автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.01, диссертация на тему:Прогнозирование влияния мелководья на сопротивление льда при проектировании формы корпуса речного ледокола

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

УДК 629.124.791

На правах рукописи

ШКАНОВ ИГОРЬ НИКОЛАЕВИЧ

р ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МЕЛКОВОДЬЯ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ ЛЬДА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ФОРМЫ КОРПУСА РЕЧНОГО ЛЕДОКОЛА

Специальности: 05.08.01 — теория и строительная механика корабля 05.08.03 - проектирование и конструкция судов

Автореферат

диссертации на соискание кандидата техниче<

Нижний Новгород - 2002

Работа выполнена на кафедре "Судостроение" Нижегородского государственного технического университета.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

В.А.Зуев

Официальные оппоненты - доктор технических наук Б.П. Ионов

- кандидат технических наук, доцент Ю.А. Сандаков

Ведущая организация - АО КБ "Вымпел"

Защита состоится " ОЛ " сио^сг_2003 г. в часов на заседании

специализированного Совета Д.212.165.08 при Нижегородском государственном техническом университете по адресу: 603600, г.Нижний Новгород, ГСП-41, ул. Минина, 24. ауд. /30?.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан "_"_2003 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписями, заверенными печатью, просим направлять на имя ученого секретаря специализированного Совета.

Ученый секретарь специализированного Совета Д.212.165.08 д.т.н., профессор А.Н. Попов

\o6\0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основным средством продления навигации и борьбы с ледовыми затруднениями является ледокольный флот, для проектирования которого необходимы надежные методы расчета ледовой ходкости, учитывающие форму корпуса судна, а также особенности его работы в речных условиях.

В настоящей работе ставится задача исследовать влияние ограниченной глубины фарватера на ледовое сопротивление движению речного ледокола и дать рекомендации по проектированию формы корпуса с целью уменьшения этого сопротивления.

Для речных ледоколов работа в условиях мелководья весьма характерна, а на ряде водоемов в некоторых случаях является определяющей. Вместе с тем, методики, учитывающей влияние мелководья на сопротивление ледоколов в настоящее время не существует. Практически отсутствуют математические модели, позволяющие оценить влияние формы корпуса и других характеристик ледокола на его движение в условиях мелководья. Теоретические и экспериментальные исследования ходкости речных ледоколов на мелководье во льду носили разрозненный характер и были, как правило, посвящены чисто качественному описанию данного процесса вне связи с основными характеристиками судна и критериями эффективности его работы.

Все вышеуказанное определяет необходимость проведения новых исследований влияния мелководья на ходкость речных ледоколов как задачу весьма актуальную.

Настоящая работа является составной частью научно-исследовательской работы кафедры "Судостроение", кораблестроительного факультета.

Цель работы. Разработка способов прогнозирования сопротивления речных ледоколов на мелководье и выработка рекомендаций по проектированию формы корпуса речных ледоколов, минимизирующих энергетические затраты на создание ледового канала в условиях ограниченной глубины фарватера.

Задачи и методы исследований. В настоящей работе ставится задача исследовать влияние ограниченной глубины фарватера на ледовое сопротивление движению речного ледокола и выработать рекомендации по проектированию формы корпуса с целью уменьшения этого сопротивления. Для реализации целей работы экспериментально и теоретически изучались особенности движения ледокола в условиях мелководья в сплошном и битом льду. Изучался процесс моделирования ледового сопротивления и ограниченной глубины фарватера в специальном ледовом бассейне. Исследовалось влияние формы корпуса ледокола и ограниченной глубины фарватера на ледовое сопротивление. При построении

практических зависимостей использовалась статистическая обработка данных модельного эксперимента, проведенного автором.

Научная новизна. Получены полуэмпирические зависимости, характеризующие влияние мелководья на ледовое сопротивление. Предложена теоретическая модель сопротивления льда движению ледокола, с учетом влияния ограниченной глубины фарватера. Даны варианты форм корпусов речных ледоколов различного назначения с точки зрения их работы в условиях мелководья.

Практическоезначение. Предложены практические методы прогнозирования ледового сопротивления в условиях мелководья, основанные на: модельных испытаниях, расчетах по полуэмпирическим моделям. Даны рекомендации по проектированию формы корпуса ледокола, позволяющие повысить эффективность его работы по прокладке канала в сплошном льду в условиях мелководья.

На защиту выносятся:

результаты экспериментальных исследований влияния ограниченной глубины фарватера на различные составляющие сопротивления;

поправочные коэффициенты к математической и полуэмпирической моделям сопротивления обломков льда движению ледокола;

результаты сравнительного анализа форм корпусов основных типов отечественных речных ледоколов по критериям эффективности;

рекомендации к проектированию новых форм корпусов ледоколов, более эффективных в условиях мелководья.

АпробацмработыШрезут>та™рйтлзадепсжировада2о^^ научно-методических конференциях по механике твердых тел и жидкости в 1999,2001 и 2202 гг.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 4 печатных работах и 2 отчетах по НИР, имеющих номер государственной регистрации.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит269страниц машинописного текста, включающего 4 с. содержания, 14 с. списка

»

литературы ( 112 наименований ), 53 с. с рисунками, таблицами и 113 с. приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика диссертационной работы, обоснована актуальность темы, дана оценка состояния проблемы, определены цели и задачи исследований,

указана научная новизна и практическое значение диссертации, дана информация об обсуждении результатов работы.

В первой главе диссертации приведены характеристики внутренних водных путей по продолжительности навигации и состоянию фарватера по данным климатологических справочников.

Рассмотрены особенности движения судна на мелкой воде. При движении судна в условиях мелководья линии тока воды между дном водоема и днищем судна сужаются и поток ускоряется. При этом, в соответствии с законом Бернулли, возникает уменьшение давления на судно со стороны жидкости, что вызывает увеличение средней осадки. Наличие пограничного слоя на дне водоема приводит к еще большему ускорению потока, особенно в районе кормовой части судна. Давление на судно со стороны воды уменьшается, что приводит к дифференту на корму при числах Фруда по глубине около 0.5. Исследованию в этой области посвящены работы таких авторов как А.М.Басин, Я.И.Войткунский, А.Б.Сретенский, А.Б.Карпов и др. Следует отметить, что все эти работы касались прежде всего движения обычных судов на чистой воде.

Рассмотрению общих и частных вопросов ходкости и проектирования ледоколов посвящены работы В.В.Давыдова, ЛМ.Ногида, И.В.Виноградова, А.В.Бронникова, М.К-Таршиса, М.С.Яковлева, М.А.Игнатьева, В.И.Каштеляна, И.И.Позняка, Ю.Н.Попова, Д.Е.Хейсина, А.Я.Рывлина, Б.Н.Свистунова, В.А.Зуева, М.Е.Рабиновича, Е.М.Грамузова, Ю.А.Двойченко, В.Б.Белякова, О.Б.Солдаткина, В.С.Шпакова, Ю.Н.Алексеева, В.АЛихоманова, В.А.Тронина, Ю.А.Сандакова, Д.Д.Максутова, Б.П.Ионова, И.П.Мирошниченко, Л.Г.Цоя, А.В.Иерусалимского, З.Б.Сегала, В.А.Беляшова и др. отечественных ученых. Из зарубежных авторов наиболее крупный вклад внесли V.R. Milano, E.Enkvist, R. Y.Edwards, S.Gordin, B.M.Johanson, A.Keinonen, G.H.Levise, K.Riska, P. Vareta, J.Schwarz, G.P.Vance, E.H.Waas, E.Makinen и др.

Для речных ледоколов вопрос о движении в условиях ограниченной глубины фарватера является очень важным. Зачастую такие условия при работе речных ледоколов являются преобладающими. Исследования (модельные и натурные ) в этом направлении проводились. Интересные результаты были получены Н.В.Барабановым, А.С.Поляковым, В.М.Козиным, В.А.Трониным," Ю.А.Сандаковым, Б.Н.Свистуновым, В.А.Зуевым, В.Расторгуевым, В.К.Рыбаковым. Эти исследования позволили качественно описать процесс влияния мелководья на движение судна в ледовых условиях. Однако' теоретические и экспериментальные исследования Ходкости речных ледоколов на мелководье' носили разрозненный характер, вне разработки единой методики учета влияния мелководья.

