позволило предложить несколько конструктивных решений полостей охлаждения лопаток ГТД, которые признаны изобретениями.

Гидродинамика струй была исследована на идеализированных моделях в изотермических условиях. В связи с этим для уточнения полученных результатов и диссертации проведено экспериментальное исследование на моделях лопатки, цель которого- подтвердить применимость разработанной методики теплогидравлического расчета системы охлаждения.

Приведены результаты выполненных экспериментальных исследований гидродинамики в моделях лопаток ГТД. Объектами исследований гидравлических характеристик лопаток служили модели с различным числом перегородок Ъ = 0-5, различной относительной толщиной щелей $/Д = 0,375; 0,75; 1,0 (где А- толщина перегородки), острыми и скругленными входными кромками перегородок. Показано, что основное гидравлическое сопротивление, как и в дефлекториой лопатке, сосредоточено на участке выходной кромки. Установлено, что для расчета местного гидравлического сопротивления в зоне размещения перегородок можно использовать зависимости, применяемые при расчете течения в лабиринтовых уплотнениях; при установке в тракте охлаждения четырех перегородок со скругленными входными кромками, образующих между торцом перегородки и

телом лопатки щелевые каналы относительной толщиной 5"/А = 1,0 (= 0,0015 м), и

Рис. 18. Схема экспериментальной установки: 1 - воздух; 2 - термометр; 3, 6 - манометр образцовый; 4 - диафрагма мерная; 5 - клапан регулирующий; 7 - изоляция; 8 - электрокалориметр; 9 - потенциометр КВП-1; 10, 11 - термопары; 12 - вольтметр; 13 - автотрансформатор; 14 - блок 11-образных манометров; 15 - дифманометр

при использовании для подвода охлаждающего воздуха в лопатку раздаточного коллектора с внутренним вытеснителем и наружными дистанционирующими буртиками, установленного в носовой части лопатки, коэффициент расхода исследованной лопатки с перегородками на 11% меньше коэффициента расхода дефлекторной лопатки, использованной в СА первой ступени ГТЭ-150. Таким образом, в диссертации впервые разработана методика гидравлического расчета факта охлаждения лопатки со вставными перегородками и расходной характеристики лопатки. Установленный выше факт означает, что расход охладителя в лопатке с перегородками меньше, чем у штатной дефлекторной, поэтому в работе особое внимание уделено экспериментальному исследованию влияния расхода на тепловое состояние лопатки.

Рис. 19. Расположение камер в лопатке: а - вид со стороны спинки; б - вид со стороны корытца

Приведены результаты выполненных экспериментальных исследований теплообмена в моделях лопаток ГТД, как имитирующих только фрагмент внутреннего тракта лопатки (исследование выполнено на созданной автором опытной установке, схема которой приведена на рис. 18), так и полноразмерной модели (рис. 19), испытанной на горячем стенде ЦКТИ при температуре газа до 931°С. Подтверждено, что при струйном омывании вогнутой и выпуклой стенок оболочки лопатки, при наличии острых и скругленных входных кромок перегородок, козырьков, байпасных отверстий (если при расчете скорости истекающей пристенной струи учитывать общую площадь отверстий для прохода воздуха через перегородки) и различном числе перегородок Z = 2, 3, 4 и 6 в камере между соседними перегородками для определения локальной

теплоотдачи на начальном участке струи в диапазоне чисел Рейнольдса Rß0x от 104

до 3,8- 10s можно использовать формулу (23), а на основном участке струи в диапазоне

чисел Рейнольдса Rß0x от 4,8-Ю4 до 8,2-Ю5 - формулу (24) (рис.20). Погрешность

вычислений составляет ±10% с доверительной вероятностью 0,98. Полученные экспериментальные данные использованы для сравнения с результатами расчета по разработанной в диссертации методике теплового состояния лопатки.

В главе приведены результаты выполненных расчетных исследований теплового состояния лопаток Г'ГД. Расчет теплового состояния лопатки проведен для среднего сечения путем решения двумерной стационарной задачи теплопроводности с помощью программного комплекса ANSYS. В качесгве граничных условий используются локальные коэффициенты теплоотдачи и местные температуры окружающей среды (граничные условия III рода). Установлено, что расчеты температурных полей удовлетворительно совпадают с результатами термометрирования. Анализ температурных

полей оболочек лопаток с перегородками и дефлекторной показал, что они практически совпадают при меньшем расходе охладителя (1,47% против 2%) на лопатку с перегородками.

Рис. 20. Локальная теплоотдача при пристенном струйном охлаждении внутренней поверхности модели лопатки на начальном (а) и основном (б) участке струи: 1,3, 5, 7, 9-корытце; 2,4, 6, 8, 10-спинка; 1, 2- 7 = 2; 3, 4 - 2 = 3; 5, 6 - 2 = 6; 7, 8 - наличие козырьков; 9, 10 - наличие байпасных отверстий; 11 - расчет по (23) и (24), соответственно

- Бэгкугаа стсрсна

- Прс}]!лькая вергза-мгри

а) б)

Рис. 21. Изменение теплового состояния дефлекторной лопатки (а) и с перегородками (б) при изменении величины зазора S, GB = 2% - idem и 1,47%, соответственно Были выполнены также расчеты для трех значений S обоих типов лопаток. Анализ температурных полей помог выделить критические участки, характер изменения теплового состояния для них показан на рис. 21. На основе построения зависимости эффективности охлаждения от расхода пропускаемого через лопатку воздуха установлено, что лопатка с поперечными перегородками обладает более высокой средней эффективностью охлаждения, чем канальные лопатки с чисто конвективным воздушным охлаждением, опережает дефлекторные лопатки и приближается по эффективности охлаждения к перфорированным лопаткам. Полученные выше результаты подтвердили эффективность предложенных технических решений и адекватность разработанной математической модели. Это позволило перейти к выполнению прогноза и

оценки риска превышения допустимых уровней температур в деталях главных судовых двигателей.

Приведен пример, в котором зависимости, показанные на рис. 21, были использованы при ИМ. Для проведения статистических испытаний разработана программа на алгоритмическом языке Borland Delphi. В результате моделирования установлено, что лопатка с поперечными перегородками обеспечивает большую устойчивость теплового состояния лопатки к влиянию технологических отклонений и существенно уменьшает риск появления отказа из-за технологических отклонений геометрии внутреннего тракта охлаждения.

В процессе проектирования постоянно возникает проблема многовариантности решений, различных по характеристикам и стоимости. В этой ситуации возрастает роль технико-экономических обоснований, обеспечивающих выбор варианта, наиболее предпочтительного по принятому критерию экономической эффективности. Поэтому в диссертации выполнена оценка экономической эффективности предлагаемых мероприятий по обеспечению надежности и безопасности СЭУ

В пятой главе рассматривается оценка экономической эффективности мероприятий по обеспечению надежности и безопасности СЭУ.

Суммарные приведенные затраты для варианта выполнения СЭУ составят (руб./год)

— Znep + Znjip + Zaop,

где Znep- приведенные первоначальные затраты; Znjip- ежегодные затраты на плановый ремонт; ZaB - ежегодные затраты на аварийный ремонт.

Критерием выбора оптимального варианта выполнения СЭУ является минимум суммарных приведенных затрат

Zs —» min

Для учета показателей надежности и безопасности СЭУ в диссертации предлагается использовать формулу

па

Z^Ia, K010I P0K3i nOIOi (кЮ1 +l)/Tc, (25) i=l

где Пц- число отказавших элементов; Poloj- вероятность отказа i-ro конструктивного элемента за срок службы конструктивного элемента до его плановой замены (восстановления прочностных свойств); Покэ^- количество однотипных i-x конструктивных элементов; k j - число плановых работ по восстановлению прочностных свойств конструктивного элемента (число плановых замен) за срок службы машины; Ctj - коэффициент, учитывающий увеличение затрат по восстановлению прочностных свойств конструктивного элемента за счет работ по разборке и сборке машины; Цокэ{ - цена заменяемого конструктивного элемента с учетом затрат по транспортировке; Т - срок службы машины; К. - коэффициент последствий отказа i-ro кон-

сгруктивного элемента за срок службы конструктивного элемента до его плановой замены (восстановления прочностных свойств), определяемый по формуле

Кою< =8окэЛа| Докз.)

где 80КЭ| - величина последствий отказа ¡-го конструктивного элемента, определяемая экспертной оценкой или, например, по данным страховых обществ.

Анализ формулы (25) показал, что особое внимание следует обращать на вероятность отказа Рокэ( тех конструктивных элементов, для которых коэффициент последствий отказов имеет большее значение.

Применительно к СЭУ вероятность отказа ьго конструктивного элемента Рокэ^ предлагается определять на основе ИМ. При этом круг рассматриваемых проблем касается вопросов снижения значения величины Р ^ за счет выполнения ряда конструктивных мероприятий влияющих, в частности, на ресурс. Эти мероприятия заключаются в увеличении начальной прочности конструктивного элемента, уменьшении вибрации и шума машины и совершенствовании системы охлаждения. Последствия их практической реализации приводят к различному изменению не только значения 2авр, но и значений Zплp и Zпep, т.е. суммарных приведенных затрат. Поэтому технико-экономические последствия мероприятий нужно рассматривать раздельно. В главе приведены примеры расчетов экономического эффекта.

Отмечено, что все мероприятия, направленные на повышение надежности и безопасности СЭУ, позволяют получить не только экономический эффект, но и другие виды эффектов, в первую очередь социальный. Эти эффекты не имеют зачастую прямого денежного измерения, но являются, безусловно, важными и полезными.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате формирования задачи исследования было установлено, что обеспечение надежной и безопасной эксплуатации СЭУ целесообразно начинать на этапе проектирования, когда на основе прогноза и оценки рисков выбирается наиболее устойчивый к воздействию случайных факторов вариант выполнения СЭУ и детали ее ответственных элементов. Наиболее эффективным инструментом для реализации процедуры прогноза ресурса и оценки риска является ИМ. Такое моделирование должно быть обеспечено алгоритмами и методами, наиболее адекватно отражающими особенности исследуемых конструкций и удобными для проведения масштабных статистических испытаний.

Основные результаты работы состоят в следующем:

1. Разработан комплекс методов обеспечения надежности и безопасности СЭУ с учетом влияния случайных факторов на износ, усталостную прочность, тепловое состояние, шум и вибрацию на основных этапах ее проектирования.

2. Определены принципы использования электронных систем управления и систем диагностирования для прогноза и оценки рисков.

3. Впервые разработано программное, алгоритмическое и методическое обеспечение выполнения прогноза и оценки риска функционирования деталей, узлов и ГД.

Разработаны методики и алгоритмы определения при проектировании СЭУ на основе прогноза и оценки риска превышения нормируемых значений уровней шума и

вибрации в судовых помещениях с учетом влияния случайных факторов на ВАХ источников шума и вибрации в СЭУ, в том числе при развитой структуре динамически связанных судовых конструкций с высоким демпфированием.

Показано, что при проектировании новых образцов СЭУ оценка рисков должна опираться па результаты научных теоретических и экспериментальных исследований проводимых в достаточных объемах для определения надежных и обоснованных зависимостей, необходимых при ИМ для описания состояния и функционирования объекта оценки.

4. Разработан метод выбора варианта конструкции деталей элементов СЭУ на основе прогноза и оценки риска превышения, вследствие влияния случайных факторов, предельных значений температур и/или их градиентов.

5. Предложены и научно обоснованы математические модели гидродинамики и теплообмена пристенных струйных течений вытекающих в ограниченное пространство.

6. Разработан и научно обоснован метод расчета динамически связанных конструкций с высоким демпфированием.

7 Предложены научно обоснованные технические решения, признанные изобретениями, реализующие различные варианты конструктивного выполнения охлаждаемых деталей ГД и теплообменников СЭУ

В целом выполненные исследования позволяют получить алгоритмическое и методическое обеспечение принятия обоснованных решений на этапе проектирования СЭУ, когда одним из критериев такового выбора может служить количественная оценка устойчивости новых технических решений к воздействию случайных факторов по величине сопутствующих рисков с учетом воздействия одного компонента ЧМС системы на другой. Перспективно применение результатов исследований при проведении НИОКР и в учебном процессе подготовки или переподготовки квалифицированных специалистов в области проектирования СЭУ и их элементов, что позволит им быть готовыми к реализации Федерального закона «О техническом регулировании» и проведении рекомендованной ИМО процедуры ФОБ.

Основные публикации по теме диссертации Монография и учебники

1. Медведев, В.В. Применение методологии формализованной оценки безопасности при проектировании судовой энергетической установки и ее элементов: монография / В.В. Медведев. - СПб.: Реноме, 2008. - 328 с.

2. Судовые энергетические установки. Судовые дизельные энергетические установки: учебник с грифом Мин. обр. и науки / В. К. Румб, Г.В.Яковлев, Г.И.Шаров, В.В. Медведев, М.А. Минасян. - СПб.: СПбГМТУ, 2007,- 622 с. (авт. - 15%).

3. Прочность судового оборудования. В 2 ч. Ч. 1. Конструирование и расчеты прочности судовых двигателей внутреннего сгорания: учебник с грифом Мии.обр. и науки / В.К. Румб, В.В. Медведев. - СПб.: СПбГМГУ, 2006. - 536 с. (авт. - 50%). Научные статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК

4. Медведев, В.В. Оценка экономической эффективности мероприятий по обеспечению надежности и безопасности СЭУ / В.В. Медведев, В.Н. Половинкин // Судостроение. - 2010. - №4. - С. 57-59. (авт. - 50%).

5. Медведев, В.В. Расчетная оценка эффекта от применения вибродемпфирую-щих покрытий и перспективы ее использования для повышения надежности и безопасности судовых дизелей / В.В.Медведев, В.К. Половинкин // Морской вестник.-

2009. - №4. - С. 51-52. (авт. - 50%).

6. Медведев, В.В. Принципы применения электронных систем управления и систем диагностирования для прогноза технического состояния и оценки рисков / В.В. Медведев, Д.С. Семионичев // Судостроение. - 2009. - №4. - С. 41-43. (авт. 50%).

7. Медведев, В.В. Методические рекомендации по прогнозу и оценке рисков при проектировании судовых энергетических установок и их элементов / В.В. Медведев // Судостроение. - 2009. - №2. - С. 41-46.

8. Медведев, В.В. Использование прогноза и оценки рисков при проектировании судовых энергетических установок и их элементов / В.В. Медведев // Судостроение. 2008,-№6.-С. 56-58.

9. Медведев, В.В. Метод оценки риска превышения предельно допустимых уровней шума и вибрации в помещениях судна с дизельной энергетической установкой /В.В. Медведев // Судостроение. - 2007. - №4. - С. 42^17.

10. Прогнозирование долговечности деталей судовых дизелей В.К. Румб,

B.В. Медведев II Двигателестроение. - 2006. - №4. - С. 29-34. (авт.-50%).

11. Снижение вибрации дизель-генераторов и судовых конструкций за счет демпфирования мастичными покрытиями / М.А.Минасян, В.В.Медведев II Судостроение. 2006. - №3. - С.36-37. (авт. - 50%).

