автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.03, диссертация на тему:Разработка методики проектирования скоростных многокорпусных судов, сочетающих статическое и динамическое поддержание

кандидата технических наук
Соколов, Виктор Петрович
город
Санкт-Петербург
год
2005
специальность ВАК РФ
05.08.03
цена
450 рублей
Диссертация по кораблестроению на тему «Разработка методики проектирования скоростных многокорпусных судов, сочетающих статическое и динамическое поддержание»

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики проектирования скоростных многокорпусных судов, сочетающих статическое и динамическое поддержание"

Санкт-Петербургский Государственный Морской Технический Университет

СОКОЛОВ Виктор Петрович

УДК 629.12.001

На правах рукописи

Разработка методики проектирования скоростных многокорпусных судов, сочетающих статическое и динамическое поддержание

Специальность 05.08.03 - Проектирование и конструкция судов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2005

Работа выполнена в Санкт-Петербургском Государственном Морском Техническом университете

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Б.А. Царев

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор В.Н. Разуваев

кандидат технических наук, старший научный сотрудник ЮА. Симонов

Ведущая организация - Центральный Научно-Исследовательский и Проектно-Конструкторский Институт Морского Флота, Санкт - Петербург

Защита состоится «оСр » СМ^рв-СЯ- 2005 г. в — часов на заседании Диссертационного совета Д 053.23.04 в Санкт-Петербургском Тосударственном Морском Техническом Университете по адресу: 190008, Санкт-Петербург, ул. Лоцманская, д. 3, Актовый зал.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять в адрес Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского Государственного Морского Технического Университета.

Автореферат разослан

¿Ь

2005 года

Учёный секретарь Диссертационного совета Д 053.23.04 д.т.н., профессор

А.Н. Суслов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Среди скоростных пассажирских и пассажирско-автомобильных паромов почти половину составляют катамараны. Интенсивное практическое развитие этой группы судов недостаточно подкреплено теоретическими обоснованиями проектных характеристик, поэтому совершенствование методики проектирования катамаранов и других скоростных судов, сочетающих статические и динамические силы поддержания, является актуальной задачей. Выбор габаритных характеристик катамаранов часто подчиняется задачам компоновки, что может приводить к неоптимальным показателям ходкости и качки. Особенно важным вопросом является обоснование рациональной длины, которая наиболее сильно влияет на самые важные показатели качеств и эффективность катамаранов. Во многих случаях в проектах катамаранов слишком развиваются боковые поверхности, что вполне согласовывается с благоприятной остойчивостью катамаранов, но может вызвать трудности с управляемостью. Дискуссионным является вопрос о рациональном типе движителя, поскольку в характерном для катамаранов диапазоне скоростей конкурентоспособны обычные, суперкавитирующие и частично-погруженные гребные винты, а также водомёты. Требует оптимизации вопрос о выборе режима движения и, соответственно, о рациональном сочетании статических и динамических подъёмных сил, то есть либо о сохранении стабильного переходного режима, либо о применении глиссирования. Таким образом, разработка методики проектирования катамаранов в качестве характерных представителей судов, сочетающих статические и динамические силы поддержания, является весьма актуальной.

Цель работы

Целью исследования является разработка методики анализа и обоснования проектных характеристик скоростных пассажирских и пассажирско-автомобильных катамаранов с акцентом на оптимизацию гидродинамических параметров и тех общепроектных характеристик, с которыми они наиболее тесно связаны.

Предмет защиты

На защиту выносятся результаты разработки и практического внедрения методики анализа и обоснования проектных характеристик скоростных катамаранов. Для обоснования методики выполнены проектные и экспериментальные исследования, позволившие сформулировать принципы проектного анализа на начальных этапах создания пассажирских и пассажирско-автомобильных катамаранов, а также методы детальной разработки формы обводов, параметров теоретического чертежа, характеристик компоновки, ходкости, энергетики, остойчивости, качки, экономичности и других характеристик, обосновываемых на практических этапах создания проектной документации. Объектом защиты являются также два конкретных катамарана (пассажирский и экспериментально-буксировочный), построенные по проектам диссертанта и подтвердившие успешной эксплуатацией рациональность заложенных в них проектных решений.

Научная новизна

Основными новыми научными результатами диссертационного исследования являются:

формулирование методики, обеспечивающей для катамаранов гармоничное сочетание общепроектных, гидродинамических и конструктивных решений при выполнении требований экономичной эксплуатации; обоснование выгодных параметров других типов судов, сочетающих статическое и динамическое поддержание;

обоснование рационального типа, проектирование, постройка пассажирского катамарана для конкретных линий Черноморского и Балтийского бассейнов; проектирование высокоскоростного катамарана с продольными и поперечными реданами, построенного в качестве буксировщика экспериментальных моделей; разработка опорных вариантов для формирования сетки типоразмеров паромов - катамаранов;

формулирование способа комплексного обоснования рациональной длины катамаранов, получение данных о взаимовлиянии корпусов многокорпусных судов в переходном режиме и при глиссировании и формулирование рекомендаций для выбора горизонтального клиренса для переходного и глиссирующего режимов;

обеспечение рациональной компоновки пассажирских помещений на основе учёта требований комфортабельности, соответствующих конкретным уровням мореходности; применение модульного подхода при создании пассажирских салонов с возможностью модификаций и с обеспечением вибро- и звукоизоляции;

создание на основе экспериментального поиска, отработки рациональной формы обводов и соотношений размерений катамаранов комплекта теоретических чертежей, обеспечивающих благоприятную ходкость и достижение высокой скорости при минимально возможных в конкретном скоростном диапазоне энергетических затратах;

обеспечение выбора проектных характеристик пропульсивного комплекса катамаранов с гребными винтами, обеспечивающими бескавитационную работу до скорости 35 узлов при оптимальных частотах вращения за счёт применения рационального передаточного отношения редукторов;

формулирование для проектируемых катамаранов условий снижения инерционных нагрузок и линейных ускорений за счёт выбора параметров обводов и стабилизирующих устройств.