Приведенные работы не дают ответов на ряд вопросов. По результатам нельзя определить - как именно мелководье может влиять на форму корпуса ледокола. Весьма большое расхождение присутствует и в анализе величин скоростей, при которых такое влияние проявляется достаточно заметно.

Анализ наиболее полных методов расчета ледового сопротивления речных ледоколов показывает, что все они не учитывают в явном виде влияния мелководья, которое по данным натурных и модельных экспериментов весьма значительно. При проектировании судов проявляется тенденция к простому ограничению осадки без учета формы корпуса.

Анализ литературных источников показал, что не существует методики прогнозирования влияния мелководья на сопротивление речных ледоколов.

На основе анализа литературных источников формулируются цель и задачи исследований и намечается последовательность их решения.

Во второй главе рассматривается теоретическая модель движения речного ледокола в условиях мелководья.

Согласно общепринятой классификации ( работы Л.М.Ногида, М.С..Яковлева, Д.Е.Хейсина, В.И.Каштеляна, В.А.Зуева, Е.М.Грамузова ), ледовое чистое сопротивление разделяют на следующие элементы:

- сопротивление, обусловленное силами, возникающими при разрушении сплошного ледяного покрова,

- статическое сопротивление битого льда, вызванное силами плавучести и не зависящее от скорости,

- инерционное ( импульсивное ) сопротивление, обусловленное потерями кинетической энергии судна при соударениях с льдинами,

диссипативное сопротивление, связанное с гидродинамикой движения льдин, и обусловленное рассеиванием энергии на преодоление сопротивления воды движению льдин и взаимодействием льдин друг с другом,

- сопротивление, обусловленное притапливанием и поворачиванием льдин, возникающим при этом волнообразованием и соответствующим изменением посадки судна.

Наиболее полной, учитывающей не только физико-механические характеристики ледяного покрова и главные размерения судна, но и геометрическую форму корпуса вцелом, является модель, предложенная Е.М.Грамузовым.

В соответствии с данной теоретической моделью чистое ледовое сопротивление разделяется на несколько составляющих: составляющие разрушения ледяного покрова форштевнем и бортами судна, сопротивление битого льда, обусловленное плавучестью льдин,

инерционная составляющая сопротивления битого льда и гидродинамическая составляющая, связанная с сопротивлением воды движению льдин. Для всех этих составляющих были получены аналитические выражения, приведенные в работе Е.М.Грамузова:

Ялч =Д, +Я„ +ЛЯ + Д,. (1)

Ияч - ледовое чистое сопротивление, Я,. - составляющая сопротивления разрушения, Яп -сопротивление обломков льда, обусловленное силами плавучести, Яи - инерционная составляющая сопротивления обломков, Яг - гидродинамическая составляющая сопротивления обломков.

В развернутом виде эта модель выглядит так:

Х„ = 11.5(0.215 + Гг,^ (| +/ули )|1 + кСфуСф1,>а^ + П.5^х

х (0.215 + />Ат,я (1 + /Фж + ксФс^Ва2 j + (2)

+ 2(р-р,,)А'Ш„(ф„ +/Фпт) + 1сиРлкВ^{Фи +/Фит)+с,рС1у{Фг +/Ф/Т)

Общим недостатком, как модели Е.М.Грамузова, так и других моделей, является отсутствие учета влияния мелководья на ледовое сопротивление.

Сопротивление разрушения практически, в зоне реальных скоростей движения, не зависит от скорости судна, что подтверждается экспериментальными исследованиями, проведенными в разное время различными авторами, такими как М.С.Яковлев, В.И.Каштелян, Д.Е.Хейсин, А.Я.Рывлин, В.А.Зуев, Е.М.Грамузов, Ю.Н.Алексеев, М.Е.Рабинович, Ю.А.Двойченко и др.

Составляющая сопротивления битого льда, обусловленная плавучестью льдин не зависит от скорости, а следовательно на нее мелководье существенного влияния не оказывает, кроме случая, когда глубина фарватера равна толщине льда ( Нф = Ил ). При этом условии движение ледокола, как установлено В.А.Зуевым и В.К.Рыбаковым, становится невозможным. Следовательно, влияние мелководья на сопротивление ледокола нужно рассматривать при условии Яф/Ал >1.

Инерционная составляющая была получена Е.М.Грамузовым для глубокой воды. Ограниченная глубина фарватера вносит дополнительные изменения в картину обтекания корпуса обломками льда и потоком воды. При движении во льдах судно получает дифферент на корму, запас воды под днищем из-за этого уменьшается. Упор винтов падает, скорость движения снижается. Стесненность потока, вызванная ограниченной глубиной и попаданием битого льда под днище, приводит к увеличению скоростей обтекания и к смещению линий тока к плоскостям ватерлиний, к просадке судна, к изменению сопротивления движению. По отношению к скорости на глубокой воде, скорость на мелководье можно выразить как ушж = у /А • С уменьшением отношения Нф/Т величина Л возрастает, следовательно А-/(т/Нф)-Предполагая простую зависимость между А и Нф /Т получим, что:

и

(Я./Г)"

(3)

где V - некоторая константа. Одновременно следует учесть также изменение присоединенной массы воды. Используя данные А.И.Короткина для различных тел, плавающих на поверхности жидкости, имеем для пластинки шириной Ь, расположенной в жидкости конечной глубины Н, что

коэффициент присоединенной массы _ является функцией отношения

"'щ+ь/г)1

_ А Ь | . Разделяя числитель и знаменатель дроби, стоящей в правой части на величину "12 И,)

осадки ледокола Т, и обозначая ь/7Г как ь , получаем с _ Г^дЛ , тогда:

" I н/т)

¥

Выражение — предлагается обозначить как к „.

ЬошЦ*"1

Гидродинамическая составляющая сопротивления битого льда зависит от скорости и, следовательно, от относительной глубины фарватера

Коэффициент сопротивления сг в зависимости от скорости вычисляется по-разному. По данным С.И.Девнина, принимая форму частиц льда в виде квадратной пластины,

имеем, что при числе Рейнольдса Ке < 1 значение сР определяется по формуле с ^20-37.

* Не

В диапазоне чисел Рейнольдса 103<Ле<107 коэффициент гидродинамического сопротивления пластины имеет постоянную величину, равную 1.17.

Тогда, с учетом влияния мелководья на скорость получаем, что у«ж _ и , тогда:

"(Я./Г)'

= +/фп) (5)

Поправочный коэффициент к Ан.РТ определяется на основе серий модельных и

и'

натурных экспериментов.

Таким образом, сложная картина разрушения льда ледоколом и его движения и взаимодействия с обломками льда описана с помощью упрощенных теоретических схем расчета. Расчетные зависимости в явном виде включают кроме общепринятых характеристик, оказывающих влияние на сопротивление битого льда, также относительную глубину фарватера и скорректированные гидродинамические коэффициенты.

В третьей главе описаны модельные эксперименты, проведенные автором. Для определения составляющей сопротивления при движении ледоколов в битых льдах проводятся модельные испытания.

При этом необходимо, чтобы соблюдались условия

Рги = 1<}ет\р. - ¡¿ет;/ = гг?ет;Яф//з = /с/ет( - число Фруда по глубине, ря-

плотность льда, /- коэффициент трения льда по обшивке, Н9/к - отношение глубины фарватера к толщине льда). Водоизмещения натурного судна и модели должны относиться как

А,3, скорости - как А,0'5, толщины льда - как X (где X - масштаб модели ледокола и геометрических характеристик льда ). В случае выполнения этих условий ледовое сопротивление натурного судна можно определить пересчетом, согласно закону подобия Фруда. На практике решение задачи моделирования осложняется ввиду невозможности достаточно точно зафиксировать различные параметры, характеризующие натурную ледовую обстановку, что приводит к необходимости наложения определенных условий и соблюдения

подобия лишь в отношении наиболее существенных параметров битого льда: толщина и размеры в плане льдин, сплоченность поля битого льда, плотность и коэффициент трения материала для приготовления искусственного льда.

Ледовое поле моделировалось из пластинок, имитирующих обломки льда. Это позволяет исключить процесс ломки льда при движении модели судна, а сопротивление движению модели обусловлено только взаимодействием корпуса с обломками льда и водой. Материалом для имитации натурного льда служил полиэтилен высокого давления, с плотностью 0.92т/м3 и коэффициентом трения частиц льда по обшивке / = 015-0.20, что наиболее полно удовлетворяет требованиям теории подобия.