12. Применение методики по формализованной оценке безопасности для определения осгаточного ресурса главного судового дизеля / В.К. Румб, В.В. Медведев, A.B. Серов, A.A. Хижняк // Судостроение. - 2005. - №5. - С. 42^17. (авт. - 25%).

13. Методические основы вероятностного расчета прочности и долговечносги деталей ДВС / В.К. Румб, В.В. Медведев // Двигателестроение. - 2003. - №4. - С. 22-24. (авт. - 50%).

14. Демпфирование натурной модели корпуса стального судна покрытием из мастики АДЕМ и расчсг уровней вибрации и шума / Б.Д. Виноградов, В.В. Медведев Н Морской вестник. -2003. - Специальный выпуск №1(1). - С. 85-88. (авт. - 50%).

15. Построение ФАБ судового дизеля / С.Р.Семионичев, В.В.Медведев. В.К.Румб // Морской вестник. -2003. - Специальный выпуск №1(1). - С. 74-76. (авт. - 33%).

16. Определение остаточной долговечности деталей судовых ДВС при наличии трещин / В.К.Румб, В.В.Медведев, С.Р.Семионичев // Морской вестник. - 2003. - Специальный выпуск №1(1). - С. 76-80. (авт. - 33%).

17. Оценка предельных эксплуатационных параметров главного судового дизеля /

C.Р. Семионичев, В.К. Румб, В.В. Медведев II Морской вестник. - 2003. - Специальный выпуск №1(1). - С. 80-82. (авт. - 33%).

18. Методика определения остаточной долговечности деталей судовых ДВС при наличии трещин / В.К. Румб, В.В. Медведев, С.Р. Семионичев, A.B. Серов // Двигателестроение. - 2002. - №4. - С. 12-17. (авт. - 25%).

19. Концепция проектирования пропульсивного комплекса подводного аппарата / Т.И. Перегудова, А.Н. Калмыков, А.П. Сеньков, В.В. Медведев и др. // Судостроение. - 1997.-№6. - С. 18-20. (авт. - 14%).

Авторские свидетельства и патенты

20. A.c. 1359442 СССР, МКИ4 F01L3/14. Охлаждаемый клапан двигателя внутреннего сгорания / Б.В. Сударев, В.Б. Сударев, В.В. Медведев, В.Г Романов (СССР). №3903002/25-06; заявл. 29.05.85; опубл. 15.12.87, Бюл. №46. - 2 с. (авт. -25%)

21. A.c. 1456620 СССР, МКИ4 F01P3/02, F02F1/14. Устройство для жидкостного

охлаждения гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания / Б.В. Сударев, В.В. Медведев, А.Н. Назаров, A.B. Курочкин (СССР). №4238273/25-06; заявл. 27.04.87; опубл. 07.02.89, Бюл. №5. - 3 с. (авт. - 25%).

22. A.c. 1467363 СССР. МКИ5 F28F13/12. Теплообменная труба / Б.В. Сударев,

A.Н. Цуриков, В.В. Медведев, С.М. Сивуха, Д.В. Чистяков (СССР). №4292466/06; заявл. 03.08.87; опубл. 23.03.89, Бюл. №11.-2 с. (авт. - 20%).

23. A.c. 1480435 СССР, МКИ4 F01D5/18. Охлаждаемая лопатка газовой турбины / Б.В. Сударев, В.В. Медведев, A.C. Лебедев, A.A. Елтаренко (СССР). - №4310248/24-06; заявл. 28.09.87. - 2 с. (авт. - 25%).

24. A.c. 1481586 СССР, МКИ4 F28F13/06. Способ теплообмена Б.В. Сударев,

B.В. Медведев, A.C. Лебедев, A.A. Елгаренко, М.С. Черный (СССР). - №4311192/2406; заявл. 28.09.87; опубл. 23.05.89, Бюл. №19. - 3 с. (авт. - 20%).

25. Пат. 1487588 Российская Федерация, МКИ4 F01D5/18. Охлаждаемая лопатка газовой турбины / Б.В. Сударев, В.В. Медведев, В.Б. Сударев, И.С. Бодров, А.Н. Ковалев; заявитель и патентообладатель ПО «ЛМЗ». №4263614/24-06; заявл. 15.06.87 - 2 с. (авт. - 20%).

26. A.c. 1502953 СССР, МКИ4 F28F1/40, 13/06. Теплообменный элемент / Б.В. Сударев, В.В.Медведев, В.Н. Финенко, Е.А. Кравец (СССР). - №4171440/24-06; заявл. 04.01.87; опубл. 23.08.89, Бюл. №31.-2 с. (авт.-25%).

27. A.c. 1515820 СССР, МКИ4 F01D5/18. Охлаждаемая рабочая лопатка газовой турбины / В.Б. Сударев, Б.В. Сударев, В.В. Медведев, С.М. Сивуха, И.В. Кудрявцева (СССР). - №4238987/24-06; заявл. 04.05.87. - 2 с. (авт. - 20%).

28. Пат. 1524591 Российская Федерация, МКИ4 F01D5/18. Лопатка газовой турбины / АЛ. Кузнецов, Э.Г Нарежный, Б.В. Сударев, В.В. Медведев, И.С. Бодров,

A.Н.Ковалев; заявитель и патентообладатель ПО «ЛМЗ». №4401557/24-06; заявл. 01.04.88.-2 с. (авт.-16%)

29. A.c. 1533404 СССР, МКИ4 F01D5/18. Охлаждаемая лопатка турбомашины / Б.В. Сударев, В.Б. Сударев, В.В. Медведев, В.М. Шайтор (СССР). - №4385200/24-06; заявл. 29.02.88. - 3 с. (авт. - 25%).

30. A.c. 1559215 СССР, МКИ5 F02FI/36, F01P3/02. Крышка цилиндра преимущественно тихоходного двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением / К.Н. Коптев, Б.В. Сударев, В.В. Медведев (СССР), П. Трнка (ЧССР). - №4237458/25-06; заявл. 27.04.87; опубл. 23.04.90, Бюл. №15. - 3 с. (авт. - 25%).

31. A.c. 1605009 СССР, МКИ5 F02F3/22, F01P3/10. Охлаждаемый поршень малооборотного двигателя внутреннего сгорания / Б.В. Сударев, В.В. Медведев,

C. Л. Деменок, Д.В.Чистяков (СССР). №4628767/25-06; заявл. 29.12.88; опубл. 07.11.90, Бюл. №41. - 2 с. (авт. - 25%).

32. A.c. 1621620 СССР, МКИ5 F01D5/18. Охлаждаемая лопатка газовой турбины / Б.В. Сударев. В.Б. Сударев, В.В. Медведев, А.Н. Цуриков (СССР). - №4624597/06; заявл. 26.12.88. - 3 с. (авт. - 25%).

33. A.c. 1657930 СССР, МКИ3 F28F13/06. Способ теплообмена Б.В. Сударев,

B.В. Медведев, A.B. Сударев, А.Н. Цуриков, В.Б. Сударев (СССР). №4624596/06; заявл. 26.12.88; опубл. 23.06.91, Бюл. №23.-3 с. (авт.-20%).

34. A.c. 1688630 СССР, МКИ5 F01D5/18. Охлаждаемая лопатка газовой турбины / Б.В. Сударев, В.В. Медведев, И.С. Бодров, А.Н. Ковалев (СССР). - №4765470/06; заявл. 6.12.89.-2 с. (авт. -25%).

35. A.c. 1698614 СССР, МКИ^ F28F13/12. Высокотемпературная теплообменная

труба / Б.В. Сударев, В.Б. Сударев, СЛ. Деменок, В.В. Медведев (СССР). №4756709/06; заявл. 04.11.89; опубл. 15.12.91, Бюл. №46. - 4 с. (авт. -25%).

36. A.c. 1706253 СССР, МКИ5 F01D5/18. Охлаждаемая рабочая лопатка газовой турбины / Б.В. Сударев, В.Б. Сударев, С.Л. Деменок, В.В. Медведев (СССР). №4818886/06; заявл. 26.02.90. - 3 с. (авт. - 25%).

37. A.c. 1713299 СССР, МКИ5 F01D5/18. Охлаждаемая лопатка газовой турбины / Э.Г Нарежный, Б.В. Сударев, В.В. Медведев, A.M. Темиров, A.B. Зрелов, В.А. Мартьянов (СССР). - №4757048/06; заявл. 29.09.89. - 3 с. (авт. - 16%).

38. A.c. 1719870 СССР, МКИ5 F28D17/00. Регенеративный теплообменник

B.А. Чистяков, Б.В. Сударев, С.Л. Деменок, В.В. Медведев, Ю.Н.Добрянский (СССР). №4817674/06; заявл. 23.04.90; опубл. 15.03.92, Бюл. №10. - 3 с. (авт. - 20%).

39. A.c. 1719875 СССР, МКИ5 F28F13/12. Теплообменная труба / Б.В. Сударев,

C.Л. Деменок, В.В.Медведев. В.Б. Сударев (СССР). - №4812016/06; заявл. 30.04.90; опубл. 15.03.92, Бюл. №10. - 3 с. (авт. - 25%).

40. A.c. 1726822 СССР, МКИ5 F02F3/22, F01P3/10. Охлаждаемый поршень малооборотного двигателя внутреннего сгорания / Б.В. Сударев, В.В. Медведев, С.Л. Деменок, A.B. Остапенко (СССР). - №4825043/06; заявл. 11.05.90; опубл. 15.04.92, Бюл. №14. - 4 с. (авт. - 25%)

41. A.c. 1726828 СССР, МКИ5 F02G1/043. Двигатель Стерлинга Б.В. Сударев, С.П.Столяров, С.Л. Деменок, В.В.Медведев (СССР). - №4767671/06; заявл. 12.12.89; опубл. 15.04.92, Бюл. №14. - 3 с. (авт. - 25%).

42. A.c. 1733899 СССР, МКИ5 F28F13/12. Теплообменная труба / H.H. Сунцов, Б.В. Сударев, С.Л. Деменок, В.В. Медведев, Ю.Н. Добрянская (СССР). №4803101/06; заявл. 19.03.90; опубл. 15.05.92, Бюл. №18. - 3 с. (авт. - 20%).

43. A.c. 1740716 СССР, МКИ5 F01P3/02. Рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания / Б.В. Сударев, С.Л. Деменок, В.В. Медведев, С.П. Столяров (СССР). - №4849857/06; заявл. 10.07.90; опубл. 15.06.92, Бюл. №22.- 4 с. (авт. - 25%).

44. A.c. 1749504 СССР, МКИ5 F01P3/02. Рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания / Б.В.Сударев, С.Л.Деменок, В.В.Медведев (СССР). - №4882833/06; заявл. 16.11.90; опубл. 23.07.92, Бюл. №27. - 3 с. (авт. - 33%).

45. A.c. 1749614 СССР, МКИ5 F22G5/12. Впрыскивающий пароохладитель Н.Н.Сунцов, Б.В.Сударев, С.Л.Деменок, В.В.Медведев, Б.А.Иваницкий (СССР). №4882824/06; заявл. 16.11.90; опубл. 23.07.92, Бюл. №27. - 3 с. (авт. - 20%).

46. A.c. 1771232 СССР, МКИ5 F01D5/18. Охлаждаемая лопатка газовой турбины / Б.В. Сударев, Э.Г. Нарежный, А.Л. Кузнецов, В.В. Медведев (СССР). - №4904890/06; заявл. 22.01.91.-3 с. (авт.-25%).

47. A.c. 1793074 СССР, МКИ5 F01D5/18. Охлаждаемая лопатка газовой турбины / Б.В. Сударев, Э.Г Нарежный, А.Л. Кузнецов, В.В. Медведев, И.С. Бодров, А.Н. Ковалев (СССР). - №4851332/06; заявл. 17.07.90. - 3 с. (авт. - 16%).

Другие публикации

48. Медведев, В.В. Методические рекомендации по прогнозу и оценке рисков при обосновании целесообразности модернизации судовых энергетических установок / В.В. Медведев, Д.С. Семионичев // Науч.-техн. сб. Российского морского регистра судоходства. - 2009. - Вып. 32. - С. 179-190. (авт. - 50%).

49. Медведев, В.В. Использование имитационного моделирования для обеспечения надежности и безопасности судовых дизелей / В.В. Медведев, В.Н. Половинкин //

Материалы Четвертой Всероссийской научно-практической конференции "Имитационное моделирование. Теория и практика" - СПб: Изд-во ОАО ЦТСС, 2009. - Т. II. С. 159-164. (авг.-50%).

50. Разработка программного обеспечения для обоснования целесообразности модернизации судовой энергегической установки на основе прогноза и оценки риска [электронный ресурс] / Д.С. Семионичев, В.В. Медведев II Материалы Девятой сессии международной научной школы "Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и чиагпостики машин и мсханизмов".-СПб:ИПМаш,2009.-С.51-53.(авт. - 50%).

51. Медведев, В.В. Экспериментальные исследования - надежная основа для оценки рисков / В.В. Медведев // Турбины и дизели. - 2009. -№4. - С.8-10.

52. Медведев, В.В. Оценка риска эксплуатации ДВС при использовании деталей с трещинами / В.В. Медведев // Турбины и дизели. - 2008. - №2. - С.24-26.

53. Медведев, В.В. Новые научные исследования - основа перспектив применения формализованной оценки безопасности / В.В.Медведев // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование: Сб. трудов Пятой международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности». - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2008. Т. 12. -С. 22-23.

54. Медведев, В.В. Применение процедуры ФОБ для оценки риска превышения допустимых уровней температур деталей дизеля / В.В. Медведев // Материалы межотраслевой научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития поршневых ДВС». - СПб, 2008. - С. 131-136.

55. Медведев, В.В. Применение процедуры ФОБ к оценке риска эксплуатации судового дизеля и практика подготовки исходных данных / В.В. Медведев, A.B. Серов, Д.С. Семионичев // Материалы межотраслевой научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития поршневых ДВС». - СПб, 2008. - С. 157-160. (авт. -33%).

56. Медведев, В.В. Оценка рисков гарантия верного технического решения В.В.Медведев // Турбины и дизели. - 2007 - №5. - С. 24^27.

57. Медведев, В.В. Прогнозирование акустической обстановки в машинных помещениях / В.В. Медведев //Турбины и дизели. -2007. -№2. - С. 40-43.

58. Основы расчета остаточной долговечности деталей судовых ДВС / В.К. Румб, В.В. Медведев, A.B. Серов // Науч.-техи. сб. Российского морского регистра судоходства. - 2007. - Вып. 30. - С. 179-190. (авт. - 33%).

59. Медведев, В.В. Использование имитационного моделирования для прогнозирования вероятности отказа коленчатых валов судовых дизелей на заданный период эксплуатации в дисциплине «Основы надежности и диагностики» / В.В. Медведев // Материалы Третьей Всероссийской научно-практической конференции "Имитационное моделирование. Теория и практика" - СПб, 2007. - Т. II. - С. 133-137.