Практическая ценность

Практическая значимость диссертационного исследования состоит в проектном обеспечении постройки на основе разработанных методик реальных судов-катамаранов, в создании ряда перспективных проектных предложений, а также в применении полученных методов и способов в практике работы конструкторских организаций. На основе методов, разработанных в диссертационном исследовании, спроектированы и построены морской скоростной пассажирский катамаран и катамаран - буксировщик.

Достоверность научных положений и расчётных методик

Основные положения диссертационного исследования и разработанной методики базируются на научных методах теории проектирования судов, теории оптимизации и прикладной гидродинамики. Работоспособность методики подтверждена успешным использованием разработанной на её основе проектной документации при создании реальных судов, достигших на испытаниях проектной скорости, мореходности и других заданных характеристик. Достоверность результатов экспериментов, проводившихся в ходе диссертационного исследования, обеспечена применением проверенных методов испытаний и приборов.

Внедрение работы

На основе методов, разработанных в диссертационном исследовании, спроектированы и построены морской скоростной пассажирский катамаран типа «Сокол» для линий Туапсинского порта на Черном море, в настоящее время переведенный для работы на линии Котка (Финляндия) - Выборг - Санкт-Петербург, катамаран - буксировщик для Нижегородского филиала ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова. Подготовлен также ряд перспективных проектных предложений. Разработанные методики использованы в практике работы Нижегородского филиала ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, Средне - Невского завода, Русской Морской Технической Компании, Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций и Санкт-Петербургского государственного морского технического университета.

Апробация работы

По основным разделам диссертационного исследования делались доклады на научно-технических конференциях Санкт-Петербургского государственного морского технического университета и Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций в период с 1979 по 2003 годы, а также на международных конференциях по морским интеллектуальным технологиям 1997, 1999 и 2001 годов, на научно - технических семинарах и в НТО кораблестроителей им. акад А.Н. Крылова. Проектные предложения по разработанному на основе методики типоразмерному ряду скоростных многокорпусных судов были представлены на международных научно-технических выставках и семинарах в Санкт - Петербурге, Лондоне, Брюсселе, Гамбурге, Осло, Пирее (Греция), Котке (Финляндия), Лиме (Перу) с 1993 по 1999 годы.

Публикации

По теме диссертационнного исследования имеется 28 публикаций в журналах Судостроение и Морской Вестник, в Трудах Ленинградского и Николаевского кораблестроительных институтов, в Трудах Ленинградского института водного транспорта, а также в сборниках докладов Международных конференций по морским интеллектуальным технологиям «Моринтех» и в сборниках НТО им. акад. А.Н. Крылова, а также имеется ряд патентов на изобретения.

Методической основой диссертационной работы являются положения теории проектирования судов, теории оптимизации и прикладной гидродинамики. Непосредственно по теме исследования работа базируется на обобщении и раз-

витии работ В.А. Дубровского, А.Г. Ляховицкого, О.И. Соломенцева, В.Н. Ра-зуваева, Ю.А. Симонова и др.

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, характеризуется объект исследования, формулируется постановка задачи и цель работы, рассматривается общая последовательность исследования

В первом разделе «Проблемы проектного обоснования скоростных судов» даётся общая характеристика содержания проектного анализа, даются обзоры практических и теоретических работ по проблеме проектирования катамаранов и других скоростных судов.

В подразделе 1.1 «Особенности обоснования проектных характеристик скоростных судов» анализируются особенности оптимизационной модели скоростных многокорпусных судов (СМКС), зависимость критериев оптимизации от варьируемых параметров. Предложен метод определения выгодных размерно-компоновочных вариантов с использованием локальных критериев экономической эффективности. На этой основе сформулирована последовательность алгоритмических блоков, позволяющая вести конкретное проектирование.

Подраздел 1.2 «Состояние работ по скоростным судам. Доминирующая роль катамаранов» посвящён обзору развития скоростных судов в последние годы. При этом выявлены фирмы и страны, играющие ведущую роль в создании скоростного флота. Выявлена тенденция преобладания катамаранов среди скоростных паромов. Рассмотрены наиболее характерные представители скоростных катамаранов в сопоставлении с катамаранами на крыльях и катамаранами с уменьшенной площадью ватерлинии. На основе обзора получены значения практически применяемых соотношений между такими важными проектными характеристиками катамаранов, как масса, длина и скорость.