Испытания проводились в открытом ледовом бассейне кафедры «Судостроение» Нижегородского Государственного Технического Университета. Размеры чаши бассейна 1хЬхН = 15.0х 1 .Ох 0.8 л<

Мелководье имитировалось листами толстого стекла. Скорость движения модели V регистрировалась с помощью частотомера и однокоординатного самописца, фиксирующего изменения частоты в процессе движения на ленту. Поскольку необходимо было обеспечить повторяемость условий эксперимента, испытания проводились в ледяном поле сплоченностью 10 баллов, что давало качественное воспроизведение среды при каждом новом опыте.

Испытания проводились в три этапа с использованием двух типоразмеров плиток ахЬх А = 8.0х8.0х 2.0 см, ахЬх А = 10.2х 10.2х 0.8 см ( где акЬ-размеры плиток в плане, А -толщина плиток ) и на чистой воде. Производилась запись скорости на самописец. Фиксировались: масса груза, частота импульсов, характер обтекания модели набегающим потоком, температура воздуха и воды в бассейне.

Эксперимент проводился при следующих относительных глубинах фарватера Я / Т = 1.25; 1.5; 1.75; 2.0 (где Н-глубина фарватера, Г-осадка модели ледокола ) и на глубокой воде.. Диапазон скоростей прогонов 0.1... 1.2 м/с, что соответствует числам Фруда но глубине

Ргн =0.05...0.60.

В результате был получен ряд точек графиков Я =/(V) ( см. рис. 1 ):

•ItVSv » , _

i !••' - 1 - -

• • ! • » » *

1 > "* _ -

! —

cu 02 ai 04 ai os от Ol 09 10 v .

np. 16 "Дон" (масштаб 1:33 )

Ol 04 O» OA 07

пр. P - 47 "Портовый"(масштаб 1:18)

-•j i - i. . л i .. U-

'.-'•r./l

Hr-Tl-r:1"

Ol ш o)

пр. MOS "Капитан Чечкин"(масштаб 1:50) Рис. 1. Результаты испытаний во льду толщиной 2 см

Результаты испытаний в первом приближении были обработаны методами математической статистики. Полученные в результате эксперимента данные были использованы для корректировки теоретической модели при получении полуэмпирического способа расчета ледового сопротивления при наличии влияния мелководья.

В четвертой главе приведена полуэмпирическая модель на основе теоретической модели (2), проанализированы формы корпуса современных отечественных речных ледоколов по критериям эффективности работы в условиях мелководья, предложены рекомендации по проектированию.

Полуэмпирическая модель представляется в виде

- k\r\ + к2г2 + + ^4Г4 +

(6)

где

■ JL

Da

+ ^rtJ-^tj + 0.66(1 + /Фш )Ва + к'сФ,

Da3 В

1 + lg\f *

г2 = РШ^Гр " г4=р,АВ»2(Ф,+/Ф,„).

Описанные в гл.3 эксперименты показали, что коэффициенты при динамической составляющей сопротивления битого льда зависят от скорости движения судна, а в условиях мелководья также и от относительной глубины фарватера. Для получения выражений, определяющих эти коэффициенты была проведена обработка результатов испытаний.

При соответствующих значениях числа Фруда по глубине Ргн и Н ¡Т данные опытов по всем моделям ледоколов и типоразмерам льда были обработаны с помощью аппарата множественной линейной регрессии. В результате получился набор значений коэффициентов ¿4 и к5.

После их аппроксимации в зависимости от относительной глубины и числа Фруда были получены следующие выражения:

к 092 56.5 0.047 1.94 (6)

4 = лГ ^(я/г)619 5 = Л-Г + />Г(я/г)641

Рис. 2. Графики зависимости эмпирических коэффициентов от скорости и относительной глубины фарватера

Автором была разработана компьютерная программа, позволяющая оценить сопротивление движению ледокола в первом приближении при движении в любом диапазоне глубин, для различных конфигураций корпуса ледокола.

При проектировании формы корпуса ледокола необходимо иметь критерии оценки ее качества. Если принять, что качество формы корпуса речного ледокола с точки зрения

ледопроходимости определяется минимумом энергетических затрат при движении в условиях мелководья, то повышение качества обводов связано с минимизацией ледового сопротивления

Уменьшение Яя на мелководье при заданных v. Л и механических характеристиках | ледяного покрова связано с уменьшением коэффициентов формы корпуса, прежде всего

Фи, Фт, Фг, Фгг, а также площади зоны облегания корпуса льдом С2л и ширины корпуса В, так как гидродинамическая и инерционная составляющие сопротивления зависят от этих величин. Так как вклад отдельных составляющих зависит от параметров ледяного покрова, то наилучшее сочетание параметров формы корпуса зависит от заданных параметров ледяного покрова. То есть оптимальный с точки зрения сопротивления на мелководье комплекс характеристик формы корпуса является функцией толщины льда А, коэффициента трения относительной глубины фарватера Н/Т и других.

Достижимая скорость судна V определяется из совместного решения уравнений полного ^ ледового сопротивления = /{у,Н,Н/Т) и полезной тяги движителей Ре = /(у) с учетом , того, что при установившейся скорости движения судна Ре=Я,- Рассчитываются и строятся кривые полного ледового сопротивления в зависимости от скорости ледокола = /(у) , для

глубокой воды и при Н / Т = 1.25,1.50,1.75,2.00. На этот же график наносится кривая зависимости тяги винтов судна Ре от скорости хода при заданной мощности. Ввиду того, что работа движителей ледоколов в условиях мелководья изучена мало, для определения Р1 = /(у) используются паспортная диаграмма судна или традиционная схема расчета гребных винтов. Искомая скорость движения судна при заданной мощности ( тяге винтов) в заданных ледовых условиях определяется точкой пересечения кривых Л, = /(у,А,Я/Г) и Р = /(у).

Важнейшим показателем эффективности ледокола является кривая ледопроходимости у

Ч,

=/(к) при работе пропульсивной установки на полную мощность. Параметры кривой ледопроходимости, могут выступать в качестве критериев качества формы обводов судна. Общую оценку качества ледокола, а следовательно и формы его корпуса, можно провести на

основе пропульсивного ледового коэффициента полезного действия:

Р,У

(7)

где Ре у = Л у - мощность, затрачиваемая на прокладку канала; N^ - суммарная мощность на гребных валах.

Анализ различных типов ледоколов показал, что лучшие с точки зрения разрушения льда формы корпуса ледоколов пр. Р-47, пр.1191 оказываются худшими с точки зрения преодоления обломков. С точки зрения сопротивления обломков и дополнительного сопротивления мелководья наиболее удачна форма корпуса пр.1105. Форма корпуса пр.16 уступает остальным практически по всем показателям. При этом, сравнение наиболее современных и близких по назначению ледоколов пр.1105 и пр.1191 по полному сопротивлению и по параметрам кривой ледопроходимости на мелководье показывает, что форма корпуса ледокола пр. 1191 эффективнее практически для всего диапазона скоростей движения, что несколько менее заметно при малых глубинах фарватера.

С целью выяснения влияния различных геометрических характеристик формы корпуса ледокола на его сопротивление в условиях мелководья и необходимую мощность ЭУ, используя программу компьютерного расчета, были проведены математические эксперименты.

Расчет производился для различных сочетаний главных размерений и функций геометрии корпуса, причем функции геометрии определялись по формулам, используя компьютерную программу GEOMETRY, разработанную на кафедре "Судостроение" НГТУ.

Для случаев линейного речного ледокола большой мощности и небольшого рейдового ледокола-буксира наиболее удачными с точки зрения работы в условиях мелководья будут суда с характеристиками, приведенными в табл.1.

Новый ледокол большой мощности в сравнении с ледоколом пр. 1191 имеет больший развал шпангоутов в носовой части при некотором спрямлении их формы. Более прямолинейная форма шпангоутов обеспечивает лучшее раздвигание взломанных льдин в стороны, их переворачивание и свободное проскальзывание вдоль борта ледокола. При этом немного теряется преимущество ложкообразных шпангоутов с точки зрения разрушения льда и вероятности заклинивания, поэтому предлагается несколько увеличить развал шпангоутов. По сравнению с судном-прототипом незначительно уменьшились осадка и длина ледокола при той же ширине корпуса. Вместе с изменением формы обводов это приводит к некоторому уменьшению площади поверхности, облегаемой льдом.