60. Медведев, В.В. Перспективы применения формализованной оценки безопасности при проектировании и эксплуатации высокотехнологичных технических объектов / В.В. Медведев, В.К. Румб // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование: Сб. трудов Второй международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности». - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2006. Т. 6. - С. 81-82. (авт. - 50%).

61. Основы надежности и диагностики судовых ДВС: учеб. пособие с грифом

УМО / В.К. Румб, В.В. Медведев, С.Р Семионичев. - СПб.. ИЦ СПбГМТУ, 2005. 92 с. (авт.-33%).

62. Медведев, В. В. Определение вероятности безотказной работы судового дизеля на заданный период эксплуатации на основе имитационных испытаний: метод, указания / В.В. Медведев, С.П. Столяров. - СПб.:ИЦ СПбГМТУ, 2005. - 62 с. (авт. 50%).

63. Медведев, В.В. Прогнозирование остаточного ресурса двигателей с электронными системами управления / В.В. Медведев, В.К. Румб // Материалы региональной научно-технической конференции «Кораблестроительное образование и наука 2005». - СПб, 2005. - Т 2. - С. 99-103. (авт. - 50%).

64. Outcomes of the Development of the Formalized Model of a Ship Diesel Engine / V.K. Rhumb, V. V. Medvedev // Proceedings of the International Symposium on Combustion Engine and Marine Engineering 2003, ISCEM-CE-SS14 Busan, Korea. October 22-24, 2003,-P 153-160. (авт.-50%).

65. Медведев, В.В. Анализ требований МАКО к прочности коленчатых валов судовых дизелей / В.В. Медведев, Л.Н. Парфенов, В.К. Румб, А.В. Серов // Науч.-техн. сб. Российского морского регистра судоходства. 2000. Вып. 23. С. 154-161. (авт. - 25%).

66. Демпфирование подмоторной рамы дизель-генератора ДГ 5AL25/30 покрытием из мастики АДЕМ и расчет полученного эффекта / М.А. Минасян, В.В. Медведеву ВМА. - СПб., 2000. - 13 с. - Деп. в ЦВНИ 08.06.2000, № В-4382. (авт. - 50%).

67 Vibroacoustical effect of using of a vibrodamping treatment on the big-scale model of transport structures / B.D. Vinogradov, V.V. Medvedev II Proceedings of the International ЕААУЕЕАА Symposium "Transport Noise - 98".- Tallinn, 1998. - C. 297-300. (авт 50%).

68. Демпфирование корпусных конструкций судов - метод улучшения акустической обстановки в их помещениях: расчетная оценка эффекта использования и средства демпфирования / Б.Д. Виноградов, В.В. Медведев, А.Г Родионов // Тр. Второй международной конференции по судостроению - ISC'98. - СПб. 1998. - Секция Е.

Т 1.-С. 100-107. (авт.-33%).

69. Vibrational Energy Losses in Highly-Damped Large-Scale Mock-Up Shaker B.D.Vinogradov, V. V.Medvedev И Technical Acoustics. 1997 Vol.3. - №4. - C.41-47 (авт. - 50%)

70. Hydrodynamics and heat exchange with wall jet cooling of gas turbine blade internal spaces / A.V Soudarev, B.V Soudarev, N.N. Sunzov, V.V. Medvedev, V.B. Soudarev // Presented at the International Gas Turbine and Aeroengine Congress & Exhibition, 96-GT-526. - Birmingham, 1996. - 6 p. (авт. - 20%).

71. On analytical estimation of vibrational energy losses in highly-damped coupled structures / B.D. Vinogradov, V. V. Medvedev Proceedings of the Fourth International Congress on Sound and Vibration. - St. Petersburg, 1996. - Vol.3. - C. 1793-1796. (авт 50%).

72. On vibration of a system of higly damped coupled constructions / B.D. Vinogradov, V. V. Medvedev 11 Proceedings of the Second International Symposium "Transport Noise and Vibration". - St. Petersburg, 1994. - C. 369-371 (авт. - 50%).

/

2010183493

Печатается в авторской редакции

Подписано в печать 01 12.10 Сдано в производство 01 12.10

Формат 60><84 1/16 Усл.-печ. л. 2,61 Уч.-изд. л. 2.

Тираж 100 экз. Заказ № 168

Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций 198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7

Отпечатано в типографии ФГОУ ВПО СПГУВК 198035. Санкт-Петербург, Межевой канал, 2

2010183493

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ И ВЫБОР ПУТЕЙ ЕЕ РЕШЕНИЯ.

1.1 Анализ данных по отказам, обзор литературных источников, выбор методов исследования обеспечения надежности и безопасности СЭУ.

1.2 Обоснование возможности использования имитационного моделирования для обеспечения надежности и безопасности СЭУ.

1.3 Разработка методики и рекомендаций по организации процедуры имитационного моделирования применительно к СЭУ.

2 ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ГЛАВНОГО

СУДОВОГО ДИЗЕЛЯ ПО РЕСУРСНЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ.

• 2.1 Основные принципы и предпосылки применения имитационного моделирования для прогноза и оценки надежности и безопасности главного судового дизеля.

2.2 Выбор основных соотношений для прогноза ресурсных показателей двигателя.

2.2.1 Прогнозирование остаточного ресурса деталей по критерию износа

2.2.2 Прогнозирование наработки до отказа деталей по критерию усталостной прочности.

2.2.2.1 Определение наработки деталей судовых ДВС до образования видимых трещин.

2.2.2.2 Оценка ресурса коленчатых валов судовых дизелей.

2.2.2.3 Оценка остаточной наработки до отказа детали с трещиной.

2.3 Основные подходы к расчету характеристик надежности дизеля как сложной системы.

2.3.1 Аварийное предельное снижение мощности и частоты вращения главного судового дизеля.

2.3.1.1 Определение параметров аварийного дизеля, приводящих к его остановке из-за малости оборотов.

2.3.1.2 Определение параметров аварийного дизеля приводящих к потере возможности управлять судном.

2.3.1.3 Аварийная работа дизеля при отключении цилиндров.

2.3.1.4 Аварийное состояние турбокомпрессоров.

2.3.2 Другие подходы.

2.4 Выводы по главе.

3 ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ СЭУ ПО УРОВНЯМ ВИБРАЦИИ И ШУМА.

3.1 Основные принципы и предпосылки применения имитационного моделирования для прогноза и оценки уровней вибрации и шума.

3.2 Метод прогноза и оценки риска превышения предельно допустимых уровней шума в машинном помещении с дизельной энергетической установкой.

3.3 Метод прогноза и оценки риска превышения предельно допустимых уровней шума и вибрации в помещениях судна с дизельной энергетической установкой.

3.3.1 Обзор существующих методов расчета.'.

3.3.2 Новый метод расчета динамически связанных конструкций с высоким демпфированием.

3.3.3 Результаты сопоставления расчетов по новому методу расчета динамически связанных конструкций с высоким демпфированием с данными экспериментов.

3.3.4 Пример выполнения прогноза риска превышения нормативных значений уровней вибрации и шума в судовых помещениях.

3.3.5 Возможное направление развития нового метода расчета звуковых вибраций высокодемпфированных сложных динамических структур за счет учета энергии звукоизлучения.

3.3.6 Возможное направление использования нового метода расчета для повышения надежности и безопасности судовых дизелей.

3.4 Выводы по главе.

4 ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ПО ТЕПЛОВОМУ СОСТОЯНИЮ ДЕТАЛЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ СЭУ.

4.1 Основные принципы и предпосылки применения имитационного моделирования для прогноза и оценки теплового состояния деталей СЭУ

4.2 Результаты экспериментального и теоретического исследования гидродинамики и теплообмена пристенных струй, вытекающих в ограниченное пространство.:.

4.2.1 Визуализация течения.

4.2.2 Экспериментальное исследование поля скоростей в камерах с пристенными струями.

4.2.3 Математическая модель струйного течения в ограниченном пространстве.

4.2.4 Экспериментальное исследование теплообмена и гидравлики на моделях лопатки соплового аппарата первой ступени.

4.3 Расчет и сравнение теплового состояния лопатки с продольными перегородками со штатной дефлекторной лопаткой.

4.3.1 Температурное поле модельного варианта лопатки со вставными перегородками.

4.3.2 Тепловое состояние штатной дефлекторной лопатки.

4.3.3 Тепловое состояние лопатки с перегородками во внутренней полости.

4.4 Пример применения прогноза и оценки риска превышения допустимых уровней температур в деталях главных судовых двигателей вследствие влияния технологических отклонений.

4.5 Выводы по главе.

5 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ СЭУ.

5.1 Выводы по главе.

Согласно «Стратегии развития судостроительной промышленности на период до 2020 года и на дальнейшую перспективу» [1] приоритетными проектами конкурентоспособной высокоэкономичной морской техники являются, в частности, новые типы двигателей, энергетических установок и вспомогательных силовых установок обладающие повышенной надежностью, безопасностью и живучестью. Важнейшим инструментом реализации Стратегии является федеральная целевая программа «Развитие гражданской морской техники на 2009-2016 годы». Она предполагает проведение НИОКР, в частности по направлению «Судовое машиностроение и энергетика». В целом по результатам НИОКР планируется получить по новым технологиям порядка 200-240 патентов [2]. В ходе выполнения НИОКР должны быть предложены новые конструкции двигателей [3] и новые способы их использования в пропульсивном комплексе [4].

При обилии новых технических решений перед лицами, принимающими окончательное решение, естественно встанет проблема выбора наилучшего. Одним из критериев такового выбора может служить устойчивость технических решений к воздействию случайных факторов, которая важна с точки зрения комплексного обеспечения надежности и безопасности эксплуатации.

Приемлемый уровень безопасности и надежности должен обеспечиваться и поддерживаться в течение всего срока службы судна и его энергетической установки (СЭУ), в частности судового дизеля. Их уровень закладывается на этапе проектирования, определяется при создании и поддерживается в ходе эксплуатации. При этом нельзя повысить надежность и безопасность без конструктивных изменений. Во время эксплуатации приемлемый уровень надежности и безопасности поддерживается за счет высокого уровня профессиональной подготовки обслуживающего персонала, а также за счет технического обслуживания и (или) ремонтов, что требует определенных затрат времени и средств. На практике путем ремонта с модернизацией или переоборудованием на базе разработанных новых конструктивных и технологических решений, возможно не только обеспечить заданный исходный уровень надежности и безопасности, но и повысить его. Особое значение приобретают методы и подходы выбора и обоснования таких решений и методики оценки их экономической или технико-экономической эффективности. Важную роль в такой оценке в первую очередь играет прогноз показателей надежности. Надежность, в соответствии с ГОСТом 27.0002-89, является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации может оцениваться числовыми показателями безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. У безотказности и долговечности есть общая черта - это свойство объекта сохранять работоспособность. Характеристиками долговечности являются гамма-процентные ресурс и срок службы. Гамма-процентный ресурс представляет собой суммарную наработку, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью у(%). Фактический ресурс определяет запас работоспособности, выраженный в часах наработки от начала эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние. Наибольший интерес для обеспечения безопасности и надежности представляет остаточный ресурс.

При этом следует отметить, что существует однозначная связь между надежностью и безопасностью СЭУ. Согласно ГОСТ 27.002-89, «безопасность-свойство объекта при изготовлении и эксплуатации и в случае нарушения работоспособного состояния не создавать угрозу для жизни и здоровья людей, а также для окружающей среды». При этом отмечено, что безопасность тесно связана с надежностью, если потеря работоспособного состояния (отказ) приводит к превышению предельно допустимых 'норм для людей и окружающей среды. В Федеральном законе «О техническом регулировании» №184-ФЗ [5] безопасность определяется как «состояние, при котором отсутствует недопустимый риск (причинения вреда потенциальным жертвам)». Термин «риск», входящей в качестве существенного признака в последнее определение - это «вероятность причинения вреда. с учетом его тяжести». Можно также отметить, что в стандартах ГОСТ Р 51901-2002 и ГОСТ Р 518972002, введенных практически одновременно с ним, риск трактуется как -«сочетание вероятности события и его последствий».

В свою очередь надежность и безопасность СЭУ зависят от большого числа факторов, определяемых ее конструкцией, условиями производства и эксплуатации. Это приводит к тому, что процессы изменения технического состояния, надежности и безопасности носят случайный характер, а при оценке и анализе показателей надежности и безопасности необходимо использовать методы теории вероятности.

Вероятностная методология оценки риска эксплуатации опасных производственных объектов, впервые использованная Н. Расмуссеном (Norman С. Rasmussen), нашла развитие в работах отечественных и зарубежных исследователей Э.Дж. Хэнли (Ernest J. Henley), X. Кумамото (Hiromitsu Kumamoto), Дж. Раста (Jo Rust), JI. Уивера (L. Weaver), В. Маршала (Vic С. Marshall), К.В.Фролова, Н.А.Махутова, В.А.Острейковского, Ю.В.Швыряева, С.Г. Шульмана, А.Н. Бирбраера, П.Г. Белова, А.И. Гражданкина и др.

Широко используют логико-вероятностные исследования надежности, живучести и безопасности структурно-сложных систем, а также методы решения задач управления безопасностью на кораблях и судах ВМФ ученые научной школы заложенной И.А. Рябининым. Вопросы оценки рисков и безопасности эксплуатации морских транспортных судов отражены в трудах В.А. Абчука, Г.В. Егорова, A.A. Захарова, A.M. Никитина, H.A. Решетова, В.П. Топалова, В.Г. Торского, В.А. Туркина и др. Отдельно можно отметить работы [6]-[8].

Базовым показателем безопасности принято считать вероятность pk) проведения конкретных процессов без происшествий в течение времени t.

Другими, с ним связанными показателями могут быть вероятность 1—P(i) возникновения хотя бы одного происшествия за это же время, а также математические ожидания: времени приостановки данного процесса из-за возможных там происшествий; величины связанного с ними социально-экономического ущерба (ожидаемый ущерб); затрат на обеспечение безопасности. Используется на практике и частота отказов.

В целом, при рассмотрении теории надежности (безопасности), как правило, оперируют понятиями: «происшествие»; «отказ»; «дефект»; «коллапс»; «вред»; «работоспособность»; «опасное состояние»; «опасность»: «безопасность»; «авария» и др.

В свою очередь к происшествиям могут относиться катастрофы, аварии, аварийные происшествия.

В качестве «опасного состояния», как правило, принимается ущерб (возможность ущерба) большого масштаба.

Перечисленные показатели могут определяться с помощью специальных моделей или оцениваться статистическими методами [9]-[12], а также методами логико-вероятностного исчисления.