Обзору важнейших работ на основе анализа литературы посвящён подраздел 13 «Актуальные направления исследований по скоростным судам». Отмечается, что общие принципы методики оптимизации обоснованы в работах В.В. Ашика, А.В. Бронникова, В.М. Пашина, И.Г. Захарова, ПА. Шауба, И.П. Мирошниченко, А.И. Гайковича, Г.Ф. Демешко, Ю.И. Нечаева, В.Н. Разуваева, А.Н. Суслова. По скоростным судам, включая катамараны, основополагающее значение имеют работы М.Я. Алферьева, А.Н Ваганова, А.З. Городецкого, В.А Дубровского, А.Д. Круглова, А.Г. Ляховицкого, К.В.Рождественского, ЮА. Симонова, Б.А. Царева, Л.А. Эпштейна. В связи с доминированием проблем ходкости и мореходности в разделах данного исследования нашли отражение важнейшие положения работ Ю.М. Садовникова, А.И. Короткина, В.С, Шпако-ва, М.М. Бунькова. Многообразие форм как самих катамаранных корпусов и мостов, так и различных гидродинамических устройств (крыльев, скегов, стоек, брызгоотбойников, продольных реданов) вызывает необходимость конструкторских, изобретательских, теоретических и экспериментальных исследований. Многие проблемы необходимо решить в области конструктивно - прочностных исследований на базе работ Г.В. Бойцова, В.А. Постнова, А.А. Родионова, ВА. Родосского. Охарактеризовано практическое состояние работ по катамаранам в России. Отмечено, что построенный в результате совместной работы диссер-

танта и коллектива Средне - Невского завода катамаран типа "Сокол" соответствует мировому уровню.

Опыт проектирования, постройки и испытаний катамарана типа «Сокол» подтвердил методические принципы излагаемого диссертационного исследования и был положен в основу создания проектов других скоростных судов. Накопление проектно - конструкторского опыта позволило уточнить ряд позиций методики и теории проектирования катамаранов. При этом был учтён ряд исследований специалистов по скоростным и многокорпусным судам: Ю.Н. Горбачёва, В.И. Любимова, Ю.П. Роннова, Б.М. Сахновского, Д.Е. Цимлякова, А.Г. Чукавина, Н.М. Трънулова.

Обзор работ и анализ статистических данных позволили найти взаимосвязь наиболее важных проектных характеристик рассматриваемых судов. Анализу данных некоторых современных катамаранов посвящена табл. 1. В таблице проведено определение характерных относительных величин.

Таблица 1

Основные проектные данные по современным катамаранам

Параметры Норвегия Австралия Норвегия Австралия Испания Россия

HSS 1500 Incat 050 HSS900 AFAJ08 L Federico Сокол

L наиб., м 126,6 96 85 72 69,9 31,5

В по ВЛ, м 40 26,2 30 19 19 8,4

Ькорп, м 10 4,5 7,5 5 5,65 2,6

т. м 4,5 3.7 3,7 2,16 2,12 1,7

Инаиб., т 4500 1700 1500 600 620 100

DW, т 1500 500 450 178 142 18

число двиг., N, kW 2 x 34000 4 x 7200 2x17000 4x5500 2x16000 2x990

суммарн. №, kW 68000 28800 34000 22000 32000 1980

V наиб., уз. 42 47,6 40 50 52 30

V экспл.. уз. 40 42 48 25

NsíD 15,11 16,94 22,67 36,67 51,61 19,80

D*V/Ns 2,78 2,81 1,76 1,36 1,01 1,52

Пропульс. качество 14,01 14,17 8,90 6,88 5,08 7,64

Fr = v/(gL)A0,5 0,61 0,80 0,71 0,97 1,02 0,88

ЬнаибТЬ корп. 12,66 21,33 11,33 14,40 12,37 12,12

Таблица показывает, что при стремлении к нехарактерным для катамаранов скоростям пропульсивное качество снижается, (у L Federico), если этому не противодействовать выбором максимальных удлинений (как у Incat 050). Из таблицы видно, что катамаран «Сокол» представляет собой разумный компромисс для интервала небольших длин, требуемых при умеренных значениях пас-сажировместимости. При экспортных проектных разработках следует стремиться к более высоким значениям длины.

При обосновании общепроектных и гидродинамических характеристик скоростных судов систему этих характеристик можно подразделить на не-

сколько иерархических уровней. Главным функциональным содержанием моделей и подмоделей проектного анализа скоростного судна должны быть уравнения, неравенства и другие логико-математические структуры, позволяющие исследовать взаимосвязь свойств и параметров скоростных судов. В общем случае для скоростного судна типа, например, пассажирско-автомобильного парома должны быть рассмотрены алгоритмические подсистемы (подмодели), описывающие следующие свойства:

1.Уравнение нагрузки, то есть баланс масс, зависящий от заданной пасса-жировместимости и числа автомобилей, суммируемый в полную массу в соответствии с располагаемым объёмным водоизмещением (по закону Архимеда). Важным вопросом является установление соотношения между числом пассажиров и автомобилей на наиболее важных паромных линиях.

2.Уравнение мощности, дающее в упрощённом виде взаимосвязь полной массы, скорости, гидродинамического качества и пропульсивного коэффициента. В развёрнутом виде на смену уравнению мощности приходит совокупность аналитических и экспериментальных зависимостей, позволяющих решать задачи ходкости.

3.Уравнение экономичности, включающее выражение провозоспособности, цены судна и его эксплуатационных затрат через основные элементы полной массы.

Этих уравнений достаточно для анализа самого высокого уровня оптимизации, так как они позволяют анализировать взаимосвязь параметров высшего уровня (полной массы, мощности, скорости, гидродинамического качества, пропульсивного коэффициента) и тех величин, которые наиболее важны при формировании критерия оптимизации (цена, годовые затраты, доход в меру достигаемой провозоспособности).

Выделение конкретно исследуемых параметров проведено в подразделе 1.4 «Проблемы и проектные параметры, требующие исследования. Способы обоснования проектных характеристик». Показано, что для скоростных катамаранов из упомянутых выше трёх главных проектировочных уравнений доминирующее значение имеет уравнение мощности, преобразующееся по мере детализации в уравнение ходкости и в сопряжённые с ним зависимости для проектной оптимизации движителей и форм обводов корпусов.