Новый ледокол-буксир, в сравнении с прототипом пр. Р-47 имеет те же главные размерения при незначительном уменьшении осадки. Носовые очертания характеризуются большим развалом шпангоутов при некотором спрямлении их формы. В то же время площадь поверхности, облегаемой льдом практически не меняется.

Был проведен сравнительный анализ с прототипами по критериям полного сопротивления и ледопроходимости в условиях мелководья. При этом мощности энергетических установок и предельная толщина льда принимались такими же как у

прототпов (пр. 1191 и пр. Р-47). Сравнительные кривые полного сопротивления и ледопроходимости приведены на рис. 3.

Результаты сравнения показывают более высокую эффективность предлагаемых вариантов ледоколов по сравнению с действующими прототипами в условиях работы на мелководье.

Сравнение новых ледоколов и ледоколов-прототипов Таблица I

Тип ледокола Данные Линейный Ледокол Ледокол - Ледокол

расчетов ледокол пр. 1191 Буксир пр Р-47

Длина ¿, м 70 0 73.0 27.0 27.0

Ширина В, м 16.0 16.0 7.7 7.7

Осадка Т, м 2.45 2.50 1.82 1 88

Коэффициент полноты 8 0.71 0.753 0.59 0.51

Функции геометрии корпуса

'«С,, 0.301 0.306 0.297 0.364

00 оо 00 1.19

У ш. 3.69 3.68 3.48 3.15

г.. 0.332 0.332 0.413 0.43

Ф„„ 6.27 6.25 5.88 4.51

Фс 0.82 0.82 0.79 1.08

фм 0 034 0.029 0.024 0.114

Ф «и 0.74 0 76 0.83 0.749

Фи 0.044 0.052 0.044 0.102

ф_ 0.201 0.211 0.239 0.288

ф, 0.002 0.002 0.018 0.012

фш 0.005 0 008 0.007 0.037

0„м7 790.0 896 68.0 67.6

новый ледокол

пр. Р - 47 новый ледокол -

Рис.4 Сравнение по критериям эффективности прототипов и гипотетических ледоколов

В пятой главе на примере расчета нового линейного ледокола большой мощности описана методика обеспечения ледовой ходкости на мелководье.

Полное ледовое сопротивление движению речного ледокола на мелководье определяется при помощи полуэмпирической модели ледового чистого сопротивления и рекомендаций для определения сопротивления воды движению ледокола.

Составляющая сопротивления разрушения речного ледокола в условиях мелководья ввиду того, что она не зависит от глубины определяется как для глубокой воды по формуле:

* = (8)

-где

' Оа R2=FrlltgtfR,

(1 + #')+ К у: I ** , + 0.66(1 + )Ва + к'сФ_

»1 + '8 Ь

И - толщина ледяного покрова, В - ширина корпуса судна, рг = - число Фруда по

толщине льда, £> = ^ - цилиндрическая жесткость ледяной пластины, а = -

'2(1 -р2) V О

параметр изгиба пластины на упругом основании, / - коэффициент трения льда о корпус, <р, -

угол наклона батокса к горизонтальной плоскости, <рг - угол между касательной к ватерлинии и

ДП, уф - - функция, характеризующая форму корпуса в точке контакта со льдом,

пхп.

у* - безразмерная функция, характеризующая форму корпуса относительно кромки льда, к* , к". - коэффициенты, характеризующие форму и механические свойства ледяного покрова, ■>"" Г1 Г о П

Ф _ _ Г /_!_ , ф _ _ ( __I .!„ - средние геометрические характеристики

" пУ*' г вЦ„\ У

ватерлинии.

Сопротивление обломков битого льда определяется как сумма составляющей, обусловленной силами плавучести льдин, составляющей, обусловленной динамикой взаимодействия корпуса со льдинами, составляющей, обусловленной динамикой движения льдин и составляющей, обусловленной влиянием мелководья на динамику взаимодействия и движения льдин:

При этом, составляющие определяются как:

Л„ =4.590о-рл)вЬС1.(Ф. +/Ф„ ),, ки ^рнвАФ, +/фиЛ

"я

= Рг,^н5/Ту» +/Ф.,)-где ря -

плотность льда, р - плотность воды, g - ускорение свободного падения, С1 , - площадь поверхности обшивки судна, облегаемая льдом.

ф =-!_ („ „ <«=0.029; Ф = -- Г„.л/Г:«;Лг = 0.76;

Ф„ =- 0.052; Ф„ = - \njl-n] <1у = 0.211;

5 о В л

1

Ф = — [п) <К1 = 0.002 Ф,_ = — -/1 - и; = 0.008

- функции геометрии корпуса.

Сопротивление воды определяется упрощенным методом по рекомендациям:

л„=/гг + я,„ (Ю)

- где /- = 0-455 _ коэффициент трения эквивалентной пластины,

(18ЯеГ

Сш' " надбавки на шероховатость и выступающие части;

Я =|5 + 2~Ь\уУ> - смоченная поверхность корпуса судна V 40 Г J

Остаточное сопротивление Я1Х г определяется по рекомендациям В.А.Зуева и Е.М.Грамузова в отношении к водоизмещению ледокола, в зависимости от числа Фруда.

Для определения достижимой скорости судна рассчитываются и строятся кривые полного сопротивления в зависимости от скорости ледокола по формуле: Д = (12)

На этот же график наносится кривая зависимости полезной тяги движителей. Мощность на гребных валах определяется по формуле:

Н (13)

ч,

Мощность энергетической установки предлагается подбирать в зависимости от конкретных условий, при наличии данных по глубинам фарватера в районе предполагаемой эксплуатации судна.

В заключении приведены основные результаты, которые сводятся к следующему: . Получены математические зависимости и графики, характеризующие сопротивление битого льда движению моделей речных ледоколов в зависимости от скорости и относительной глубины фарватера.

'.. Получены полуэмпирические зависимости расчета дополнительной составляющей ледового чистого сопротивления, обусловленной влиянием мелководья. Дополнительное

сопротивление мелководья обусловлено взаимодействием корпуса судна с обломками льда и движением самих обломков, как процессов, связанных со скоростью судна. Его влияние характеризуется поправочными эмпирическими коэффициентами при скоростной составляющей сопротивления на глубокой воде, представленными автором в виде соответствующих формул и графиков.

3. Проведена проверка полученных результатов с данными натурных испытаний на мелководье. Сравнение по кривой сопротивления, диаграмме ледопроходимости с данными натурных испытаний ледоколов пр. Р - 47, пр. 16, пр. 1105, пр. 1191 показало достоверность и универсальность предложенных зависимостей.

4. Проанализировано качество обводов корпусов современных отечественных речных ледоколов с ючки зрения минимальных энергетических затрат на движение в условиях мелководья. Наиболее эффективной признана форма корпуса ледокола пр. 1191 во всем диапазоне скоростей по критериям полного сопротивления, ледопроходимости и пропульсивного КПД. Предложены рекомендации по снижению ледового сопротивления за счет проектирования обводов. Предлагается увеличить развал шпангоутов в носовой части судна, при некотором спрямлении их формы.

5. Предложены варианты форм корпуса линейного ледокола на основе пр. 1191 и ледокола-буксира на основе пр. Р-47, улучшенные с точки зрения движения в условиях мелководья. Эти формы подобраны с учетом рекомендаций автора, описанных в п.5.

6. Предложена методика расчета полного сопротивления. Данная методика включает в себя: расчет полного ледового сопротивления с учетом влияния мелководья во всем диапазоне рабочих глубин; определение достижимых скоростей движения при различных относительных глубинах фарватера; предварительную оценку мощности ЭУ, необходимой для обеспечения непрерывного движения ледокола в условиях мелководья в сплошном льду предельной толщины.

В приложениях приведены протоколы испытаний, экспериментальные и расчетные графики сопротивления моделей ледоколов в битом льду, тексты программ и выходная информация по расчетам основных характеристик и анализу форм корпусов ледоколов.

Ш 1 0 б 1 П

Тойо

Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в

следующих публикациях:

1. Шканов И.Н. Испытания ходкости моделей речных ледоколов на мелководье // Теория, проектирование и прочность судов, плавающих во льдах: Межвуз. сб. / Изд. НГТУ. - Нижний Новгород. - 1995. - с. 114 - 121.