С середины 90-х годов прошлого века отчетливо проявилась тенденция к массовому тиражированию международных стандартов, изданных за рубежом и касающихся преимущественно опасных техногенных факторов. К их числу следует отнести: ГОСТ Р 27.310-95 «Анализ видов, последствий и критичности отказов»; ГОСТ Р 51333-99 «Безопасность машин. Основные принципы конструирования. Термины, технологические решения и технические условия»; ГОСТ Р 51901-2002 «Управление надежностью. Анализ риска технологических систем»; ГОСТ Р 51897-2002 «Менеджмент риска. Термины и определения»; ГОСТ Р 51901.4-2005 «Менеджмент риска. Руководство по применению при проектировании»; ГОСТ Р51901.5-2005 «Менеджмент риска. Руководство по применению методов анализа надежности»; ГОСТ Р 51901.13-2005 «Менеджмент риска. Анализ дерева неисправностей», а также ГОСТы ИСО/ТО

12100-1 и 2 - 2002 «Безопасность оборудования. Основные понятия, общие принципы конструирования» и ГОСТ Р ИСО 10006-2005 «Системы менеджмента качества. Руководство по менеджменту качества при проектировании».

В судоходной отрасли существуют обязательные правила и нормы постройки и эксплуатации судов, которые, однако, не исключают присутствия аварийности. Для снижения вероятности аварий постоянно изыскиваются принципиально новые методологические подходы [13]. Следует особо отметить, что Международная морская организация (ИМО - International Maritime Organization - IMO) в настоящее время последовательно решает задачи повышения безопасности мореплавания путем разработки целевых стандартов постройки новых судов. Одним из примеров системного подхода к их разработке является формализованная оценка безопасности (ФОБ - Formal Safety Assessment - FSA) [14].

В 1993 году на 62-й сессии Комитета по безопасности на море ИМО впервые стали рассматриваться вопросы, связанные с внедрением методов превентивного нормирования рисков на морском транспорте. При этом оценка различных рисков осуществляется уже на первых этапах проектирования сложных объектов.

В 1996 году было подготовлено, а с 1997 года одобрено Временное руководство ИМО по ФОБ [15] и создана специализированная рабочая группа МАКО. ФОБ представляет собой структурированную и систематизированную методику повышения безопасности на море, включая защиту жизни, здоровья, морской среды и собственности путем использования оценок рисков и экономии. По своей сути, ФОБ - процесс, направленный на выявление опасностей до того, как они вызовут аварийные ситуации. В общем виде реализация ФОБ требует выполнения пяти этапов (рисунок В. 1): идентификации опасностей; анализа риска; определения способов управления риском; оценки стоимости и экономии при принятии определенных способов управления риском; рекомендации по принятию решений. Последние решения могут носить предупредительный, конструкционный или организационный характер.

Рисунок В.1 - Блок-схема методики ФОБ

В ФОБ риск вычисляется по формуле

R = PC, (B.i) где Р— частота (или вероятность) нежелательного события; С— степень тяжести последствий нежелательного события (количество денег или жертв, потерянных в результате одного нежелательного события).

Количественно риск определяется на втором этапе, а суммирование рисков обычно выполняется на основе «деревьев событий» (Events Tree) или «дерева отказа» (Fault Tree).

В практике анализа риска [16]-[19] обычно используют характеристику случайной величины потерь называемую F/N-кривой (диаграммой) для оценки людских или F/G -кривой для оценки материальных потерь. Такую же F / N -диаграмму принято использовать и при выполнении ФОБ [13].

Метод ФОБ находится в настоящее время в процессе развития. Так в 1999-2001 годах Временное руководство по формализованной оценке безопасности было переработано и с 2002 года вступило в действие с учетом внесенных поправок [20].

Российский морской регистр, судоходства (РС) одним из первых активно стал настойчиво пропагандировать и осваивать метод ФОБ в своей нормативной работе [21]-[23]. В Правила классификации и постройки плавучих буровых установок и стационарных платформ была включена глава «Оценка безопасности». Кроме того, РС выполнил целый ряд научно-исследовательских работ по формализованной безопасности судовых аммиачных установок, по модели ФОБ противопожарной защиты судна, по модели ФОБ эксплуатации танкеров [24], по модели ФОБ судового дизеля [25]. Данный подход предполагает использование ФОБ при разработке правил классификационных обществ. В правила классификации и постройки морских судов закладывается обеспечение приемлемого уровня безопасности и надежности, поддерживаемого в течение всего срока службы судна. Подразумевается, что все индивидуальные риски команды, пассажиров должны находиться на приемлемом уровне. Учитываются все эффективные с точки зрения расходов меры для защиты жизни, собственности третьих лиц и окружающей среды.

Изложенное позволяет отметить, что метод ФОБ полностью соответствует идеологии заложенной' в Федеральном законе «О техническом регулировании» и во многом перекликается с новыми документами национальной системы стандартизации.

Актуальность проблемы обеспечения надежности и безопасности СЭУ и, следовательно, актуальность диссертационного исследования объясняется следующим. Основным техническим оборудованием судна является главная энергетическая установка (ГЭУ), техническое состояние которой самым непосредственным образом влияет на безопасную эксплуатацию судна в целом. Подтверждением сказанному служит статистика отказов. Согласно [26], на долю ГЭУ приходится 60-80% всех отказов по судну в целом (рисунок В.2) Это объясняет постоянный интерес к проблемам надежности СЭУ и обилие работ ведущих специалистов, среди которых можно отметить B.C. Гаврилова, JI.B. Ефремова, JI.H. Карпова, Р.В. Кузьмина, Е.И. Крылова, М.К. Овсянникова,

В.Н. Половинкина и других. Отдельно можно отметить работы [26]-[30]. % %

100 -I- 100

80

60

40

20 0 а)

80

60 Н

40

20 0 б) 4

Рисунок В.2 - Диаграмма распределения отказов по основным элементам судов: а — грузовой теплоход пр. 507Б; б — танкер пр. 1577, 1 - энергетическая установка; 2 - палубные механизмы; 3 - электроснабжение;

4 - движительно-рулевой комплекс; 5 — корпус и надстройка [26]

Надежность судовых машин и механизмов тесно связана с обшей проблемой надежности машин. Здесь следует выделить работы [31]-[33].

Кроме этого многолетний опыт свидетельствует, что опасное состояние СЭУ, как правило, и приводит к ущербу судна большого масштаба, в том числе и к катастрофам, связанным с гибелью, как судна, так и членов его экипажа.

Проблема обеспечения надежности и безопасности вызвала развитие методов диагностирования и прогноза технического состояния. Здесь следует отметить работы A.B. Баркова, Б.П. Башурова, В.Н. Бырина, И.В. Возницкого, Д.В. Гаскарова, В.Г. Денисова, М.И. Левина, E.H. Климова, А.В.Мозгалевского, Ю.Н. Мясникова, В.И. Николаева, A.A. Обозова, С.А.Попова, П.П.Пархоменко, Г. Ш. Розенберга, Л. П. Седакова, Д. А. Скороходова, Л. Г. Соболева, В. Ф. Сыромятникова, В. Н. Темнова, В. И. Швеева, В. А. Шишкина, О.В. Хруцкого, Н.Я. Яхъяева и других. Отдельного внимания заслуживают работы [34]-[42].

Из приведенных выше данных видно, что определяющим моментом в обеспечении надежности и безопасности является определение вероятности нежелательных событий (отказов) или частота отказов. В качестве примера можно привести работы посвященные анализу вероятности отказов при эксплуатации судовых вспомогательных технических средств танкеров [43] и при техническом обслуживании и ремонте СЭУ [44].

Известно, что наибольший эффект в обеспечении надежное Iи и безопасности достигается при проектировании СЭУ. Это можно оценить, например, по его влиянию на эксплуатационные расходы [45]-[50]. В частности в работе [47] отмечено, что на этапе проработки концепции технического изделия определяются до 65% предстоящих эксплуатационных расходов (и проблем в эксплуатации, прим. авт.), при окончании изготовления - до 95% и возможность повлиять на них с момента начала эксплуатации весьма ограничена.

В свою очередь надежность, и ее важнейший показатель долговечность деталей и узлов СЭУ, зависит от множества факторов. Среди них механические и термические напряжения, определяющие температуру нагрева и скорость изнашивания, являются главными. Этими показателями, с известной долей компромисса, удается управлять конструктивно.

Однако методы и алгоритмы, обеспечивающие прогноз и оценку надежности и безопасности эксплуатации проектируемой СЭУ, требуют дальнейшего совершенствования [51]. Желательно обеспечить общий подход для решения проблемы выбора наилучшего решения, как для СЭУ в целом, так и для ее отдельных элементов (в первую очередь - ГД) и их наиболее ответственных деталей. Поскольку проектирование любой сложной технической установки предусматривает несколько этапов, то целесообразно выполнять такие оценки на каждом этапе с соответствующей подробностью проработки, в частности, для обоснования перехода к следующему этапу проектирования.

Такие методы и алгоритмы могут быть использованы также при эксплуатации и в надзоре за эксплуатацией. В последнем случае должна найти разрешение проблема обеспечения надежности и безопасности функционирования технического объекта на заданный период эксплуатации, например, до исчерпания ресурса, до следующего освидетельствования, навигацию или конкретный рейс, а также возможности реновации, например, деталей ГД определяющих его полный ресурс.

Таким образом, несмотря на обилие выполненных исследований в области обеспечения надежности и безопасности СЭУ, проблема выбора методов исследования этого обеспечения, начиная с этапа ее проектирования, остается актуальной. В первую очередь это касается перехода от оценки надежности и безопасности в детерминированной постановке к оценке в статистической и в вероятностной постановке. При этом необходимо разработать как общие подходы к решению этой задачи, так и разработать конкретные методики и алгоритмы, обеспечивающие прогноз и оценку надежности и безопасности эксплуатации проектируемой СЭУ.

I АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ И ВЫБОР ПУТЕЙ ЕЕ РЕШЕНИЯ

Основные результаты.работы состоят в следующем:

1. Разработан комплекс методов обеспечения надежности и- безопасности СЭУ с учетом влияния случайных факторов на износ, усталостную прочность, тепловое состояние; шум и вибрацию на основных этапах ее проектирования.

2. Определены принципы использования электронных систем управления и систем диагностирования для прогноза и оценки рисков.

3. Впервые разработано программное, алгоритмическое и методическое обеспечение выполнения прогноза и оценки риска функционирования деталей, узлов и ГД.

Разработаны методики и алгоритмы определения при проектировании СЭУ на основе прогноза и оценки риска превышения нормируемых значений уровней шума и вибрации в судовых помещениях с учетом влияния случайных факторов на виброакустические характеристики источников шума и вибрации в СЭУ, в том числе при развитой структуре динамически связанных судовых конструкций с высоким демпфированием.

Показано, что при проектировании новых образцов СЭУ и их элементов оценка рисков должна опираться на результаты научных теоретических и экспериментальных исследований проводимых в достаточных объемах для определения надежных и обоснованных зависимостей, необходимых при ИМ для описания состояния и функционирования объекта оценки.

4. Разработан метод выбора варианта конструкции деталей элементов СЭУ на основе прогноза и оценки риска превышения, вследствие влияния случайных факторов, предельных значений температур и/или их градиентов.

5. Предложены и научно обоснованы математические модели гидродинамики и теплообмена пристенных струйных течений вытекающих в ограниченное пространство.

6. Разработан и научно обоснован метод расчета динамически связанных конструкций с высоким демпфированием.

7. Предложены научно обоснованные технические решения, признанные изобретениями, реализующие различные варианты конструктивного выполнения охлаждаемых деталей ГД и теплообменников СЭУ.

В целом выполненные исследования позволяют получить алгоритмическое и методическое обеспечение принятия обоснованных решений на этапе проектирования СЭУ, когда одним из критериев такового выбора может служить количественная оценка устойчивости новых технических решений к воздействию случайных факторов по величине сопутствующих рисков с учетом воздействия одного компонента ЧМС системы на другой. Перспективно применение результатов исследований- при проведении НИОКР' и в учебном процессе подготовки или переподготовки квалифицированных специалистов в области проектирования СЭУ и их элементов, что позволит им быть готовыми к реализации Федерального закона «О техническом регулировании» и проведении рекомендованной ИМО процедуры ФОБ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате формирования задачи исследования было установлено, что обеспечение надежной и безопасной эксплуатации СЭУ целесообразно начинать на этапе проектирования, когда на основе прогноза ресурса и оценки рисков выбирается наиболее устойчивый к воздействию случайных факторов вариант выполнения СЭУ и деталей ее ответственных элементов. Наиболее эффективным инструментом для реализации процедуры прогноза ресурса и оценки риска является ИМ. Такое моделирование должно быть обеспечено алгоритмами и методами, наиболее адекватно отражающими особенности исследуемых конструкций и удобными для проведения масштабных статистических испытаний.

1. Стратегия развития судостроительной промышленности на период до 2020 года и на дальнейшую перспективу: утв. приказом Минпромэнерго РФ от 06.09.2007 // Судостроение. 2007. - №6. - С.7-11, 30-34, 44-47.

2. Христенко, В.Б. Об основных направлениях развития гражданской морской техники на 2009-2016 годы: доклад на заседании Правительства РФ 08.11.2007 / В.Б. Христенко // Судостроение. 2007. - №6. - С.17-19.

3. Калмыков, А.Н. Электрохимический двигатель / А.Н. Калмыков,

4. A.П. Сеньков, В.В. Медведев // Конверсия в машиностроении. 1996. - №6-С. 18-20.

5. Перегудова, Т.И. Концепция проектирования пропульсивного комплекса подводного аппарата / Т.И.' Перегудова, А.Н. Калмыков, А.П. Сеньков,

6. B.В.Медведев и др. // Судостроение. 1997. - №6. - С. 18-20.

7. Абчук, В.А. Теория риска в морской практике / В.А. Абчук. -Л. -.Судостроение, 1983. 152 с. •

8. Снопков, В.И. Безопасность мореплавания / В.И. Снопков, Г.И. Конопелько, В.Б. Васильева. М.: Транспорт, 1994. - 247 с.

9. Топалов, В.П. Риски в судоходстве / В.П. Топалов, В.Г. Торский. -Одесса: Астропринт, 2007. 368 с.

10. Безопасность России: в 22 т. М.: Знание, 1997-2003. - 22 т.

11. Белов, П. Г. Методологические аспекты национальной безопасности России / П. Г. Белов. М.: ФЦНТП КП «Безопасность», 2001.-300 с.

12. Гражданки», А.И. Риск аварии и оценка нежелательных потерь / А.И. Гражданкин, Д.В. Дегтярев, М.В. Лисанов, A.C. Печеркин // Безопасностьжизнедеятельности. 2002. - № 11. - С.7-11.

13. Махутов, Н.А. Оценки и прогнозирование стратегических рисков в техногенной сфере / Н.А. Махутов // Управление рисками. 2002. Специальный выпуск. - С.59-65.

14. Захаров, А.А. Формализованная оценка безопасности -универсальный инструмент для снижения риска на транспорте / А. А. Захаров // Транспорт Российской федерации. 2006. - №3. - С.66-68.

15. Решетов, Н.А. Деятельность международной морской организации по созданию целевых стандартов постройки новых судов / Н.А. Решетов // Судостроение. 2008. - №2. - С. 9-12.