В целях сопоставления различных принципиальных гидродинамических компоновок двухкорпусных судов решались фрагменты внешней задачи теории проектирования. На рис. 1 приведены графики изменения коэффициентов полного сопротивления по числу Фруда для следующих объектов: трёх вариантов катамаранов на подводных крыльях (ПК), глиссирующего катамарана, двух-корпусного судна с уменьшенной площадью ватерлинии типа «Дуплус» и катамарана переходного режима движения с круглоскулыми образованиями корпуса. Поскольку все рассматриваемые объекты заметно различаются по удельной смоченной поверхности на единицу водоизмещения, при построении графиков приведение коэффициентов к безразмерной форме сопротивления производилось по водоизмещению. Обработка величин сопротивления движению по тра-

диционной схеме с нормированием по смоченной поверхности могла бы привести к искажению не только количественных, но даже и качественных результатов сопоставления.

Рис. 1. Кривые изменения коэффициентов полного сопротивления двухкорпус-ных судов от относительной скорости (чисел Фруда по длине и по водоизмещению): 1,2,3- Варианты двухкорпусных судов с подводными крыльями, 4 -Глиссирующий катамаран, 5 - Полупогруженный катамаран по схеме «Дуп-лус», 6 - Катамаран переходного режима движения, 7 и 8 - коэффициенты вол-нообразовательного сопротивления при схеме «Дуплус» и для катамарана переходного режима соответственно.

Как наглядно иллюстрируют графики на рис. 1, в диапазоне относительных скоростей ^п Ц) от 0,53 до 0,94 форма корпуса, оптимизированная на движение в переходном режиме, превосходит вариант, оптимизированный на во-доизмещающий режим. Сопоставление с рассчитанными на более скоростные режимы гидродинамические компоновки с использованием глиссирования и движения на ПК также оказывается в пользу катамарана, оптимизированного на переходный режим. При этом показательно, что на участке диапазона относительных скоростей от 0,7 до 0,9 указанные обводы превосходят по отдельно выделенным на рисунке кривым коэффициентов волнового сопротивления даже судно с уменьшенной площадью ватерлинии, имеющее ширину стоек в 2,6 раза меньшую, нежели у корпусов катамарана переходного режима движения.

В целях сопоставления общепроектных характеристик было также произведено сравнение проектных проработок трёх вариантов двухкорпусного пассажирского судна, выполненных по разным принципиальным гидродинамическим схемам. Для всех трёх компоновок было задано получение одинаковой провозоспособности - 3600 пассажиро-миль в час (1 пассажиро-миля в секунду). При этом для каждого судна выбирались такие размерения и расчётные скорости, которые позволяли бы максимально реализовать все достоинства каждой из компоновок. Результаты представлены на Рис. 2. На графиках нанесены расчётные значения эффективной мощности ЭУ для каждого объекта. Кружками обозначены проектные скорости. Как видно из сопоставления, преимущество по потребляемой мощности остаётся за вариантом судна, сочетающего гидростатическое и гидродинамическое поддержание.

Рис. 2 Сопоставление проектных вариантов катамаранов равной провозоспособности при различных скоростях При проектной оптимизации гидродинамических характеристик катамаранов наиболее существенного обоснования требуют: А) - относительная длина каждого из корпусов и тесно связанное с ней значение коэффициента продольной полноты; Б) - относительный клиренс; В) - параметры движителей и связанные с ними характеристики кормовых обводов; Г) - характеристики, связан-

ные с обеспечением глиссирования (для соответствующего режима движения) -ширина корпуса, параметры продольных и поперечных реданов, центровка.

Раздел 2 «Модель обоснования проектных характеристик скоростных катамаранов» посвящен конкретному приложению ранее рассмотренных позиций к задачам проектирования скоростных пассажирских и пассажирско-автомобильных катамаранов.

В подразделе 2.1 «Проектные особенности скоростных катамаранов и их структурно - функциональных подсистем» дается характеристика катамаранов в качестве объектов проектного анализа. Общая постановка оптимизационной задачи для скоростных пассажирских катамаранов рассмотрена в трактовке Б.А. Царева, то есть с учетом доминантных факторов. Оптимальное решение определяется условием, что целевая функция (критерий оптимизации)

где х - вектор оптимизируемых на анализируемом уровне переменных (основных элементов корпусов и соединительного моста ) множеством I, хА - вектор оптимизируемых переменных для доминирующих функциональных подсистем множеством А , - вектор фиксированных переменных - характеристик других подсистем множеством К, I- подмножество переменных в доминирующих подсистемах, Б- - подмножество переменных в прочих подсистемах. Оптимизационная задача решается методами математического программирования.

В ходе оптимизации применяется декомпозиционный подход, при котором в конкретных исследовательских ситуациях и выделенных подмоделях часть переменных временно фиксируется, а затем в результате влияния обратных связей постепенно устанавливается с помощью релаксационной процедуры оптимальная совокупность всех проектных характеристик.

Переходя от анализа внешней задачи оптимизации к обоснованию конкретных оптимальных характеристик катамарана и его подсистем, необходимо выделить и сопоставить весь объём возможных вариантов архитектуры и компоновки судна. Этот вопрос рассмотрен применительно к формированию принципиальных проектной, конструктивной и гидродинамической компоновок. В процессе разработки архитектурного замысла судна и его общего расположения необходимо определить состав вариантов допустимых принципиальных решений. Указанный вариантный состав определяется ограничениями, имеющими содержательный, функциональный и логический характер.