2. Шканов И.Н. Моделирование сил сопротивления битого льда движению ледокола в условиях мелководья // Матер. XVIII научно-методической конференции по теоретической механике / Изд. НГМД. - Нижний Новгород. -1999,- с. 54-57.

3. Шканов И.Н. Влияние мелководья на геометрические характеристики форм корпусов речных ледоколов // Тр. НГТУ. - т. 33 - Нижний Новгород. - 2002. - с. 116-119.

4. Шканов И.Н. Модельные испытания речных ледоколов на мелководье // НГТУ, деп. в ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова. - 10.10.95, № ДР-3580 - 3 с.

5. Шканов И.Н. Оценка сопротивления при движении ледоколов на мелководье // Отчет по НИР. - № Гос. Регистрации 01896064097. - Инв. №02.9.50 003382 (промежуточный отчет ). - 1995. - 31 с.

6. Шканов И.Н. Оценка сопротивления при движении ледоколов на мелководье // Отчет по НИР. - № Гос. Регистрации 01896064097. - Инв. №02.9.50 003381 (заключительный отчет). - 1995. - 35 с.

Подписано в печать 28.05.03. Формат 60х841/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 80 экз. Заказ 432.

Нижегородский государственный технический университет. Типография НГТУ. 603600, Нижний Новгород, ул. Минина, 24.

Условные обозначения.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ХОДКОСТИ РЕЧНЫХ ЛЕДОКОЛОВ НА МЕЛКОВОДЬЕ.

1.1 Характеристики внутренних водных путей по продолжительности навигации и состоянию фарватера.

1.2 Особенности движения судна на мелкой воде.

1.3 Краткий обзор исследований ледопроходимости.

1.4 Современные способы оценки сопротивления движению речных ледоколов на глубокой воде и на мелководье в сплошном и битом льду.

1.5 Формы корпусов основных типов отечественных речных ледоколов.

1.6 Постановка задачи исследований.

1.7 Резюме.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЛЬДА ДВИЖЕНИЮ ЛЕДОКОЛА В

УСЛОВИЯХ МЕЛКОВОДЬЯ.

2.1 Обоснование выбора теоретической модели.

2.2 Сопротивление разрушения льда.

2.3 Сопротивление битого льда.

2.4 Резюме

3. ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ СУДНА

В ПОЛЕ БИТОГО ЛЬДА НА МЕЛКОВОДЬЕ.

3.1 Условия моделирования.

3.2 Устройство ледового бассейна.

3.3 Модель льда, модели ледоколов и моделирование мелководья.

3.4 Методика эксперимента.

3.5 Описание эксперимента.

3.6 Обработка и анализ результатов испытаний.

3.7 Резюме.

4. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛЕДОПРОХОДИМОСТИ В УСЛОВИЯХ МЕЛКОВОДЬЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СУДНА.

4.1 Полуэмпирическая модель чистого ледового сопротивления ледокола на мелководье.

4.2 Проектные характеристики и обводы корпусов речных ледоколов.

4.3 Обеспечение ледовой ходкости ледоколов на мелководье.

4.4 Анализ форм корпуса современных речных ледоколов и рекомендации по проектированию.

4.5 Резюме.

5. МЕТОДИКА РАСЧЕТА НЕКОТОРЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЧНОГО ЛЕДОКОЛА ПРИ УСЛОВИИ ВЛИЯНИЯ МЕЛКОВОДЬЯ.

5.1 Расчет полного ледового сопротивления движению речного ледокола в условиях мелководья.

5.2 Определение достижимой скорости судна на мелководье и мощности энергетической установки.

5.3 Резюме.

Речные водные пути нашей страны значительное время года покрыты льдом. Это снижает эффективность работы водного транспорта. Из-за сезонности работы речного транспорта уменьшается грузооборот флота, а в зимнее время происходит перегрузка других видов транспорта. Из этого следует, что продление навигации является весьма актуальной задачей. Кроме того, что раннее вскрытие отдельных участков рек и водохранилищ позволяет продлить навигацию, это помогает предотвратить развитие заторных явлений. На реках России, как известно, часты разрушительные наводнения, которые вызываются, с одной стороны, паводковой волной вследствие потепления, а с другой -большими размерами ледяных полей. Поэтому здесь технические средства борьбы со льдом должны способствовать предотвращению этих наводнений.

Основным средством продления навигации является ледокольный флот, для проектирования которого необходимы надежные методы расчета ледовой ходкости, учитывающие форму корпуса судна, а также особенности его работы в речных условиях [ 25 ].

Суда ледового плавания в процессе эксплуатации встречаются с разнообразными ледовыми условиями [ 3, 33]. При исследовании ледовой ходкости из всего многообразия ледовых условий выделяют наиболее типичные или "стандартные" ледовые условия. Ледоколы традиционно проектируются для движения, прокладки канала в неразрушенном сплошном льду. Причем для однозначности получаемых решений ледяной покров считается ровным по толщине и однородным по механическим характеристикам [ 1,8, 16, 18 ].

Ледоколы подразделяют на морские и речные. Это связано как со спецификой ледовых условий и ледокольных работ, так и со спецификой формы корпуса. В частности, речные ледоколы имеют ограниченную осадку, а следовательно большее отношение ширины к осадке ( В/Т), что приводит к отличию картины их взаимодействия со льдом по сравнению с морскими [ 4, 44 ]. Кроме того, на характер такого взаимодействия значительно влияет ограниченность запаса воды под днищем судна. Как указано в [ 3, 4, 5, 28, 50, 63, 72, 75, 76, 82, 83, 86, 87, 103 ] для речных ледоколов работа в условиях мелководья весьма характерна, а на ряде водоемов в некоторых случаях является определяющей. Вместе с тем, методики, учитывающей влияние мелководья на сопротивление ледоколов в настоящее время не существует. Практически отсутствуют математические модели, позволяющие оценить влияние формы корпуса и других характеристик ледокола на его движение в условиях мелководья. Теоретические и экспериментальные исследования ходкости речных ледоколов на мелководье во льду носили разрозненный характер и были, как правило, посвящены чисто качественному описанию данного процесса вне связи с основными характеристиками судна и критериями эффективности его работы.

Все вышеуказанное определяет необходимость проведения новых исследований влияния мелководья на ходкость речных ледоколов как задачу весьма актуальную.

В настоящей работе рассматриваются вопросы прогнозирования влияния мелководья на сопротивление речного ледокола при движении в ровном неразрушенном ледяном поле и проектирование формы его корпуса с целью уменьшения данного сопротивления.

Цель работы. Разработка способов прогнозирования сопротивления речных ледоколов на мелководье и выработка рекомендаций по проектированию формы корпуса речных ледоколов, минимизирующих энергетические затраты на создание ледового канала в условиях ограниченной глубины фарватера.

Задачи и методы исследований. В настоящей работе ставится задача исследовать влияние ограниченной глубины фарватера на ледовое сопротивление движению речного ледокола и выработать рекомендации по проектированию формы корпуса с целью уменьшения этого сопротивления. Для реализации целей работы экспериментально и теоретически изучались особенности движения ледокола в условиях мелководья в сплошном и битом льду. Изучался процесс моделирования ледового сопротивления и ограниченной глубины фарватера в специальном ледовом бассейне. Исследовалось влияние формы корпуса ледокола и ограниченной глубины фарватера на ледовое сопротивление. При построении практических зависимостей использовалась статистическая обработка данных модельного эксперимента, проведенного автором.

Научная новизна. Получены полуэмпирические зависимости, характеризующие влияние мелководья на ледовое сопротивление. Предложена теоретическая модель сопротивления льда движению ледокола [ 25 ], с учетом влияния ограниченной глубины фарватера. Даны варианты форм корпусов речных ледоколов различного назначения с точки зрения их работы в условиях мелководья.

Практическое значение. Предложены практические методы прогнозирования ледового сопротивления в условиях мелководья, основанные на модельных испытаниях, расчетах по полуэмпирическим моделям. Даны рекомендации по проектированию формы корпуса ледокола, позволяющие повысить эффективность его работы по прокладке канала в сплошном льду в условиях мелководья.