16. MSC Circ. 829/МЕРС Circ. 335 17 November 1997 Interim Guidelines for the Application of Formal Safety Assessment (FSA) to the IMO Rule-Making Process.

17. Методические указания, по проведению анализа риска опасных производственных объектов: РД 03-418-01: утв. пост. Госгортехнадзора России 10.07.01: ввод, в действие с 01.10.01. 2001. - http://www.fsetan.ru/rd/?them=294 (4 февр. 2008).

18. Маршалл, В. Основные опасности химических производств / В. Маршалл; пер. с англ. Г.В. Барсамана и др. М.: Мир, 1989. - 671 с.

19. Finkelstein, М. S. Measured of Risk and a Concept of Acceptable Risk / M.S. Finkelstein. Proceeding of the International Scientific School Modelling and Analysis of Safety, Risk and Quality in Complex Systems, SPb. 2001.

20. Rasmussen, N. Reactor Safety Study an Assessment of Accident Risks in US Commercial Nuclear Power Plants. / N. Rasmussen. WASH-1400. Nuclear Regulatory Commission, Washington DC, Oct. 1975.

21. MSC/Circ. 1023 T5/1.01 МЕРС/ Circ.3925 April 2002 Guidelines for Formal Safety Assessment (FSA) for-Use in the IMO Rule-making Process.

22. Решетов, H.А. Формальная оценка безопасности судна / Н.А. Решетов // Научн.-техн. сб. Российского морского регистра судоходства. — 1997. —1. Вып. 20. 4.1. -С.3-9.

23. Решетов, H.A. Формализованная оценка безопасности (ФОБ) и ее влияние на судоходную индустрию / H.A. Решетов, A.A. Захаров // Науч.-техн. сб. Российского морского регистра судоходства. 2004. - Вып. 27. - С. 7-13.

24. Захаров, A.A. Обеспечение безопасности человеческой жизни на море / A.A. Захаров // Транспортная безопасность и технологии. 2005. - №3. -http://www.transafetv.rU/issue/2005-3/articals/l 24.html (4 февр. 2008).

25. Формализованная оценка безопасности эксплуатации танкеров / И.М. Пономарев, В.К. Трунин, H.A. Шишкарева // Науч.-техн. сб. Российского морского регистра судоходства. 2000. - Вып.23. - С. 16-32.

26. Румб, В.К. Применение методики по формализованной оценке безопасности для определения остаточного ресурса главного судового дизеля /

27. B.К. Румб, В.В. Медведев, A.B. Серов, A.A. Хижняк // Судостроение. — 2005. -№5.-С. 42-47.

28. Васильев, Б.В. Надежность судовых дизелей / Б.В. Васильев,

29. C.М. Ханин. М.: Транспорт, 1989. - 183 с.

30. Карпов, JI.H. Надежность и качество судовых дизелей / JI.H. Карпов. JL: Судостроение, 1975. - 230 с.

31. Крылов, Е.И. Надежность судовых дизелей / Е.И: Крылов. — М.: Транспорт, 1978. 159 с.

32. Трунин, С.Ф. Надежность судовых машин и механизмов / С.Ф. Трунин, JI.A. Промыслов, О.Р. Смирнов. Л.: Судостроение, 1980. — 192 с.

33. Травин, С.Я. Оценка и обеспечение надежности судового оборудования / С.Я. Травин, J1.A. Промыслов.-JI.: Судостроение, 1988.— 204 с.

34. Проников, A.C. Надежность машин / A.C. Проников. — М.: Машиностроение, 1978. 592 с.

35. Решетов, Д.Н. Надежность машин / Д.Н. Решетов, A.C. Иванов, В.З. Фадеев. -М.: Высшая школа, 1988. 238 с.

36. Хазов, Б.Ф. Справочник по расчету надежности машин на стадиипроектирования / Б.Ф. Хазов, Б.А. Дидусев- М. Машиностроение, 1986 224 с.

37. Климов, E.H. Основы технической диагностики судовых энергетических установок / E.H. Климов. М.: Транспорт, 1980. - 148 с.

38. Васильев, Б.В. Диагностирование технического состояния судовых дизелей / Б.В. Васильев, Д.М. Кофман, С.Г. Эренбург. М.: Транспорт, 1982. — 144 с.

39. Моек, Е. Техническая диагностика судовых машин и механизмов / Е. Моек, X. Штрикерт; пер. с нем. Э.Б. Кублановой. Л.: Судостроение, 1986. -231 с.

40. Шишкин, В.А. Анализ неисправностей и предотвращение повреждений судовых дизелей / В.А. Шишкин. М.: Транспорт, 1986. - 192 с.

41. Никитин, Е.А. Диагностирование дизелей / Е.А. Никитин, JT.B. Станиславский, Э.А. Улановский и др.-М.Машиностроение, 1987.-224 с.

42. Голуб, Е.С. Диагностирование судовых технических средств / Е.С. Голуб, Е.З. Мадорский, Г.Ш. Розенберг. М.: Транспорт, 1993. - 150 с.

43. Мясников, Ю.Н. Надежность и техническая диагностика судовых энергомеханических систем (НТДИКА) / Ю.Н. Мясников. СПб.: ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова, 2008. - 183 с.

44. Денисов, В.Г. Методы и средства технического диагностирования судовых энергетических установок / В.Г. Денисов.- 0десса:фешкс,2008- 304 с.

45. Гузик, В.Ф. Статистическая диагностика неравновесных объектов / В.Ф. Гузик, В.И. Кидалов, А.П. Самойленко СПб.Судостроение,2009. - 304 с.

46. Туркин, В.А. Основы комплексного решения проблемы обеспечения безопасности эксплуатации судовых технических средств на базе анализа риска: автореф. дис. .д-ра техн. наук / Туркин Владимир Антонович. — СПб., 2003. 32 с.

47. Никитин, A.M. Совершенствование технического обслуживания и ремонта судовых энергетических установок на основе анализа рисков: автореф. дис. . д-ра техн. наук: 25.10.2007 / Никитин Александр Мстиславович. СПб.,2007.-31 с.

48. Ahlqvist, I. Integrated management tools for reliability centered operation and maintenance /1. Ahlqvist, B. Fagelko. Finland: Wartsila, NSD, 2001.

49. Barringer, H. Life Cycle Cost & Reliability for Process Equipment / H. Barringer. 8th energy week Conference. US, Houston, 1997. 35 p.

50. Barringer, H. Life Cycle Cost and Good Practices / H. Barringer. NPRA Maintenance Conference. US. San Antonio, 1998. 26 p.

51. NORSOK STANDARD Z-016. Regulatory Management &Reliability Technology. Oslo, 1998.-41 p.

52. NORSOK STANDARD. Common Requirements. Life Cycle Cost For Systems and Equipment. O-CR-OOl. Oslo, 1996. 58 p.

53. NORSOK STANDARD. Common Requirements. Life Cycle Cost For Production Facility. 0-CR-002. Oslo, 1996. 64 p.

54. Емельянов, М.Д. Система компьютерного мониторинга технического состояния морских судов с оценкой рисков / М.Д. Емельянов // Научн.-техн.сб. Российского морского регистра судоходства Вып.32 - 2009 — С.23-43.

55. Kiriya, N. Statistical Study on Reliability of Ship Equipment and Safety Manegement Reliability Estimation for Failures on Main Engine System by Ship Reliability Database System // N. Kiriya. Bulletin of the JIME. 2001. - Vol. 29. -№2. - 27 p.

56. Сударев, A.B. О создании корабельных керамических ГТУ /

57. A.B. Сударев, В.Ю. Тихоплав // Судостроение. 2003. - №3. - С.28-31.

58. Теория, проектирование и эксплуатация корабельных тепловых двигателей. В 3 ч. 4.2. / В.В. Барановский, О.М. Букавнев, В.Г. Злобин и др.; BMA им. Н.Г. Кузнецова. СПб., 2004. - 244 с.

59. Солонин, В.И. Разработки ЦИАМ по повышению эффективности наземных и корабельных ГТУ / В.И. Солонин // Судостроение. 2006. - №3. -С. 42-43.

60. Грицкова, А. Российский фрегат будет летать: с помощью отечественного двигателя / Александра Грицкова // Коммерсанъ. СПб. — 2006. — №8. 19 января.

61. Ткач, М.Р. Эффективность газотурбинных энергетических установок на базе альтернативных топлив для специализированных судов / М.Р. Ткач // Газотурбинные технологии. 2005. - №6. - С.26-27.

62. Горбов, В.М. Основные тенденции применения газотурбинных установок на коммерческих судах / В.М. Горбов, А.К. Чередниченко // Газотурбинные технологии. 2007. - №9. - С.24-29.

63. Разработка базисных принципов системы надзора за безопасностью судов в эксплуатации с применением методических основ (FSA): отчет о НИР / ЦНИИМФ. СПб., 2000.

64. Особенности наблюдения за главными двигателями судов типа БАТМ "Пулковский меридиан" пр. 1288: отчет о НИР / Калининградская инспекция Российского морского регистра судоходства. — Калининград, 2004. -84 с.

65. Разработка методических рекомендаций и программного обеспечения по установлению и нормированию показателей надежности механических установок: отчет о НИР (заключ.)/ СПбГМТУ; рук. Медведев В.В. СПб., 2010. - 216 с.

66. Отчет о деятельности российской академии наук в 2005 году. Том II. Основные результаты в области естественных, технических, гуманитарных иобщественных наук. М. 2005. - 167 с.

67. Решетов, Д.Н. Работоспособность и надежность деталей машин / Д.Н. Решетов. М.: Высшая школа, 1974. - 206 с.

68. Болотин, В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций / В.В. Болотин. -М.: Машиностроение, 1984. 312 с.

69. Погодаев, Л.И. Теория и практика прогнозирования износостойкости и долговечности материалов и деталей машин / Л.И. Погодаев, Н.Ф. Голубев. СПб.: СПГУВК, 1997. - 415 с.

70. Браун, Э.Д. Моделирование трения и изнашивания в машинах / Э.Д. Браун, Ю.А. Евдокимов, A.B. Чичинадзе. М.: Машиностроение, 1982. -191 с.

71. Буше, H.A. Трение, износ и усталость в машинах (Транспортная техника): учебник для вузов / H.A. Буше. М.: Транспорт, 1987. — 223 с.

72. Гаркунов, Д.Н. Триботехника / Д.Н. Гаркунов. М.: изд-во МСХА, 2001.-616 с.

73. Запольский, Н.В. Методика определения износов деталей и узлов судовых дизелей / Н.В. Запольский // Вопросы износостойкости и надежности судовых дизелей. Л.: Транспорт, 1973. - 17 с.

74. Канарчук, В.Е. Долговечность и износ двигателей при динамических режимах работы / В.Е. Канарчук. Киев: Наукова думка, 1978.256 с.

75. Климов, E.H. Управление техническим состоянием судовой техники / E.H. Климов. М.: Транспорт, 1985. - 200 с.

76. Коллинз, Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение / Дж. Коллинз; пер. с англ. М.: Мир, 1984. -624 с.

77. Кондратьев, H.H. Отказы и дефекты судовых дизелей / H.H. Кондратьев. -М.: Транспорт, 1985. 152 с.

78. Костенко, H.A. Прогнозирование надежности транспортных машин /

79. H.A. Костенко. M.: Машиностроение, 1989. - 240 с.

80. Костецкий, Б.И. Трение, смазка и износ в машинах / Б.И. Костецкий. Киев: Техника, 1970. - 396 с.

81. Крагельский, И.В. Основы расчетов на трение и износ / И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, B.C. Комбалов. М.: Машиностроение, 1977.-526 с.

82. Крагельский, И.В. Трение, износ и смазка. Справочник / И.В. Крагельский, В.В. Алисин. М.: Машиностроение, 1987. — 400 с.

83. Кривощеков, В.Е. Оценка надежности и восстанавливаемости тонкостенных подшипников скольжения судовых дизелей / В.Е. Кривощеков // Судостроение. 1992. -№10. - С. 15-19.

84. Лукинский, B.C. Прогнозирование надежности автомобилей / B.C. Лукинский, Е.И. Зайцев. Л.: Политехника, 1991. — 220 с.

85. Нахимович, Е.В. Моделирование процесса изнашивания и прогнозирование долговечности опор качения / Е.В'. Нахимович, Л.И. Погодаев. Гос. технич. ун-т. СПб., 2002. - 129 с.

86. Основы трибологии^ (трение, износ, смазка): Учебник для технических вузов / A.B. Чичинадзе, Э.Д. Браун, H.A. Буше- и др.; под общей ред. A.B. Чичинадзе. Mi: Машиностроение, 2001. - 664 с.

87. Погодаев, Л.И. Повышение надежности трибосопряжений / Л.И. Погодаев, В.Н. Кузьмин, П.П. Дудко. Академия транспорта Российской Федерации. - СПб., 2001. - 304 с.

88. Польцер, Г. Основы трения и изнашивания / Г. Польцер, Ф. Мейсснер; пер. с нем. О.Н. Озерского, В.Н. Пальянова; под ред. М.Н. Добычина. М.: Машиностроение, 1984. - 263 с.

89. Проников, A.C. Вероятностная оценка скоростей изнашивания на основе физико-статистического моделирования / A.C. Проников. // Трение и износ. 1983.-№1.-7 с.

90. Протасов, Б.В. Энергетические соотношения в трибосопряжении /

91. Б.В. Протасов. Саратов: Изд-во Сарат. гос. ин-та, 1979: — 182 с.

92. Справочник по триботехнике. Смазочные материалы, техника смазки; опоры скольжения» и качения / под общ. ред. М. Хебды, А.В. Чичинадзе // в 3 т. М.: Машиностроение, 1990: - Т.2. - 416 с.

93. Суранов,Г.И. Уменьшение износа автомобильных двигателей при; пуске / Г.И. Суранов. М.: Колос, 1982. - 143 с.

94. Ханин, М.В. Механическое изнашивание материалов / М.В. Ханин. — М., Изд-во стандартов, 1984. 152 с.

95. Яхъяев, Н.Я. Прогнозирование работоспособности судовых двигателей внутреннего сгорания по износу деталей в узлах трения: автореф. дис. . д-ра техн. наук / Яхъяев Насредин Яхьяевич. — СПб., 2003. — 38 с.

96. IMO Assembly Resolution A.468(XII), Code on Noise Levels on Board Ships, 1981.

97. Уровни шума на морских судах. Санитарные нормы: СН 2.5.2.047-96: утв. Пост. Госкомсанэпиднадзора РФ 21.02.1996; введ. 21.02.1996. — http://cntd.pirit.info/document/1200031421.html (4 февр. 2008).

98. ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования: утвержден Пост. Госстандарта СССР 13.07.1990; введ. 01.07.1991. М.: ИПК Издательство стандартов; 2001. - 26 с.

99. Уровни вибрации на морских судах. Санитарные нормы: СН 2.5.2.048-96: утв. Пост. Госкомсанэпиднадзора РФ 21.02.1996; введ. 21.02.1996. -http://cntd.pirit.info/documenty1200031421.html (4 февр. 2008).