Содержательные ограничения определяются элементами задания и комплексом требований, налагаемых назначением судна и условиями оптимальности его доминирующих подсистем. Всё множество архитектурно-компоновочных решений, анализируемых в процессе оптимизации, формируется путём нахождения непротиворечивого сочетания компоновочных вариантов

при

<р (х,хА,хк) —> пип (шах) х= {х;},1 е I х={хА]},аеА^€ I

(1)

(2) (2а) (26)

из трёх принципиальных компоновочных блоков: проектной компоновки, конструктивной компоновки, гидродинамической компоновки.

1) Принципиальная проектная компоновка. На выбор схемы общего расположения помещений влияют располагаемые объёмы помещений судна и потребные площади и объёмы машинных отделений (МО), тип (дизель или газовая турбина) и мощность предполагаемых двигателей, места размещения движителей и механической передачи к ним, а также особенности систем газовыхлопов и воздухоподготовки. Рассмотренные типы расположения МО имеют свои диапазоны рационального применения.

2) Принципиальная конструктивная компоновка. Выбор последней производится с выполнением требований классификационного общества или в соответствии с расчётами по специально согласованной методике. Проектанты исходят из требований задания по вместимости, предпочтительной схеме размещения пассажиров и полезной нагрузки, учитывают многосторонний опыт перевозок пассажиров, грузов и автомобилей. Желательно, чтобы конструктивная схема сама органически сочетала бы в себе те технические особенности, которые могли бы удовлетворить многочисленным разнообразным требованиям одновременно. На все вышеизложенные условия накладывается требование обеспечения минимальной массы корпусов судна и соединительного моста.

Такой подход был осуществлён автором при разработке совместно с В.Л. Чупайло скоростного глиссирующего катамарана - буксировщика экспериментальных моделей с диапазоном рабочих скоростей до 110 км/час для Нижегородского филиала ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова.

В другом случае схема балочного моста была использована автором при проектировании скоростного морского пассажирского катамарана пр. 23107 «Сокол». В качестве «балок» работали коробчатые конструкции носовой и кормовой надстроек. Между ними на виброгасящих элементах был закреплён модуль пассажирского салона на 120 чел. Данное техническое решение позволило получить наименьший вес корпусных конструкций за счёт передачи функций соединительного моста надстройкам, а также исключения из общего изгиба и кручения обшивки и связей пассажирского салона, что обеспечило также минимизацию масс и пассажирского модуля. Применение указанной схемы принесло разработанному проекту ещё ряд достоинств. Крепление модуля на виб-рогасящих элементах значительно снизило шум и вибрацию в пассажирском салоне, а возможность смены блок - модуля пассажирского салона расширяет возможности судна как основы семейства судов широкого спектра назначений. 3 Принципиальная гидродинамическая компоновка в значительной степени определяет ходовые и мореходные качества проектируемого судна, а также ту или иную степень его экономичности в процессе эксплуатации. Её выбору должны предшествовать анализ характерных диапазонов скоростей и режимов движения судна в соответствии с требованиями задания и функциональными особенностями, налагаемыми назначением.

Формированию наиболее важного комплекса проектных уравнений посвящен подраздел 2.2 «Система основных проектировочных уравнений и моделей». Конкретизируя методику проектного обоснования для катамаранов и

их конструктивно-компоновочных и гидродинамических параметров, уравнение нагрузки целесообразно представить в виде:

о = £ »(о

(3)

где: Л - полная масса; т (¡) - конкретные массы по проектным разделам, а индексы характеризуют следующие составные части нагрузки катамарана: Зависимость (3) может быть преобразована к виду:

+ (Чб + Чн*г/\) *N+(qз + q4 + ql2 + qlз + q¡4) *»Р +

Здесь Ь, Ьь Н - длина, ширина и высота борта каждого из двух корпусов; Ь/ — расстояние между корпусами (аналог горизонтального клиренса); г- дальность расчётного рейса; V - служебная скорость; <] (¡) - измерители, зависящие от структуры формулы (вида модуля) и от дополнительных условий -

от вида конструкционных материалов; и - от уровня комфортабельности; и - от типа двигателей; - от уровня новизны принимаемых решений). Уравнение (4) даёт общее представление о факторах изменения отдельных составных частей нагрузки в широком интервале изменения длины, ширины и других характеристик катамарана. В уравнении (4) характеристики N ж Пр могут быть преобразованы в функции от /), или Ь в результате применения уравнения мощности: Ы-а1*В*у/(к*Г]) (5) ( где а] - статистический параметр ходкости; к - гидродинамическое качество; ц - пропульсивный коэффициент) и упрощённого уравнения вместимости:

пр = а2*Ь*(2Ьк + Ь1) (6)

где -статистический параметр уровня комфортабельности (зависящей также от соотношения между числом пассажиров пр и автомобилей ).

Что касается величин В, ЪН и то они либо входят в число оптимизируемых параметров, либо выражаются через длину X на основе статистических с о о т н о В = а} + а4*Ь ж ж ( 7 )

Ьк = а5 + а6*Ь (7а)

Н = а? + а$*Ь (76)

Ь = а9 + аю*Ь (7в)

Исследование возможности снижения массы судна-катамарана и является главной целью создания рассматриваемой проектной модели анализа нагрузки.