На защиту выносятся:

- результаты экспериментальных исследований влияния ограниченной глубины фарватера на различные составляющие ледового сопротивления;

- поправочные коэффициенты к математической и полуэмпирической моделям сопротивления обломков льда движению ледокола, учитывающие условия мелководья;

- результаты сравнительного анализа форм корпусов основных типов отечественных речных ледоколов по критериям эффективности их работы в условиях мелководья;

- рекомендации к проектированию новых форм корпусов ледоколов, более эффективных с точки зрения работы в условиях мелководья.

По результатам работы сделано 2 отчета по НИР, задепонированных в; сделано 3 доклада: на XVIII, XIX и XX научно-методических конференциях по механике твердых тел и жидкости в 1999, 2001, 2002 гг.

По теме диссертации опубликовано 7 работ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные итоги работы сводятся к следующему.

1. Получены математические зависимости и графики, характеризующие сопротивление битого льда движению моделей речных ледоколов в зависимости от скорости и относительной глубины фарватера.

2. Получены полуэмпирические зависимости расчета дополнительной составляющей ледового чистого сопротивления, обусловленной влиянием мелководья. Дополнительное сопротивление мелководья обусловлено взаимодействием корпуса судна с обломками льда и движением самих обломков, как процессов, связанных со скоростью судна. Его влияние характеризуется поправочными эмпирическими коэффициентами при скоростной составляющей сопротивления на глубокой воде, представленными автором в виде соответствующих формул и графиков.

3. Проведена проверка полученных результатов с данными натурных испытаний на мелководье. Сравнение по кривой сопротивления, диаграмме ледопроходимости с данными натурных испытаний ледоколов пр. Р -47, пр. 16, пр. 1105, пр. 1191 показало достоверность и универсальность предложенных зависимостей.

4. Проанализировано качество обводов корпусов современных отечественных речных ледоколов с точки зрения минимальных энергетических затрат на движение в условиях мелководья. Наиболее эффектовной признана форма корпуса ледокола пр. 1191 во всем диапазоне скоростей по критериям полного сопротивления, ледопроходимости и пропульсивного КПД. Предложены рекомендации по снижению ледового сопротивления за счет проектирования обводов. Предлагается увеличить развал шпангоутов в носовой части судна, при некотором спрямлении их формы.

5. Предложены варианты форм корпуса линейного ледокола на основе пр. 1191 и ледокола-буксира на основе пр. Р-47, улучшенные с точки зрения движения в условиях мелководья. Эти формы подобраны с учетом рекомендаций автора, описанных в п.5.

6. Предложена методика расчета полного сопротивления. Данная методика включает в себя: расчет полного ледового сопротивления с учетом влияния мелководья во всем диапазоне рабочих глубин; определение достижимых скоростей движения при различных относительных глубинах фарватера; предварительную оценку мощности ЭУ, необходимой для обеспечения непрерывного движения ледокола в условиях мелководья в сплошном льду предельной толщины.

1. Алексеев Ю.Н., Шахаева Л.М. Оценка влияния прочностных характеристик ледяного покрова и плавучести притопленных обломков на сопротивление льда движению судна. - В кн.: Сб. ст. по гидродинамике транспортных судов. Л., ЦНИИ им. Акад. А.Н.Крылова, 1981.

2. Атлас Б., Морозов И., Тинкельман И. Продление навигации: итоги, проблемы. Речной транспорт, 1983, № 6, с. 17.

3. Барабанов Н.В., Бабцев В.А. Опыт эксплуатации судов ледового плавания // Судостроение. 1987. - № 12. - с. 3.

4. Барабанов Н.В. Новый тип ледокола смешанного плавания море — река для Дальнего Востока // Проектирование, теория и прочность судов, плавающих во льдах: Межвуз. сб. / Изд. НГТУ. Нижний Новгород. -1992.-с. 9- 1

5. Барабанов Н.В. Работа судов во льдах на мелководье // Проектирование, теория и прочность судов, плавающих во льдах: Межвуз. сб. / Горьков. Политехи. Ин-т. Горький. - 1990. - с. 5 - 10.

6. Басин A.M., Веледницкий И.О., Ляховицкий А.Г. Гидродинамика судов на мелководье / Судостроение. Л. - 1976. - 320 с.

7. Беляков В.Б., Грамузов Е.М. Ледовый опытовый бассейн Горьковского политехнического института // Теория и прочность ледокольного корабля: Межвуз. сб. / Горьков. политехи, ин-т. Горький, 1982.-с.20-22.

8. Беляков В.Б. Новая модель льда // Вопросы теории, прочности и проектирования судов, плавающих во льдах: Межвуз. сб. / Горьков. политехнический институт. — Горький, 1984. — с. 48 52.

9. Беляков В.Б. Экспериментальные исследования ледопроходимости судов в новой модели льда // Проектирование средств продления навигации: Межвуз. сб. / Горьков. политехи, ин-т. Горький, 1986. — с. 79-84.

10. Ю.Бронников А.В. Взаимосвязь между ледопроходимостью и элементами ледокола // Современные проблемы проектирования судов. — JI., 1982.

11. Бронников А.В. Суда ледового плавания. Особенности проектирования: Учеб. Пособие / ЛКИ. JI., 1984. - с. 38.

12. Васильев А.В., Карпов А.Б., Матвеев А.И. Гидромеханика судов внутреннего плавания // Учеб. пособ.: Горьк. Госуниверситет / Горький. -1978.-90 с.

13. Войткунский Я.И. Сопротивление воды движению судов.- Л.: Судостроение, 1987.

14. Грамузов Е.М. Аналитический способ расчета составляющей сопротивления ледокола, связанной с разрушением льда / Горьков. политехнический ин-т. Горький, 1987.

15. Грамузов Е.М., Зуев В.А., Яковлев М.С. Некоторые вопросы разрушения льда речными ледоколами // Теория и прочность ледокольного корабля: Межвуз. сб. / Горьковский политехнический институт. — Горький, 1980.-с. 4- 10.

16. Грамузов Е.М., Курнев П.А. Автоматизированные расчеты геометрических характеристик корпуса ледокола / Горьков. политехи, ин-т. -Горький, 1987.- Юс.

17. Грамузов Е.М., Курнев П.А. Полуэмпирическая модель ледового сопротивления речного ледокола // Вопросы проектирования судов, плавающих во льдах: Межвуз. сб. / Горьков. Политехи. Ин-т. — Горький. — 1988.-е. 36-43.

18. Грамузов Е.М. Моделирование сопротивления льда движению судна // Вопросы теории, прочности и проектирования судов, плавающих во льдах: Межвуз. сб. / Горьковский политехнический институт. — Горький, 1984.-с. 38-43.

19. Грамузов Е.М., Мохонько С.Г., Саватеев А.В., Шестоперов С.Ю. Сравнение методов расчета ледопроходимости судов. — В кн.: Теория и прочность ледокольного корабля. Горький, Изд. ГПИ, 1980, с. 22 -25.

20. Двойченко Ю.А. Деформация и пролом ледяного поля. В кн.: Теория и прочность ледокольного корабля, Горький, Изд. ГПИ, 1980, с.38-49.

21. Девнин С.И. Аэрогидродинамический расчет плохообтекаемых судовых конструкций. Л.: Судостроение, 1967. -223 с.

22. Деревянченко Н. и др. Для определения ходкости судов в битом льду / Деревянченко Н., Ефремов Ю., Павленко В., Сандаков Ю., Тронин В. Речной транспорт, 1981, № 5, с. 40 - 41.

23. Деревянченко Н.Т., Сандлер Л.Б. Особенности ходкости судов в битом льду // Вопросы теории, прочности и проектирования судов, плавающих во льдах: Межвуз. сб. / Горькое, политехи, ин-т. Горький, 1984.-с. 44-48.

24. Елисеев В.К. О влиянии главных размерений корпуса ледокола на ледовое сопротивление // Проблемы Арктики и Антарктики. — 1969. — Вып. 32.

25. Зуев В.А., Грамузов Е.М. Взаимодействие судов со льдом. Учебное пособие / Изд. ГПИ. - Горький, 1988. - 87 с.

26. Зуев В.А., Рабинович М.Е. Моделирование ледовой среды при экспериментальных исследованиях движения судна в битых льдах // Сб. научных тр. / Горьков. политехи, ин-т. 1967. - Т.23. - Вып. 9. — с.43-50

27. Зуев В.А., Рабинович М.Е., Грамузов Е.М., Двойченко Ю.А. К вопросу о моделировании движения судна в сплошном ледяном поле. — В кн.: Теория и прочность ледокольного корабля. Горький, Изд. ГГУ, 1978, с. 22-25.