100. Санитарные правила для плавучих буровых установок. Санитарные правила №4056-85: утверждены и введены в действие пост. Заместителем Главного Государственного санитарного врача Российской Федерации 23.12.1985; введ. 1.01. 1987. 54 с.

101. Правила классификации и, постройки морских судов: в 3 т. / Российский морской регистр судоходства. 2010. — 3 т.

102. Половинкин, В.Н. Направления решения проблемы акустической экологии и повышения надежности ДВС / В.Н. Половинкин, М.А. Минасян, В.Н. Ковалев, Б.Д. Виноградов // Двигателестроение. 1991. - № 4. - С. 15-20.

103. Минасян, М.А. Демпфирование подмоторной рамы дизель-генератора ДГ 5AL25/30 покрытием из мастики АДЕМ и расчет полученного эффекта / М.А. Минасян, В.В. Медведев; BMA. СПб., 2000. - 13 с. - Деп. в ЦВНИ 08.06.2000, № В-4382.

104. Виноградов, Б.Д. Демпфирование корпусных конструкций судов — метод улучшения акустической обстановки в их помещениях: расчетная оценка эффекта использования и средства демпфирования / Б.Д. Виноградов,

105. B.В.Медведев, А.Г.Родионов // Тр. Второй международной конференции по судостроению ISC'98. - СПб. 1998. - Секция Е.-Т. Г.-С. 100-107.

106. Ю4.Иващенко, Н.А. Прогнозирование температурных полей деталейпоршневых двигателей: автореф. дисд-ра техн. наук / Иващенко Николай

107. Антонович. М.: 1994. - 32 с.

108. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов: РД 03-418-01: утв. пост. Госгортехнадзора России 10.07.01: ввод, в действие с 01.10.01. 2001. - http://www.fsetan.ru/rd/?them=294 (4 февр. 2008):

109. NORSOK STANDARD Z-013. Risk and Emergency preparedness analysis. Rev.2, Oslo* 2001. 74 p.

110. NORSOK STANDARD Z-008. Criticality analysis for maintenance purposess. Rev.2, Oslo, 2001. 32 p.

111. Елкина, Л.Г. Методические подходы к оценке экономического эквивалента стоимости; жизни человека / Л.Г. Елкина, H.F. Копейкина // УГАТУ-Уфа, 2003. 11 с. - Деп. в ВИНИТИ от 19.02.2003. № 348-2003.

112. ПО.Вентцель, Е.С. Теория вероятностей / E.G. Вентцель. — М.: Высш. шк., 1998.-576 с.

113. Гражданкин, А.И. Использование вероятностных оценок при анализе безопасности опасных производственных объектов / А.И. Гражданкин, М.В. Лисанов, А.С. Печеркин // Безопасность труда в промышленности. -2001. —№5. — С.ЗЗ—36.

114. Белов, П.Г. Менеджмент техногенного риска: категории, принципы, методы / П.Г. Белов, П.Г. Гражданкин // Стандарты и качество. — 2004. — №7.1. C.36-41.процессов

115. Белов, П.Г. Системный анализ и моделирование опасны^-^1 v в техносфере / П.Г. Белов. М.: Академия, 2003. - 512 с.

116. М.Бусленко, Н.П. Моделирование сложных систем / Н.П. М.: Наука, 1968.-355 с.

117. Шеннон, Р.Дж. Имитационное моделирование систем -наука / Р.Дж. Шеннон; пер. с англ. М.: Мир, 1978. - 418 с.

118. Кобелев Н.Б. Введение в общую теорию ими:' моделирования. Пособие для разработчиков имитационных мод пользователей / Н.Б. Кобелев. -М.: ООО «Принт-Сервис», 2007. X'Z-4^^

119. Колесников, А.И. Имитационная модель для выбора рац варианта СЭУ поискового судна / А.И. Колесников // Судовая сб.науч.тр. / ЖИ. Л. 1990. - С.108-113.

120. Ерышев, B.C. Имитационное моделирование динамики э. систем судового энергетического оборудования: автореф. дис. . наук / Ерышев Владимир Сергеевич. СПб., 1988. - 19 с.

121. Карандашов, Ю.С. Математическое моделирование эле нагрузок судовых электростанций / Ю.С. Карандашов // Судос 2004. — №2. С.31—34.

122. Кондратьев, И.А. Имитационное моделирование ледовы?« на валопроводы транспортных судов: автореф. дис. . канд. те: 05.08.05 / Кондратьев Игорь Александрович. СПб., 1987. - 20 с.

123. Нгуен, Д.Т. Учет случайных факторов при расчете Kf^rz колебаний валопроводов судовых дизельных установок методом: координат: автореф. дис. . канд. техн. наук: 22.03.2004 / Нгуен Динь СПб., 2004.-21 с.

124. Еникеев, Р.Д. База знаний для проектирования ДВС / Р.Д Двигателестроение. 2007. - № 1. - С. 15-20.

125. Человеческий фактор в управлении / под ред. H.A. А К.С. Гинсберг, Д.А. Новикова: сб.статей. М.: КомКнига, 2006. — 496сденко.jcyccTBO иионного1. Лей и ихсального ^ергетика:jyieHTOB и техн.ических 0ение. ззагрузок наук.:

126. Аполлонов, Е.М. Проблемы повышения уровня безопасности судов и плавучих сооружений / Е.М. Аполлонов, Г.В. Бойцов, А.А. Захаров, О.Е. Литонов, А.Б. Нестеров // Научн.-техн.сб. Российского морского регистра судоходства. Вып.27. - 2004. - С.7-13.

127. Hernquist, М. Main Engine Damage From An Insurere's Point Of View / M. Hernquist // 22nd CIMAC Congress: Copenhagen. 15 p.

128. Marshall, M. General Average-the figures and their relation to the debate on reform / M. Marshall // IUMI Conference, Sigapore, Sept. 2004. - 19 p.

129. Machineiy Planned Maintenance and Condition Monitoring / Lloyd's Register, Ship Right. 2004.

130. Емельянов, М.Д. Критичные элементы морских судов / М.Д. Емельянов // Судостроение. — 2008. — №6. С. 16-22.

131. Егоров, Г.В. Проектирование судов ограниченных районов плавания на основании теории риска / Г.В. Егоров. СПб.: Судостроение, 2007. - 384 с.

132. Rosser, R. / R. Rosser, P. Kund // Int. J. of Epidemiology. 1978. -№7. — P.347—358.

133. Требования к программе обеспечения качества ядерных энергетических установок судов. НП-ХХ-04 // Вестник Госатомнадзора России, 2004. — №3. — С.83-92.

134. Борисов, Р.В. Анализ аварийных случаев на пассажирских судах,чсвязанных с потерей мореходных качеств / Р.В. Борисов, М.А. Гаппоев, М.А. Кутейников // Научн.-техн.сб. Российского морского регистра судоходства. Вып.30. - 2007. - С.40-44.

135. Возницкий, И.В. Повреждения и поломки дизелей. Примеры ианализ причин: учебное пособие для специальности 2405 / И.В. Возницкий. -СПб.: Моркнига, 2006. 116 с.

136. Шелученко В.М. Ремонт и монтаж судовой дизельной установки / В.М. Шелученко. — JI.Судостроение, 1970. 336 с.

137. Файвушевич В.М. Ремонт судовых двигателей внутреннего сгорания / В.М. Файвушевич. М.:Транспорт, 1971. - 184 с.

138. Крылов Е.И. Совершенствование технической эксплуатации судовых дизелей / Е.И. Крылов. М.: Транспорт, 1983. - 215 с.

139. Медведев, В.В. Применение методологии формализованной оценки безопасности при проектировании судовой энергетической установки и ее элементов: монография / В.В. Медведев. СПб.: Реноме, 2008. - 328 с.

140. Кравченко, B.C. Вероятностные характеристики сопротивления усталости материала судовых торсионных валов* при поверхностном упрочнении / B.C. Кравченко // Судостроение. - 1990. - № 10. - С.26-30.

141. Соболев, Л.Г. Идентификация распределений вариации характеристик дизеля / Л.Г. Соболев // Двигателестроение. — 1988. — №8. — С.25-28. '

142. Соболев, Л.Г. Вероятностные задачи технического диагностирования судовых дизелей / Л.Г. Соболев // Двигателестроение. -1995. -С.25-27.

143. Соболев, Л.Г. Одномерные вероятностные распределения в задачах судостроения: учеб. пособие / Л.Г. Соболев; СПбГМТУ. СПб., 2000. - 109 с.

144. Климов, E.H. Моделирование и прогнозирование технического состояния судовых дизельных энергетических установок: (методология и теория): автореф. дис. . д-ра техн. наук / Климов Евгений Николаевич. — Л.: ЛИВТ, 1984.-44 с.

145. Хруцкий, О.В. Прогнозирование технического состояния функционально-самостоятельных элементов судовой энергетической установки: автореф. дис. . д-ра техн. наук / Хруцкий Олег Валентинович. —1. СПб., 1996. -35 с.

146. Вибродиагностика / Г.Ш. Розенберг, Е.З. Мадорский, Е.С. Голуб и др.; под ред. ГШ Розенберга. СПб.: ПЭИПК, 2003. - 284 с.

147. Салтыков, М.А. Прочность ДВС. Методы и средства обеспечения. Учебное пособие / М:А. Салтыков. М.: МГОУ, 1995. - 90 с.

148. Ефремову JI.B. Теория и практика исследования крутильных колебаний силовых установок с применением компьютерных технологий / Л.В. Ефремов. СПб.: Наука, 2007. - 276 с.

149. Когаев, В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени / В:П. Когаев. М.: Машиностроение, 1977. - 232 с.

150. Техническая эксплуатация судовых газотурбинных установок / под ред. Г.Ш. Розенберга. М.: Транспорт, 1986. - 222 с.

151. Основы расчета! остаточной долговечности деталей судовых ДВС / В.К. Румб, В.В. Медведев, A.B. Серов // Науч.-техн. сб. Российского морского регистра судоходства. 2007. - Вып. 30. - С. 179-190.

152. Джонсон, Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке / Н. Джонсон, Ф. Лион. М.: Мир, 1980. -510 с.

153. Ефремов, Л;В; Практика инженерного' анализа надежности судовой техники / Л.В. Ефремов. Л.: Судостроение, 1980. - 178 с.

154. UR М 53; Calculation of Crankshafts for I.C. Engines (1986) (Rev.l, Dec 2004).-28 p.

155. Анализ требований MAKO к прочности коленчатых валов судовых дизелей / В.В. Медведев, Л.Н. Парфенов, В .К. Румб, A.B. Серов // Науч.-техн. сб. Российского Морского Регистра Судоходства. 2000. — Вып. 23- — С. 154

156. Румб, B.K. Силовой анализ поршневых двигателей на персональной ЭВМ: метод, указания / В.К. Румб, В.В. Медведев. СПб.: ИЦ СПбГМТУ, 2001.-31 с.

157. Медведев, В.В. Определение вероятности безотказной работы судового дизеля на заданный период эксплуатации на основе имитационного испытаний: метод, указания / В.В. Медведев, С.П. Столяров. СПб.: ИЦ СПбГМТУ, 2005. - 62 с.

158. Paris, P.C. A rational analytic theory of fatigue / P.C. Paris, M.P. Gomez, W.E. Anderson // The Trend in Engineering at the University of Washington. — 1961. V.13. -№1. — P.9-14.

159. Кочаев, В.П: Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность / В.П. Кочаев, H.A. Махутов, А.П. Гусенков. -, М.: Машиностроение, 1985. 224 с.

160. Кудрявцев, П.И. Нераспространяющиеся усталостные трещины / П.И. Кудрявцев. -М.: Машиностроение, 1982. 171 с.

161. Трошенко, В.Т. Трещиностойкость металлов при циклическом нагружении / В.Т. Трошенко, В.В. Покровский, A.B. Проконенко. Киев: Наукова думка, 1987. — 256 с.

162. Пестриков, В.М. Механика разрушения твердых тел: курс лекций / В.М. Пестриков, Е.М. Морозов. СПб: Профессия, 2002. - 320 с.

163. Head, A.K. The growth of fatigue cracks / A.K. Head // Phil. Mag. -1953. V. 44. - Ser. 7. - №356. - P. 925-938.

164. Frost, N.E. The effect of environment: on the propagation of fatigue cracks in mild steel / N.E. Frost // Appl. Mat. Res. 1964. - №3 - p. 131.

165. Dugdale, D.S. Yielding of steel sheets containing slits / D.S. Dugdale // J. Mech. and Phys. Solids. 1960: - V. 8. - №2. - P. 100-108.

166. Forman, R.G. / Numerical analysis of crack propagation in a cyclic-loaded structure / R.G. Forman, V.E. Kearney, R.M. Engle // ASME Trans. J. Basic Eng. 1967. - V.89. - Ser.D. - №3. - P. 459-464.

167. Прочность судового оборудования. В 2 ч. 4.1. Конструирование и расчеты прочности судовых двигателей внутреннего сгорания: учебник /

168. B.К. Румб, В.В. Медведев. СПб.: СПбГМТУ, 2006. - 536 с.

169. Определение остаточной долговечности деталей судовых ДВС при наличии трещин / В.К. Румб, В.В.Медведев, С.Р. Семионичев // Морской вестник. 2003. - Специальный выпуск №1(1). - С. 76-80.

170. Методика определения остаточной долговечности деталей судовых ДВС при наличии- трещин / В.К Румб, В.В. Медведев, С.Р. Семионичев, А.В. Серов // Двигателестроение. 2002. - №4. - С. 12-17.

171. Обозов, A.A. Эталонные характеристики;: процесса; топливоподачи судовых малооборотных дизелей / А.А. Обозов // Судостроение:,— 2007. №3.1. C.32-36.

172. Медведев, В.В. Оценка риска эксплуатации ДВС при использовании деталей с трещинами / В.В. Медведев // Турбины и дизели. 2008. - №2. С. 12-14.

173. Никитин, А.М; Анализ; экономической эффективности мероприятий по снижению рисков отказов; судовых двигателей внутреннего сгорания /

174. A.M. Никитин // Двигателестроение. 2007. - №2. - С. 33-36.

175. Теория, проектирование и эксплуатация корабельных тепловых двигателей. В! 3 ч. Ч.З. / О.М. Букавнев, В.Г. Злобин, ШН: Коновалов,

176. B.В. Рыбалко; ВМА им. Н.Г. Кузнецова. СПб., 2004. - 288 с.

177. Справочник по теории корабля. В 3 т. Т.З. Управляемость водоизмещающих судов. Гидродинамика судов с динамическими принципами поддержания / под ред. Я.И. Войткунского. — Л.: Судостроение, 1986. — 540 с.

178. Брук, М.А. Режимы работы судовых дизелей / М.А. Брук, А.А. Рихтер. Л.: Судпром, 1963. - 482 с.

179. Семионичев, С.Р. Определение мощности судового дизеля с наддувом при отключении цилиндров / С.Р. Семионичев // Морской вестник. — 2003. Специальный выпуск №1(1). - С. 83-85.