Модель нагрузки является многоуровневой: 1 уровень:

0 = акО + а^™ + азуИ + а „О + Ртсс^ + атИг/у , (8)

где N вычисляется по формуле (5), параметры которой зависят от скоростного режима; - измерители масс соответственно корпуса, обору-

,0,5 ,

дования, энергетической установки, запаса водоизмещения и топлива, Р

пассируя

- масса пассажиров и груза (в том числе автомобилей), г - дальность рейса; 2 уровень:

^>=9ltШ^^ввíDw +д\уОу/к71+аяО+Рт

' пас^руз

+ЦшОг1{кт1)г (9)

где д„, Ч„ - изменённые измерители; 1,5, Я - длина, ширина, высота корпуса;

3 уровень: постатейный расчёт каждого из разделов нагрузки. Масса корпуса в виде заменяется на сумму составляющих:

где Рп - общая масса конструкций, Р^ - масса одного корпуса, Рм - масса моста, Р^ - масса надстроек и рубок,

Масса оборудования также представлена суммой отдельных составляю-

(11)

щих

где Р^ - общая масса оборудования, Рю - масса изоляции, Р^ - масса мебели, - масса электрооборудования, - масса запчастей, - масса снабжения и имущества.

У всех коэффициентов типа а/....... аю, в формулах типа (7), определяемых на основе проектной статистики, целесообразно учитывать по схеме В.В. Ашика колеблемость Да в виде среднеквадратичных отклонений от математического ожидания. Для узких функциональных групп катамаранов коэффициенты и имеют меньшие значения, чем для всей совокупности скоростных пассажирских катамаранов, то есть обнаруживается консервативность локальных тенденций изменения проектных характеристик.

Конкретные данные по скоростным пассажирским паромам показывают, что входящие в (7) величины достаточно стабильны и для приближённых оценок с погрешностью порядка 15 % можно считать, что в среднем В = 0,32 Ь; Н = 0,08 Ь; Ь/, — 0,10 Ь; Т— 0,04Ь (где Т- осадка катамарана).

Измерители нагрузки Табл.2

Измерители «Сокол» Р80 Р19 Рекомендуемое значение

0,51 0,65 0,68 0,59

0,19 0,19 0,11 0,18

0,85 0,65 0,30 1 - ¿/220

В качестве примера исходных данных для расчёта нагрузки по схеме 1-го и 2 - го уровней рассмотрены конкретные данные нагрузки трех катамаранов.

По ним можно определить значения измерителей: , Як, ^<¡6 > Яоб и оценить колеблемость их значений.

В качестве примера определения нагрузки по составляющим по схеме 3 -го уровня в табл.3 приведены данные по составу масс катамарана «Сокол».

Взаимосвязь длины Ь и полного объёмного водоизмещения V(относительное удлинение I) для катамаранов имеет особый вид, поскольку подразумеваются два корпуса, равных по объёму:

1 = Ь/(0,5 V) 0,33 (12)

Как видно из ранее приведенных формул, в них значительную роль играют входящие в проектное задание характеристики Эти характеристики в

рассматриваемых примерах считаются заданными, хотя в общем случае они обосновываются на верхнем уровне оптимизации.

Сводная таблица нагрузки катамарана «Сокол» Табл.3

Код Наименование раздела Масса т Плечи, м Моменты, тм

X У ъ Мх Му М2

01 КОРПУС 45,7 -0,64 0,00 3,74 -29,31 -0,08 171,12

02 УСТРОЙСТВА СУДОВЫЕ 4,9 -7,81 0,09 3,74 -37,91 0,41 18,18

03 СИСТЕМЫ 4,4 -3,81 -0,29 3,11 -16,65 -1,25 13,60

04 УСТАНОВКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ 20,3 -4,98 0,06 1,63 -101,20 1,20 33,09

05 ЭЛ ОБОР, ВНУТР СВЯЗЬ, УПРАВЛ 6,3 -0,66 -0,15 4,72 -4,13 -0,94 29,68

09 ЗАПАСНЫЕ ЧАСТИ 0,2 1,71 -1,35 3,12 0,39 -0,31 0,72

10 ЗАПАС ВОДОИЗМЕЩЕНИЯ 0,4 0 0 6,0 0 0 2,4

12 ПОСТОЯННЫЕ ЖИДКИЕ ГРУЗЫ 0,5 -2,88 1,93 1,65 -1,56 1,04 0.89

13 СНАБЖЕНИЕ, ИМУЩЕСТВО 1,4 2,71 0,63 3,97 3,67 0,86 5,39

СУДНО ПОРОЖНЕМ 83,7 -2,23 0,01 3,2« -186,68 0,92 275,17

ЦЕДВЕЙТ-В ОСНОВНОМ ВАРИАНТЕ (запасы на 8 часав, с пассажирами) 14,18 -0,75 0,06 3,92 -10,65 0,91 55,63

ПОЛНОЕ ВОДОИЗМЕЩЕНИЕ 97,85 -2,02 0,02 3,36 -197,33 1,83 328,30

Для определения необходимой площади для размещения пассажиров и автомобилей при проектировании можно воспользоваться следующими формулами:

Площадь, необходимая для размещения пассажиров равна

$ пасс = £ 1п пасс где 5, = 0,9-И ,7 м2/чел.

Площадь, необходимая для размещения автомобилей равна

(13)

= Б.

'2 пшт где павт

здесь Я] = 0,1-И),25

Площадь, необходимая для общественных помещений равна (.5нр)треб=Ппасс$1 +<2А +

Располагаемая площадь в корпусах равна: расп где ДЬ = £, + ¿2

Требуемая площадь равна:

= а,п.