28. Зуев В.А., Рабинович М.Е., Яковлев М.С. Аналитические формулы для расчета сопротивления движению речного ледокола в сплошном ледяном поле // Теория и прочность ледокольного корабля: Межвуз. сб. / Горьков. госуниверситет. Горький, 1978. - с. 4 - 8.

29. Зуев В.А., Рабинович М.Е., Яковлев М.С. Динамические расчеты ледоколов: Учеб. пособие / Горьков. политехи, ин-т. — Горький, 1979. -67 с.

30. Зуев В.А., Рабинович М.Е., Яковлев М.С. Экспериментальные исследования движения судов в ледовых условиях // Сб. науч. тр. / НТО Судпрома. Л., 1969.-Вып. 136.

31. Зуев В.А., Рыбаков В.К. Особенности плавания ледоколов в условиях мелководья // Вопросы теории, прочности и проектирования судов, плавающих во льдах: Межвуз. сб. / Горьков. политехи, ин-т. — Горький, 1992.-с. 34-40.

32. Зуев В.А. Средства продления навигации на внутренних водных путях. — JL: Судостроение, 1986. 207 с.

33. Иванов В.М. Результаты отработки формы обводов и проектирование гребных винтов речных ледоколов // Проектирование и строительство речных судов. JL: Речной транспорт, 1960. — с. 104 — 114.

34. Игнатьев М.А. Гребные винты судов ледового плавания. Л.: Судостроение, 1966. - 114 с.

35. Игнатьев М.А., Рывлин А.Я. Экспериментальные исследования ледовых качеств судов в натурных условиях // Проблемы Арктики и Антарктики. 1970. - Вып. 23. - с. 119 - 123.

36. Ионов Б.П. Аналитический способ расчета составляющих ледового сопротивления и его экспериментальная проверка // Сб. науч. тр. / ААНИИ. 1981. - Т. 3 76. - с. 141-149.

37. Каштелян В.И., Ионов Б.П., Ильчук А.Н. Оценка ледопроходимо-сти ледоколов и транспортных судов ледового плавания в начальной стадии проектирования // Сб. науч. тр. / ААНИИ. — 1981. — Т. 376.

38. Каштелян В.И., Лихоманов В.А. Натурные испытания судов во льдах // Судостроение за рубежом. 1978. - № 4 ( 136 ). - с. 38 - 55.

39. Каштелян В.И. Методы оценки ледовой ходкости судна. Тр. ААНИИ, 1973, т. 309. Ледовые качества судов, с. 5 — 17.

40. Каштелян В.И. Моделирование движения судна в сплошных льдах. -Судостроение, 1977, № 9, с. 3 18.

41. Каштелян В.И., Позняк И.И., Рывлин А.Я. Сопротивление льда движению судна. — Л., Судостроение, 1968, 238 с.

42. Каштелян В.И., Рывлин А.Я., Фадеев О.В., Ягодкин В.Я. Ледоколы. Л.: Судостроение, 1972, 288 с.

43. Каштелян В.И., Фадеев О.В., Цой Л.Г. Выбор основных параметров ледокольно — транспортных судов // Судостроение. — 1979. № 12.

44. Каштелян В.И., Яровая Т.Х. Зарубежные исследования влияния форм обводов корпусов ледоколов и судов ледового плавания на ледопрохо-димость // Судостроение за рубежом. 1980. - № 8 ( 164 ). - с. 3 - 18.

45. Каштелян В.И., Яровая Т.Х. Проблемы ледовой ходкости и методы ее оценки // Судостроение за рубежом. 1981. - № 3 ( 71 ). - с. 107 - 125.

46. К вопросу о моделировании движения судна в сплошном ледяном поле / В.А.Зуев, М.Е.Рабинович, Е.М.Грамузов, Ю.А.Двойченко // Теория и прочность ледокольного корабля: Межвуз. сб. / Горьковский госуниверситет. Горький, 1978. - с. 22 - 25.

47. Климатологические справочники СССР. М., Гидрометеоиздат, ч. II, 4.IV, 1965-1968.

48. Коваль Г.М. Состояние и проблемы современного ледоколостроения // Судостроение. 1973. - № 7. - с. 3 - 13.

49. Козин В.М. Результаты испытаний моделей речных ледоколов в битых льдах на мелководье В кн.: Теория и прочность ледокольного корабля. Горький, Изд. ГПИ, 1980, с. 30 - 33.

50. Короткин А.И. Присоединенные массы судна. Справочник. JL: Судостроение, 1986. - 312 с.

51. Курдюмов В.А., Хейсин Д.Е. Определение нагрузок при ударе судна вертикальным бортом о кромку ледяного поля // Науч. — техн. сб. / Регистр СССР. -JL: Транспорт, 1984.-Вып. 14.-е. 3- 10.

52. Максутов В.Д. Некоторые особенности проектирования транспортных судов ледового плавания. Тр. ААНИИ, 1973, Т. 309, с. 171 — 178.

53. Максутов Д.Д., Позняк И.И. Результаты сравнительных испытаний моделей судов с различной формой обводов корпуса // Сб. науч. тр. / ААНИИ. 1981. - Т. 376. - с. 34 - 40.

54. Максутов Д.Д., Попов Ю.Н. Опыт разработки и внедрение ледовых паспортов. Тр. ААНИИ, 1981, Т. 376, с. 26-33.

55. Максутов Д.Д. Сопротивление движению транспортных судов в сплошных льдах // Сб. науч. тр. / ААНИИ. — JL: Гидрометеоиздат, 1973.- Т. 309.-с. 27-34.

56. Малый П., Сегал 3. Для определения ходкости судов во льдах. Речной транспорт, 1980, № 11, с. 27.

57. Мартынов А.А., Сандлер Л.Б. О выборе оптимальных параметров крупных линейных ледоколов в процессе их проектирования // Проектирование средств продления навигации: Межвуз. сб. / Горьков. Политехи. Ин-т. Горький. - 1986. - с. 52 - 55.

58. Михеев Ю., Бурыгин Л., Боцан М. Результаты испытаний судов в ледовых условиях. — Речной транспорт, 1982, № 2, с. 29 30.

59. Ногид Л.М. Моделирование движения судна в сплошном ледяном поле и битых льдах. Тр. ЛКИ, 1959, вып. XXVIII, с. 179- 185.

60. Позняк И.И. Ледовый бассейн и техника проведения в нем модельных испытаний // Сб. науч. тр. / ААНИИ. 1960. - Т. 237. - с. 46 - 75.

61. Позняк И.И. Метод сравнительных испытаний моделей для оценки ледопроходимости судов в сплошных льдах // Сб. науч. тр. / ААНИИ. 1960.-T.237.-c. 108-111.

62. Поляков А.С., Тронин В.А. Результаты испытаний ледоколов типа "Капитан Евдокимов" // Проектирование средств продления навигации: Межвуз. сб. / Горьков. политехи, ин-т. Горький, 1986. — с. 45 -52.

63. Попов Ю.Н. Основные принципы разработки теоретического чертежа ледоколов // Сб. науч. тр. / ААНИИ. 1960. - Т. 237. - с. 76 - 81.

64. Попов Ю.Н., Рывлин А.Я. К вопросу о форме обводов носовой оконечности ледокольно-транспортных судов // Проблемы Арктики и Антарктики. 1967. — Вып. 26.

65. Рабинович М.Е. К задаче о сопротивлении обломков льда движению судна в сплошном ледяном поле // Сб. науч. тр. / Горьков. Политехи. Ин-т. 1974. - Т. 30. - Вып. 13. - с. 127 - 134.

66. Рабинович М.Е. К определению сопротивления льда движению судна методом моделирования // Сб. науч. тр. / Горьков. Политехи. Ин-т. — Горький, 1970. Т. 26. - Вып. 2. - с. 107 - 110.

67. РТМ 212.0102 80. Руководство по определению ледового сопротивления речных транспортных судов путем проведения модельных ис- ^ пытаний в битых льдах в опытовых бассейнах. М., Изд. ЛИВТа, 1980.

68. Рывлин А.Я., Хейсин Д.Е. Испытания судов во льдах. Л., Судостроение, 1980, 207 с.