180. Семионичев, С.Р. Построение ФАБ судового дизеля / С.Р. Семионичев, В.В.Медведев, В.К. Румб // Морской вестник. 2003. -Специальный выпуск №1(1). - С. 74-76.

181. Микропроцессорные системы контроля и управления . судовых технических средств / Н.А. Алексеев, Н.Е. Жадобин, А.А. Захаров, А.П. Крылов, В.Б. Мачульский. СПб: Российский морской регистр судоходства. - 2005. - 416 с.

182. Шишкин, В.А. Развитие двухтактных малооборотных ДВС с электронным управлением / В.А. Шишкин, А.П. Петров, М.Ю. Иванов // Двигателестроение. — 2006. — № 2. — С. 26-31.

183. Иванов, М.Ю. Современные средне- и высокооборотные дизели с электронными системами управления / М.Ю. Иванов, В.А. Шишкин,

184. А.П. Петров // Двигателестроение. 2006. - № 4. - С. 40-45.

185. Обозов, A.A. «Интеллектуальный двигатель» производства ОАО «Брянский машиностроительный завод» взгляд в будущее / A.A. Обозов // Двигателестроение. - 2003. - №4. - С.31-34.

186. Васюков, Е.С. Судовые малооборотные дизели БМЗ Wartsila с электронным управлением типа RT-flex / Е.С. Васюков, O.A. Чернявский,

187. A.A. Обозов //Судостроение. 2008. - №5. - С.35-38.

188. Рыжов, В.А. Перспективы развития тепловозных дизелей Коломенского завода / В.А. Рыжов // Двигателестроение. — 2006. — №4. — С. 3-7.

189. Никитин,А.М; Диагностика электронных дизелей / А.М.Никитин; ГМА им. адм. С.О. Макарова. СПб., 2004. - 60 с.

190. Шишкин, В.А. Роль современных информационных технологий в развитии технической эксплуатации судовых энергетических установок /

191. B.А. Шишкин // Тр. международной научно-практической конференции «Безопасность водного транспорта».- СПб.: ИПЦ СПГУВК, 2003. Т 4. - С. 221-225.

192. Мясников, Ю.Н. Надежность и техническая диагностика судовых машин и механизмов / Ю.Н. Мясников // Тр. научно-методической конференции, посвященной 195-летию образования в области водных коммуникаций России. СПб.: ИПЦ СПГУВК, 2005. - Т 3. - С.105-112.

193. Барков, A.B. Вибрационная диагностика машин и оборудования. Анализ вибрации: учеб. пособие / A.B. Барков, H.A. Баркова. СПб.: Изд. центр СПбГМТУ, 2004. - 152 с.

194. Судовые энергетические установки. Судовые дизельные энергетические установки: учебник / В.К. Румб, Г.В. Яковлев, Г.И. Шаров, В.В. Медведев, М.А. Минасян; СПбГМТУ. СПб., 2007. - 622 с.

195. Суворов, Г.А. Гигиеническое нормирование производственных шумов и вибраций / Г.А. Суворов, JI.H. Шкаринов, Э.И. Денисов. М.: Медицина, 1984. - 240 с.

196. Половинкин, В.Н. Комплексный анализ отказов и направления эксплуатационной надежности судовых и корабельных дизелей / В.Н. Половинкин, В.Б. Лянной // Двигателестроение. 1996. - №3-4. - С.54-57.

197. Инструкция по эксплуатации для судового дизельного двигателя. Тип двигателя 8NVD48-2, 8NVD48 А-2, 8NVDS48-2, 8NVDS48 А-2. Том 9216/1-8-S-R (02;08) (AB 12/89).

198. Инструкция по проектированию для судовых установок двигатель Вяртсиля VASA 32. Wartsila Diesel. 15.10.1986.

199. Григорьев, Е.А. Периодические и случайные силы, действующие в поршневом двигателе / Е.А. Григорьев. — М.: Машиностроение, 2002. 272 с.

200. ГОСТ Р 50761-95. Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Общие требования безопасности: утв. Пост. Госстандарта СССР 13.07.1990; введ. 01.07.1991. М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. - 7 с.

201. Вибрации в технике: справочник. В 6 т. Т.З. Колебания машин, конструкций и их элементов / под ред. Ф.М. Диментберга, К.С. Колесникова. М.: Машиностроение, 1980. 544 с.

202. Горшков, В.Ф. Динамика корабельных энергетических установок и снижение их виброактивности / В.Ф. Горшков, М.А. Минасян; ВМА иМ-Н.Г. Кузнецова. СПб., 2000. - 120 с.

203. Вибрация энергетических машин. Справочное пособие / под реД-А.В. Григорьева. Л.: Машиностроение, 1974. - 464 с.

204. Медведев, В.В. Прогнозирование акустической обстановки в машинных помещениях / В.В. Медведев // Турбины и дизели. — 2007. №2-С.40-43.

205. Медведев, В.В. Метод оценки риска превышения пределы*0 допустимых уровней шума и вибрации в помещениях судна с дизельной энергетической установкой / В:В. Медведев // Судостроение. 2007. - №4. — 42-47.

206. Баркова, Н.А. Современное состояние виброакустическо*1 диагностики машин / Н.А. Баркова. http://www.vibrotek.com/russian/articlegZ sovrsost/index.htm (4 февр. 2008).

207. Нешре1, W. Statistical investigation into diesel engine noise, conducte<i by the CIMAC Working Group «Noise» / W. Hempel // The Institute of Marin«3 Engineers Transactions. 1970. - Vol.82. - №12. - P. 431-439.

208. Справочник по судовой акустике / под общей ред. И.И. Клюкина И.И. Боголепова. Л.: Судостроение. 1978. - 504 с.

209. Никифоров, А.С. Акустическое проектирование судовЫ^ конструкций / А.С. Никифоров. Л.: Судостроение, 1990. - 200 с.

210. Nefske, D. Automobile interior Noise Prédiction using a couple;^structural Acoustic finite Element Model / D. Nefske, S. Sung // 11 International Congress of Acoustica. Proceeding. Paris. 1983. - Vol.5. - P. 36-39.

211. Ohta, T. A Sistem for the Prediction of Hull and Superstructure Vibration at an early Design Stage / T. Ohta, H. Satoh, K. Sugiyama // Nippon KoKan Technical Report. 1983. -№39. - P.98-107.

212. Антонов, В.И. Методика определения по МКЭ частот и форм свободных колебаний пластин судовых конструкций / В.И. Антонов // Инженерные проблемы судостроения и судоремонта. — 1982. — №1. — С. 71-78.

213. Takasubo, J. Calculation of the Sound Pressure produced by Structural Vibration using the Results of Vibration Analysis / J. Takasubo, S. Ohno, T. Suzuki // Bull of the JSME. 1983. - Vol.26. - №221. - P. 1970-1976.

214. Brubakk, A. Hull and Machinery Desing to reduce Shipboard Noise and Vibration / A. Brubakk, H. Smogeli // Veritas. 1983. - №VII-VIII. - P.30-32.

215. Скучик, Е. Простые и сложные колебательные системы / Е. Скучик.- М.: Мир, 1971. 557 с.

216. Cremer, L. Korpeschall / L. Cremer, M. Heckl. Berlin: Springer-Verlag, 1968.-498 p.

217. Ляпунов, B.T. Виброизоляция в судовых конструкциях / В.Т. Ляпунов, А.С. Никифоров. Л.: Судостроение, 1975. —232 с.

218. Lenis, D. Consideration for Air-bone Noise Control in Surfase Ships / D. Lenis, D. Nelson // Nav.Eng.S. 1976. - Vol.83. - №1. - P. 23-26.

219. Westphal, W. Ausbreitung von Korpeschall in Gebaunden / W. Westphal // Akustische Beicheftet. 1957. - Heftl. - s.335-339.

220. Никифоров, А.С. Распространение и поглощение звуковой вибрациина судах / A.C. Никифоров, C.B. Будрин. JL: Судостроение, 1963. - 216 с.

221. Бородицкий, A.C. Снижение структурного шума в судовых помещениях / A.C. Бородицкий, В.М. Спиридонов. JL: Судостроение, 1974. -221 с.

222. Никифоров, A.C. Вибропоглощение на судах / A.C. Никифоров. — Л.: Судостроение, 1979.-284 с.

223. A.К: Нильссон // Доклад на советско-норвежском симпозиуме по шуму и вибрации на судах. Л., 1979. - 29 с.

224. Ионов, A.B. Вибропоглощение в амортизированном энергетическом оборудовании / A.B. Ионов // Техническая акустика. — 1992. — Т.1. — Вып. 1. С. 13-17.

225. Минасян, М.А. Снижение вибрации дизель-генераторов и судовых конструкций за счет демпфирования мастичными покрытиями / М.А. Минасян,

226. B.В. Медведев // Судостроение. 2006. - №3. - С.36-37.

227. Лыков, A.B. Тепломассообмен: справочник / A.B. Лыков. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия, 1978. - 480 с.

228. Программа расчета воздушного шума в помещениях судов и кораблей Нойз Эксперт М: инструкция. Правила использования 0506/3725-0012000: введ. 01.01.2001 / Б.Д.Виноградов, Т.А.Ильина, В.В.Медведев и др. -СПб., 2000.-37 с.

229. Ионов, А.В; Средства снижения вибрации и шума на судах. / A.B. Ионов; ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова. СПб., 2000. - 348 с.

230. Шендеров, Е.Л. Волновые задачи гидроакустики / Е.Л. Шендеров. — Л.: Судостроение. 1972.-348 с.

231. Романов, В.Н. Излучение звука элементами судовых конструкций /

232. В.Н. Романов, B.C. Иванов. СПб.: Судостроение, 1993. - 212 с.

233. Heckl, М. Schallabstrahlung von Platten bei Punhtformiger Anregung / M. Heckl // Acústica. 1959. - Vol.9. - №5. - P. 371-380.

234. Maidanik, G. Response of Ribbed Panels to Reverberant Acoustic Fields / G. Maidanik // J. Acoustic Soc. America. 1962. - Vol.34. - №6. - P. 809826.

235. Кузнецов, A.JI. Обеспечение конструкционной прочности лопаток судового газотурбинного двигателя: учеб. пособие / A.JT. Кузнецов. Л.: Изд. ЖИ, 1988.- 107 с.

236. Теплообмен в двигателях и теплонапряженность их деталей / под. ред. С.Н. Дашкова. Л.: Машиностроение. 1969. - 248 с.

237. Шелтон. Морская среда и ее влияние на компоновку воздухозаборников газовых турбин / Шелтон, Карлтон // Энергетические машины и установки. 1986. - Т. 106. - №4. - С. 72-79.

238. Вудворд, Дж. Морские газотурбинные установки / Дж. Вудворд; пер. с англ. — Л.: Судостроение, 1979. — 360 с.

239. Багерман, А.З. Обеспечение надежной эксплуатации газотурбинных двигателей в морских условиях / А.З. Багерман. — СПб.: ЦНИИ им.акад.А.Н.Крылов, 2010. — 132 с.

240. Зысина-Моложен, Л.М. Теплообмен в турбомашинах / Л.М. Зысина-Моложен, Л.В. Зысин, М.П. Поляк. — Л.: Машиностроение, 1974. -335 с.

241. Пивоваров, В.А. Эксплуатационная повреждаемость лопаток турбинных авиационных силовых установок / В.А. Пивоваров. — М.: Транспорт, 1977.- 120 с.

242. Несущая способность лопаток газовых турбин при нестационарном тепловом и силовом воздействии / Г.Н. Третьяченко, Л.В. Кравчук, Р.И. Куриат и др. Киев: Наук, думка, 1975. - 327 с.

243. Гецов, Л.Б. Детали газовых турбин (материалы и- прочность) /

244. JI.Б. Гецов. 2-е изд. - Л.: Машиностроение, 1982. - 296 с.

245. Копелев, С.З. Охлаждаемые лопатки газовых турбин / С.З. Копелев. -М.: Наука, 1983.- 144 с.

246. Кузнецов, Н.Д. Эквивалентные испытания газотурбинных двигателей / Н.Д; Кузнецов, В.И. Цейтлин М.: Машиностроение, 1976 — 216 с.

247. Дондошанский, В.К. Динамика и прочность судовых газотурбинных двигателей / В.К. Дондошанский. Л.: Судостроение, 1978. - 336 с.

248. Теплоотдача в выходной кромке турбинной лопатки, с перемычками-интенсификаторами / Э.Г. Нарежный; Б.В. Сударев, В.В. Медведев и др. И Совершенствование, методов преобразования энергии в СЭУ: Сб. науч. тр. / ЛКИ.-1987.-С. 87-95.

249. Теплообмен влцелевых каналах, с круглыми ребрами-перемычками / Э.Г. Нарежный, Б.В; Сударев, В.В. Медведев и др. // Промышленная теплотехника. 1990: - Т. 12. - № 3. - С.24-29.

250. A.c. 1480435 СССР, МКИ4 F01D5/18 Охлаждаемая лопатка газовой турбины / Б.В. Сударев, В.В.Медведев, А.С.Лебедев, A.A. Елтаренко (СССР).-№4310248/24-06; заявл. 28.09.87.-2 с.

251. A.c. 1481586 СССР, МКИ4 F28F13/06. Способ теплообмена / Б.В. Сударев, В.В.Медведев, А.С.Лебедев, A.A. Елтаренко, М.С. Черный (СССР). -№4311192/24-06; заявл. 28.09.87; опубл. 23.05.89, Бюл. №19. 3 с.

252. Пат. 1487588 Российская Федерация, МКИ4 F01D5/18. Охлаждаемая лопатка газовой турбины / Б.В. Сударев, В.В. Медведев, В.Б. Сударев, И.С.Бодров, А.Н.Ковалев; заявитель и патентообладатель. ПО «ЛМЗ».4263614/24-06; заявл. 15.06.87. 2 с.

253. A.c. 1515820 СССР, МКИ4 F01D5/18. Охлаждаемая рабочая лопатка газовой турбины / В.Б. Сударев, Б.В. Сударев, В.В.Медведев, С.М. Сивуха, И.В. Кудрявцева (СССР). №4238987/24-06; заявл. 04.05.87. - 2 с.

254. A.c. 1533404 СССР, МКИ4 F01D5/18. Охлаждаемая* лопатка турбомашины / Б.В. Сударев, В.Б. Сударев, В:В. Медведев, В.М. Шайтор (СССР). -№4385200/24-06; заявл. 29.02.88.-3 с.

255. A.c. 1621620 СССР, МКИ5 F01D5/18. Охлаждаемая лопатка газовой турбины / Б.В. Сударев, В.Б. Сударев, В.В. Медведев, А.Н. Цуриков (СССР). -№4624597/06; заявл. 26.12.88. 3 с.

256. A.c. 1657930 СССР, МКИ5 F28F13/06. Способ теплообмена /

257. Б.В. Сударев, В.В.Медведев, A.B. Сударев, А.Н. Цуриков, В.Б. Сударев (СССР). -№4624596/06; заявл. 26.12.88; опубл. 23.06.91, Бюл. №23.-3 с.