(14)

(15)

(15а)

(16)

(17)

(17а)

Подраздел 2.3 «Обоснование и практическое совершенствование рациональных характеристик скоростных катамаранов» рассматривает зависимости , позволяющие учитывать влияние проектных параметров на эксплуатационно - экономические показатели. Входящая в выражение себестоимости цена судна /(может быть определена при известной структуре массы судна.

В формуле (18) коэффициенты /(¡) являются условными удельными ценами, соотнесёнными с массой по соответствующим разделам нагрузки. Величина Ц соответствует условиям серийной постройки судов. При индивидуальной постройке для головного судна и ттття ттпугих несевийных судов необходимо применять формулу: И,(]) = (])*Ц (18а) Здесь индекс у является порядковым номером строящегося судна, а (]) является коэффициентом учёта серийности. Коэффициент серийности максимален у головного судна и для относительно небольших скоростных судов может составлять 1,6- 1,9.

Более подробно вопрос о критерии и влиянии серийности постройки не рассматривается, так как главные проблемы гидродинамики (даже требующие оптимизации) относятся к нижним уровням оптимизационного анализа. На этих уровнях преобладающую роль играют локальные критерии и к их числу относятся, например, упоминавшиеся выше гидродинамическое качество к и про-пульсивный коэффициент ц. Наоборот, на более высоких уровнях оптимизации кит] могут считаться заданными. Тогда уравнение (8) с учётом преобразований и подстановок будет иметь три главные переменные: полную массу Б, длину Ь и мощность N. Так как N можно выразить через Б по (5), то для нескольких фиксированных значений X уравнение (4) может быть решено как квадратичное относительно параметра .Далее, систему решений с соответственными параметрами Б и Ь можно либо определить за счёт фиксации Ь по (7), либо провести через гидродинамический анализ с учётом (12). При применении (7) надо помнить, что коэффициент а2 может сильно меняться при изменении ярусности надстроек и при различных конкретных архитектурно - компоновочных решениях. Гидродинамический анализ следует понимать в широком смысле не только как исследование оптимальной длины по ходкости и мореходности, но также как обоснование локальных параметров формы корпуса, как уточнение и , а также характеристик возможных дополни-

тельных гидродинамических устройств. В тех случаях, когда оптимизация ведётся на верхних уровнях проектного анализа, вместо трудоемких расчетов конкретных экономических показателей можно для сопоставительных оценок использовать технические критерии или их комбинации. Этот вопрос освещен в подразделе 2.4 «Сопоставление эффективности проектных вариантов скоростных судов». Рассматриваемые в исследовании суда как объекты проектирования характеризуются большим разнообразием конструктивных типов, ком-

поновочных схем, способов обеспечения мореходности. Возникает необходимость выбора таких показателей, которые при достаточной простоте и приемлемой точности соответствовали бы главному (экономическому) критерию. Задача может быть решена путём выявления главных функциональных связей между основными технико - эксплуатационными характеристиками судна и его ожидаемыми экономическими показателями. Данный подход был реализован автором в работе, выполненной совместно с И.С. Голубом.

Рассматривая структуру показателя удельных совокупных затрат, можно установить в качестве наиболее важных параметров относительную мощность и относительную полную массу (в соотношении с параметром провозоспособности - произведением числа пассажиров на скорость Пу ). На основании предложенной методики построен график рис. 3, на котором отмечены точки для некоторых скоростных пассажирских судов: судов на подводных крыльях (СПК), судов с малой площадью ватерлинии (СМПВ), судов на воздушной подушке (СВП). Рисунок иллюстрирует закономерности проектного обоснования этих судов: например, видно, как повышается экономичность скеговых СВП с ростом водоизмещения судна при одновремен-снижении энерговооружённости: СВП типа НМ - 2 Мк.Ш -масса 25,4 т (точка 13), СВП типа ВН - 85 - масса 79 т (точка 15), СВП типа НМ-5 - масса 67 т (точка 14). Расчеты по ряду проектов скоростных пассажирских судов показали, что в реальном диапазоне изменения энерговооружённости (20 - 50 кВт/т) соотношение затрат, пропорциональных N и Б колеблется незначительно - от 2,6 до 3,0. Это позволяет принять в среднем 2,8. В таком случае на поле координат (Ы/Пу, £> /Т7у), можно нанести условные линии «равной эффективности» в виде прямых со средним угловым коэффициентом к оси абсцисс /} = агс/^ Z(^)) = 2,8. Суда, «соответствующие» на графике одной линии, являются фактически равно-

Рис. 3. График для сопоставления эффективности скоростных пассажирских судов разных типов ном

+ ~ СПК; §-СМПВ; □ - амфибийные СВП; о -

снеговые СВП; Д-катамараны. '-^•200; г-Ш.150; ¿-«Джетфойл»; 4-

1нс мПШ'1; 5Г<Меса 80>: * —«Колхида»; 7в —«Комета»; Р —«Невка»; Ю- $Ш МЫЛ; //-«Джет кэт»; 12- сАнатолий Углов-скнй»; /J-HM-2Mk.HI; М-НМ-5; /5-ВН-85; /{—АР 1-88

экономичными, а наглядным критерием при сопоставлении проектных вариантов является взаимное расположение соответствующих этим вариантам точек -чем ближе к началу координат «линия равной эффективности», на которой лежит точка, тем экономичность варианта выше.

Переходя от внешней задачи оптимизации к обоснованию оптимальных характеристик катамарана и его подсистем, необходимо применять методы входа в область допустимых значений на основе анализа статистической информации. Надо также использовать конкретные рекомендации, накопленные опытом гидродинамических расчетов.