69. Сандаков Ю.А., Поляков А.С:, Высоколов А.Н. Результаты испытаний речного теплохода ледового класса // Теория и прочность ледокольного корабля: Межвуз. сб. / Горьков. Политехи. Ин-т. — Горький. 1982. -с. 16-19.

70. Сандаков Ю.А., Поляков А.С. Ледокольные средства на внутренних судоходных путях РСФСР // Теория и прочность ледокольного корабля: Межвуз. сб. / Горьков. Политехи. Ин-т. Горький. - 1980. — Вып.2. -с. 18-21.

71. Свистунов Б.Н. Влияние ограниченной глубины на ледовую ходкость ледокола // Теория и прочность ледокольного корабля: Межвуз. сб. / Горьков. Госуниверситет. Горький, 1978. — с. 13 — 15.

72. Свистунов Б.Н. Ледовая ходкость ледокола в заснеженных льдах и на мелководье // Сб. науч. тр. / ААНИИ. 1981. - Т. 376. - с. 41 - 47.

73. Сегал З.Б., Левит Б. Ледопроходимость речных ледоколов // Речной транспорт. 1972. - № 1.-е. 47.

74. Сегал З.Б. Определение ледопроходимости речных ледоколов и транспортных судов // Судостроение. 1982. - № 7. - с. 8 — 10.

75. Сегал З.Б. Сопротивление движению ледокола в сплошном ледяном поле//Сб. науч. тр./ ЛИВТ. 1970. -Вып. 127. - с. 108 - 118.

76. Сенников А. Задачи продления навигации // Речной транспорт. -1980. № 3. - с. 8.

77. Сергеев Г.Н. Условия плавания судов по каналам в припайных льдах // Теория и прочность ледокольного корабля: Межвуз. сб. / Горьков. Госуниверситет. -1978.-е. 16-18.

78. Сиденко В.М., Грушко И.М. Основы научных исследований / ХГУ "Вища школа". Харьков. - 1977. - 200 с.

79. Смирнов В.И. Особенности работы ледоколов в сплошных неподвижных льдах // Сб. науч. тр. / ААНИИ. 1981. - Т. 376. - с. 117 - 121.

80. Сравнение методов расчета ледопроходимости судов / Е.М.Грамузов, С.Г.Мохонько, А.В.Саватеев, С.Ю.Шестоперов // Теория и прочность ледокольного корабля: Межвуз. сб. / Горьков. Политехи. Ин-т. — Горький, 1980. Вып. 2. - с. 22 - 25.

81. Тронин В.А., Богданов Б., Малиновский В. Результаты весенних испытаний // Речной транспорт. — 1983. № 5. - с. 40.

82. Тронин В.А. К расчету элементов поворотливости судна при движении в ровных льдах // Тр. ГИИВТа. Горький. - 1969. - Вып. 102. -с.14.

83. Тронин В.А. Определение скорости движения в сплошных льдах // Сб. науч. тр. / ГИИВТ. — Горький. 1971. - Вып. 116. - часть 2.

84. Тронин В.А. Результаты испытаний ледовых качеств ледокольных буксиров // Теория и прочность ледокольного корабля: Межвуз. сб. / Горьков. Госуниверситет. Горький. - 1978. — с. 9 - 12.

85. Тронин В.А., Сандаков Ю.А., Поляков А.С. Натурные исследования ледовых качеств ледоколов типа "Капитан Чечкин" в условиях мелководья // Теория и прочность ледокольного корабля: Межвуз. сб. / Горь-ковский Политехи. Ин-т. — Горький. — 1982. — с. 13 — 16.

86. Тронин В.А., Сандаков Ю.А., Расторгуев В. Результаты испытаний ледоколов // Речной транспорт. 1980. - № 3. - с. 17.

87. Тронин В.А., Сандаков Ю.А. Характеристики ледовой ходкости и маневренности ледокольных и транспортных судов на внутренних судоходных путях И Проблемы Арктики и Антарктики. 1977. - № 50. - с. 105- 109.

88. Федоров В.В. Теория оптимального эксперимента / Наука. — Москва. — 1971.-312с.

89. Хейсин Д.Е. Динамика ледяного покрова. JL: Гидрометеоиздат, 1967.-218 с.

90. Хейсин Д.Е. О ледопроходимости судов в предельных сплошных льдах // Сб. науч. тр. / ААНИИ. 1973. - Т. 309. - с. 18 - 26.

91. Цой Л.Г. Диаграмма для определения скорости движения судов в ледовых каналах И Сб. науч. тр. / ЦНИИМФ. 1982. - Вып. 275. - с. 67 -72.

92. Цой Л.Г. Результаты ледовых испытаний ледокольно-транспортного судна "Игарка" // Проектирование средств продления навигации: Межвуз. сб. / Горьков. Политехи. Ин-т. Горький. — 1986. -с. 16-23.

93. Шенк X. Теория инженерного эксперимента / Мир. Москва. - 1972.

94. Шиманский Ю.А. Теория моделирования движения судна в сплошном ледяном поле // Совр. вопр. ледоколостроения. Л., Гидрометеоиздат, I960.

95. Шканов И.Н. Влияние мелководья на геометрические характеристики форм корпусов речных ледоколов // Матер. XIX научно-методической конференции по теоретической механике / Изд. НГМА. Нижний Новгород. - 2001 .-5 с.

96. Шканов И.Н. Моделирование сил сопротивления битого льда движению ледокола в условиях мелководья // Матер. XVIII научно-методической конференции по теоретической механике / Изд. НГМА. Нижний Новгород. - 1999. - с. 54 - 57.

97. Шканов И.Н. Модельные испытания ледоколов на мелководье // Проектирование, теория и прочность судов, плавающих во льдах: Межвуз. сб. / Изд. НГТУ. Нижний Новгород. - 1994. - с. 75 - 77.

98. Шканов И.Н. Оценка сопротивления при движении ледоколов в условиях мелководья // Проблемы динамики речных судов и буровых установок / ВНТО им. акад. А.Н.Крылова. С-Пб. - 1995. ~4 с.

99. Шканов И.Н. Оценка сопротивления при движении ледоколов на мелководье // Отчет по НИР. № Гос. Регистрации 01896064097. -Инв. №02.9.50 003382 ( промежуточный отчет ). - 1995. - 31 с.

100. Шканов И.Н. Оценка сопротивления при движении ледоколов на мелководье // Отчет по НИР. № Гос. Регистрации 01896064097. -Инв. №02.9.50 003381 ( заключительный отчет). - 1995. - 35 с.

101. Шканов И.Н. Сопротивление ледоколов на мелководье // НГТУ, деп. в ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова. 10.10.95, № ДР-3580.^5с.

102. Шпаков B.C. О влиянии экранирующего эффекта льда на тяговые характеристики движительного комплекса винт-насадка и гидродинамические нагрузки на валопровод // Тр. ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова, 1981. Гидродинамика транспортных судов, с. 161.

103. Яковлев М.С. Приближенный расчет ледопроходимости ледокольных судов // Докл. XIV науч. техн. конференции кораблестроительного факультета ГПИ, 1967, с. 164- 173.

104. Atkins А.С. Icebreaking modeling. J. Ship Res., 1975, 119, № 1, p.40-42.

105. Edwards R.Y. at al. Full— scale and model tests of Great Lakers icebreaker. -The society of Naval Architects and Marine Eng., 1972, vol. 80, p. 1 -31.

106. Edwards R.Y. Methods for predicting forces encountered by propellers during interaction with ice. Ship propeller Symposium, Niderland, May 1976, p. 53 -58.

107. Edwards R.Y. Modelling the interaction between ice and ships Physics and mechanics of ice ( Symposium, Copenhagen, August 6- 10, 1979 ). N.-Y., 1980, p. 217-234.

108. Enkvist E. On the ice resistance encountered by ships operating in the continuons mode of icebreaking. The Swedish academy of engineering sciences in Finland, Rep. № 24, Helsinki, 1972.

109. Fen Dow - Shu. Ship resistance in homogeneous ice fields. The Finland Technical University, 1974.

110. Milano V.R. Ship Resistance to continuous motion in ice. — Transactions SNAME, 1973, vol. 81 -93.

111. Schwarz J. Neue Entwicklungen in der Eis. Modelltechnologie. -Hansa, 1977, 144, №22, S. 2047-2052.

112. Vance G.P. Model testing in ice. Naval Engineering Journal, 1968, IV, vol. 80, №2, p. 259-271.