258. A.c. 1688630 СССР, МКИ5 F01D5/18. Охлаждаемая лопатка газовойтурбины / Б.В. Сударев, В:В. Медведев, И.С. Бодров, А.Н. Ковалев (СССР). -№4765470/06; заявл. 6.12.89. -2 с.

259. A.c. 1706253 СССР, МКИ5 F01D5/18. Охлаждаемая рабочая лопатка газовой турбины / Б.В. Сударев, В.Б. Сударев, С.Л. Деменок, В.В.Медведев (СССР). -№4818886/06;;заявл. 26.02.90.-3 с.

260. Манушин, Э. А. Системы охлаждения турбин высокотемпературных газотурбинных двигателей / Э.А. Манушин, Э.С. Барышникова // Итоги науки и техники. Сер.: Турбиностроение. Т,2. -М.: ВИНИТИ, 1960. - 280 с.

261. Локай, В.И. Газовые турбины двигателей летательных аппаратов / В.И. Локай, М.К. Максутова, В.А. Стрункин. М.: Машиностроение, 1991.512 с.

262. Теплообменные аппараты и системы охлаждения газотурбинных и комбинированных установок / Под ред. А.И. Леонтьева. 2-е изд., стер. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 592 с.

263. Швец, И.Т. Воздушное охлаждение деталей газовых турбин /

264. И.Т. Швец, Е.П. Дыбан. Киев: Наук, думка, 1974. - 688 с.

265. Теплопередача в охлаждаемых деталях газотурбинных двигателей летательных аппаратов / В.И. Локай, М.Н. Бодунов, В.В. Жуйков и др. М.: Машиностроение, 1985. - 216 с.

266. Репухов, В.М. Теория тепловой защиты стенки вдувом газа /

267. B.М. Репухов. Киев: Наукова думка, 1980. - 296 с.

268. Охлаждение лопаточных аппаратов газовых турбин: Обзор / А.Н. Коваленко, A.C. Лебедев, Л.П. Сафонов. М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1990. -40 с.

269. Сударев, A.B. Камеры сгорания газотурбинных установок. Теплообмен / A.B. Сударев, В.И. Антоновский. Л.: Машиностроение, 1985. -272 с.

270. Нарежный Э.Г. Исследование теплообмена и обоснование конструктивных вариантов охлаждения соплового аппарата судовой газотурбинной установки: автореф. дис. . д-ра техн. наук / Нарежный Эдуард Георгиевич. — Л., 1989. 35 с.

271. Основы проектирования турбин авиадвигателей / Под ред.

272. C.З. Копелева. М.: Машиностроение, 1988. — 328 с.

273. Копелев, С.З. Конструкции и расчет систем охлаждения, ГТД / С.З. Копелев, А.Ф. Слитенко. Харьков: Основа, 1994. - 240 с.

274. Богомолов, E.H. Рабочие процессы в охлаждаемых турбинах газотурбинных двигателей с перфорированными лопатками / E.H. Богомолов. М.: Машиностроение, 1987. 160 с.

275. A.c. 1466358 СССР, МКИ4 F01D5/18. Лопатка газовой турбины / Э.Г. Нарежный, А.Л. Кузнецов, Б.В. Сударев и др (СССР). №4238987/24-06; заявл. 04.05.87.-2 с.

276. Пат. 1524591 Российская Федерация, МКИ4 F01D5/18. Лопатка газовой турбины / А.Л. Кузнецов, Э.Г. Нарежный, Б.В. Сударев, В.В. Медведев, И.С. Бодров, А.Н. Ковалев; заявитель и патентообладатель ПО «ЛМЗ». —4401557/24-06; заявл. 01.04.88. -2 с.

277. A.c. 1793074 СССР, МКИ5 F01D5/18. Охлаждаемая лопатка газовой турбины / Б.В; Сударев, Э.Г. Нарежный, А.Л.Кузнецов, В.В ¡Медведев, И.С. Бодров, А.Н. Ковалев (CGCP).- №4851332/06; заявл. 17.07.90.-3 с.

278. Дыбан, Е.П. Теплообмен в охлаждаемых воздухом дефлекторных лопатках / Е.П. Дыбан, Э.Я. Эпик, А.И. Мазур // Теплоэнергетика. 1971. -№6. - С. 74-77.

279. Макаров, Г.В. Уплотнительные устройства / Г.В. Макаров. 2-е изд. перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, 1973. - 232 с.

280. Медведев, В.В. Картины течения охладителя в полых лопатках ГТД7

281. B.В. Медведев, В.Б; Сударев // Тез. докл. VI Всесоюзн. школы молодых ученых и специалистов "Современные проблемы теплофизики". Новосибирск, 1990;1. C. 71-72.

282. Стенд для визуализации течений: информационный листок №90-86 / Б.В: Сударев, С.Л. Деменок, В.В. Медведев и др. Л.: Лен. ЦНТИ, 1990. - 4 с.

283. Бычков, Ю.М. Поляризационно-оптический метод исследования проточных частей насосов / Ю.М. Бычков. — Кишинев: Штиинца, 1975. — 148 с.2821 Бычков, Ю.М. Визуализация. тонких потоков: несжимаемой жидкости/Ю:М1 Бычков.-Кишинев: Штиинца^ 1980: 13Г с:

284. Бычков, Ю.М. Гидродинамика, тонких потоков несжимаемой жидкости / Ю.М. Бычков. Кишинев: Штиинца, 1981. - 109 с.

285. Сударев, Б.В. Экспериментальное исследование гидродинамики пристенной струи, вытекающей в ограниченное пространство / Б.В. Сударев, В.В. Медведев, Б.А.Павловский; ЛКИ. СПб., 1990. - 24 с. - Деп. в ЦНИИ "Румб" 07.09.90, № ДР-3309.

286. Кузнецов, А.Л. Аэродинамика и теплоотдача плоской турбулентной струи, растекающейся вдоль плоской поверхности / А.Л. Кузнецов, A.B. Сударев. // Энергомашиностроение. — 1964. №6. — С.8-11.

287. Теория и техника теплофизического эксперимента / Ю:Ф. Гортышов,

288. Ф.Н. Дресвянников, Н.С. Идиатуллин и др. М.: Энергоатомиздат, 1985. -360 с.

289. Goradia, S.N. Parametric Study of Two-Dimensional Turbulent Wall Jet in a Moving Stream with Arbitrary Pressure Gradient / S.N. Goradia, G.T. Colwell // AIAA Journal. 1971. - №11. - P. 2156-2165.

290. Баренблатт, Г.И. Подобие, автомодельность, промежуточная асимптотика / Г.И. Баренблатт. Д.: Гидрометеоиздат, 1978. — 207 с.

291. A.c. 1713299 СССР, МКИ5 F01D5/18. Охлаждаемая лопатка газовой турбины / Э.Г. Нарежный, Б.В. Сударев, В.В. Медведев, A.M. Темиров,

292. A.B. Зрелов, В.А. Мартьянов (СССР). -№4757048/06; заявл. 29.09.89. 3 с.

293. A.c. 1771232 СССР, МКИ5 F01D5/18. Охлаждаемая лопатка газовой турбины / Б.В. Сударев, Э.Г. Нарежный, A.JI. Кузнецов, В.В. Медведев (СССР). -№4904890/06; заявл. 22.01.91. 3 с.

294. Абрамович, Г.Н. Теория турбулентных струй / Г.Н.Абрамович. -М.: Наука. Гл. ред. Физико-математической литературы, 1984 716 с.

295. Sigalla, A. Experimental' Data on Turbulent Wall Jets / A. Sigalla // Aircraft Engineering. 1958. - Vol.XXX. - № 351. - P. 131-134.

296. Андерсон, Д. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. В 2 т. Т.1 / Д: Андерсон, Дж. Таннехилл, Р. Плетчер; пер. с англ. C.B. Сенина, Е.Ю. Шальмана; под ред. Г.Л. Подвидза. М.: Мир, 1990. - 384 с.

297. Роуч, П. Вычислительная гидродинамика / П. Роуч; пер. с англ.

298. B.А.Гущина и В.Я. Митницкого; под ред П.И. Чушкина. М.: Мир, 1980. -616 с.

299. Флетчер, К. Вычислительные методы в динамике жидкости. В 2 т. Т.1. Основные положения и общие методы / К. Флетчер; пер. с англ. А.И. Державиной; под ред. В.П. Шидловского. М.: Мир, 1991. - 502 с.

300. Stodola, A. Dampf- und Gasturbinen / A. Stodola. Berlin, Springer, 1924.-1109 s.

301. Экспериментальное исследование гидравлики и температурногосостояния лопаточных аппаратов первой ступени (рабочего и направляющего) установки ГТЭ-150: отчет о НИР: 0-13678 / НПО ЦКТИ; рук. Золотогоров М.С. Л., 1987. - 120 с.

302. Идельчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И.Е. Идельчик. М.: Машгиз, 1975. - 560 с.

303. Исаченко, В.П. Теплопередача: учебник / В.П.Исаченко, В.А. Осипова, A.C. Сукомел. -М.: Энергоиздат, 1981. 417 с.

304. Разработка и исследование систем воздушного охлаждения элементов проточной части, статора и ротора турбины в обеспечение технического проекта ТТЭ-200: отчет о НИР: 0-10666 / НПО ЦКТИ; рук. Золотогоров М.С. Л., 1980. - 96 с.

305. Михайлов-Михеев, П.Б. Справочник по металлическим материалам турбино- и моторостроения / П.Б. Михайлов-Михеев. М.-Л.: Машгиз, 1961. -838 с.

306. Туманский, С.К. ТРД для больших скоростей / С.К. Туманский // Авиация и космонавтика. 1966. - № 2. - С.60-64.

307. Halls, G.A. Air Cooling of Turbine Blades and Vanes / G.A. Halls // Aircraft Engineering. 1967. Vol.l. -№39. - P. 4-14.

308. Копелев, C.3. Тепловое состояние элементов конструкции авиационных двигателей / С.З. Копелев, C.B. Гуров. М.: Машиностроение, 1978.-208 с.

309. Aerodinamic and Cooling Perfomances of Film Cooled Turbine / H. Nouse, K. Takahaea, J. Joshida, A. Jamamete, K. Sakata, S. Ineue, F. Mimura,

310. H. Usui // Tolyo Joint Gas Turbine Congress, 1977.

311. Фаворский, O.H. Охлаждаемые воздухом лопатки газовых турбин / О.Н. Фаворский, С.З. Копелев // Теплоэнергетика. — 1981. — № 8. — С.7-11

312. Wilde, G.L. The Desing and Perfomance of High-Temperature Turbines in Turbofan Engines / G.L. Wilde //Aeronautical Journal.- 1977.- №600.-P.342-352:

313. Медведев, В.В. Оценка рисков гарантия верноготехническогорешения / В.В. Медведев // Турбины и дизели. 2007. - №5. - С.24-27.

314. A.c. 1605009 СССР, МКИ5 F02F3/22, F01P3/10. Охлаждаемый поршень малооборотного двигателя, внутреннего сгорания / Б.В. СуДаРев' В.В. Медведев, С.Л. Деменок, Д.В. Чистяков (СССР). №4628767/25-06; заявл. 29.12.88; опубл. 07.11,90, Бюл. №41. -2 с.

315. A.c. 1726822 СССР, МКИ? F02F3/22, F01P3/10. Охлаждаемый поршень малооборотного двигателя внутреннего сгорания / Б.В. СуДаРев' В.В. Медведев, С.Л. Деменок, A.B. Остапенко (СССР). №4825043/06; заявл. 11.05.90; опубл. 15.04.92, Бюл. №14. - 4 с.

316. A.c. 1740716 СССР, МКИ5 F01P3/02. Рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания / Б.В. Сударев, С.Л. Деменок, В.В. Медведев, С.П. Столяров (СССР). №4849857/06; заявл. 10.07.90; опубл. 15.06.92, Бюл. №22. -4 с.

317. A.c. 1749504 СССР, МКИ5 F01P3/02. Рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания / Б.В. Сударев, С.Л. Деменок, В.В.Медведев (СССР). №4882833/06; заявл. 16.11.90; опубл. 23.07.92, Бюл. №27.-3 с.

318. A.c. 1359442 СССР, МКИ4 F01L3/14. Охлаждаемый клапан двигателя внутреннего сгорания / Б.В. Сударев, В.Б. Сударев, В.В. Медведев,

319. C.П. Мягков // Двигателестроение. 2006. - №4. - С.8-11.

320. A.c. 1726828 СССР, МКИ5 F02G1/043. Двигатель Стерлинга / Б.В. Сударев, С.П. Столяров, С.Л. Деменок, В.В. Медведев (СССР). -№4767671/06; заявл. 12.12.89; опубл. 15.04.92, Бюл. №14. 3 с.

321. A.c. 1502953 СССР, МКИ4 F28F1/40,13/06. Теплообменный элемент / Б.В. Сударев, В.В. Медведев, В.Н. Финенко, Е.А. Кравец (СССР). -№4171440/24-06; заявл. 04.01.87; опубл. 23.08.89, Бюл. №31. 2 с.

322. A.c. 1698614 СССР, МКИ5 F28F13/12. Высокотемпературная тепло-обменная труба / Б.В. Сударев, В.Б. Сударев, С.Л. Деменок, В.В. Медведев (СССР). -№4756709/06; заявл. 04.11.89; опубл. 15.12.91, Бюл. №46. -4 с.

323. A.c. 1719875 СССР, МКИ5 F28F13/12. Теплообменная . труба / Б.В. Сударев, С.Л. Деменок, В.В. Медведев, В.Б. Сударев (СССР). -№4812016/06; заявл. 30.04.90; опубл. 15.03.92, Бюл. №10. 3 с.

324. A.c. 1733899 СССР, МКИ5 F28F13/12. Теплообменная труба / H.H. Сунцов, Б.В. Сударев, С.Л. Деменок, В.В. Медведев, Ю.Н. Добрянская (СССР). -№4803101/06; заявл. 19.03.90; опубл. 15.05.92, Бюл. №18. 3 с.

325. Бреслав, Л.Б. Технико-экономическое обоснование средств освоения Мирового океана / Л.Б. Бреслав. — Л.:Судостроение, 1982. 240 с.

326. Колмогоров А.Н. Число попаданий при нескольких выстрелах и общие принципы оценки эффективности системы стрельбы /А.Н. Колмогоров. Труды Математического института им. В.А. Стеклова, М.-Л.:Изд-во АН СССР, 1945, вып.12, С.7-25.

327. Косматое, Э.М. Теория и методы управления технико-экономическими показателями энергетического оборудования электронный ресурс.: дис. . д-ра техн. наук: 08.00.05 / Косматов Эдуард Михайлович. -М.:РГБ, 2006.-379 с.

328. Тупов, В.Б. Снижение шума от энергетического оборудования / В.Б. Тупов. М.:МЭИ. - 2005. - 232 с.