Для определения максимально достижимого гидродинамического качества К в результате обработки экспериментальных данных систематической серии мореходных глиссирующих катеров Клемента можно рекомендовать следующие формулы:

а) при отсутствии килеватости К = 4,63 + 0,36/( Св + 0,02) (19) Где Св - 2 8 ( Т/В )/ Бгь2 (19а) здесь обозначено: 5 - коэффициент общей полноты; Т - осадка; В - ширина; Гг Г - число Фруда по длине.

б) для килеватости 5-10 градусов: К = 4,65 + 0,31/( Св + 0,03) (20)

На основе анализа экспериментальных данных Клемента автором в диссертационной работе предложено также уравнение оптимальных относитель-

ныхцентровок: Х8/Ь = 0,5 - (28,6 СВ - 0,57)/(Ь/В) (21),

здесь обозначено: отстояние центра тяжести от миделя, Ь - длина.

Для определения удлинения корпуса в диапазоне обеспеченной устойчивости продольного движения на основе экспериментальных данных Б.А. Царева, полученных в шведском бассейне (Гетеборг), можно рекомендовать формулу:

Ь/У,1/3-5,21/Ргьм (22)

где У| - объёмное водоизмещение одного корпуса катамарана.

Конкретными параметрами при детализации вопроса являются также характеристики центровки, угла атаки, углы килеватости. Более подробно проблемы гидродинамики рассмотрены в разделе 3 «Гидродинамические аспекты проектного обоснования скоростных катамаранов»

Подраздел 3.1 «Гидродинамические позиции в модели проектного обоснования скоростных катамаранов. Расчет располагаемых упоров и выбор рациональных характеристик гребных винтов. Учёт доминирующего значения ходкости и мореходности в концептуальной модели» систематизирует локальные задачи гидродинамики. Среди них наиболее актуальной является разработка теоретического чертежа, формирующего обводы, оптимальные по ходкости и мореходности. Более детально этот вопрос рассмотрен в подразделе 4.2.

Исследования рациональных форм обводов катамаранов позволили создать эффективную форму корпусов и применить её при проектировании катамаранов типа «Сокол». Удалось получить характеристики мощности и сопротивления на 9 - 11% благоприятнее, чем у катамаранов с традиционными обводами. Головной катамаран был построен в 1995 году в Санкт - Петербурге на

Средне - Ревском заводе и подтвердил на испытаниях заложенные в проекте характеристики.

Рис. 4. Общий вид и план пассажирской палубы морского скоростного катамарана пр.23107 «Сокол»

Позднее по результатам успешных испытаний пассажирского варианта предложены проектные предложения для специализированного применения разработанных обводов. В частности, наряду с "Соколом" предложен ещё ряд вариантов скоростных пассажирских паромов. Данные приведены в таблице 4.

Таблица 4

Характеристики спроектированных скоростных паромов

Основные характеристики Тритон Сокол Надежда Виктория

Тип компоновки катамаран катамаран тримаран катамаран

Длина, м. 19,5 31,5 60 70

Ширина, м. 9 8,5 12 21

Высота борта, м. 1,35 3,8 4,5 7,8

Осадка, м. 0,7 1,7 2,3 4,5

Число пассажиров 60 150 350 247/500

Число автомобилей - - - 42

Скорость максимальная, уз. 28 34 41 34

Дальность, миль 180 1300 750 2200

Экономическая скорость, уз. 24 12 30 14

В этом же подразделе рассмотрена взаимосвязь предусмотренных проектным заданием значений скорости (максимальной, расчетной, на предельном волнении, экономической), мощности (эксплуатационной и максимальной), дальности (расчётной, и максимальной) и уровней мореходности (для балльности, соответствующей заданной расчётной высоте волны, а также для балльно-стей волнения на балл выше и на два балла выше). При определении соотношения между упомянутыми характеристиками, помимо аналитических и расчётно-

графических зависимостей, требуется построение нескольких вариантов кривых суммарного сопротивления и кривых тяги (упора) движителей. Отмечается, что в обеспечении мореходности наличие запаса мощности играет важнейшую роль, но проектанту необходимо также учитывать факторы прочности на волнении и качки. На основе обобщения данных по оптимизации параметров движителей приведены данные по располагаемым упорам в виде диаграммы, удобной для проектных исследований.

Подраздел 3.2. «Обоснование области рациональных значений главных размерений при проектировании скоростных судов» касается той части катамаранов, у которых используется режим глиссирования. Исследуется влияние коэффициентов нагрузки, момента, удлинения, угла дифферента и других параметров на характеристики ходкости. Рассмотрены графические зависимости удельного сопротивления от скорости при различных соотношениях упомянутых выше параметров, характеризуется схема оценки сопротивления и упора и делаются выводы о тех значениях совокупности величин, при которых ширина принимает конкретную величину. В свою очередь, по найденной ширине можно определить центровку, смоченную длину и расчётную длину проектируемого глиссирующего катамарана. Значение осадки и других общепроектных характеристик определяется по общепринятым методикам, в том числе изложенным автором в Справочнике по малотоннажному судостроению 1987 года.

Важный для ходкости и прочности скоростных судов вопрос о перегрузках анализируется путем обобщения данных опубликованных исследований. За основу приняты значения коэффициента перегрузки в центре тяжести и в носовой части проектируемого судна:

а = Иё (23)

где - коэффициент перегрузки, - вертикальное ускорение, - ускорение свободного падения. Относительная высота волнения принимается в предложенной В.Н. Разуваевым и БА. Царевым форме:

£ = Ь1/У,1Д (24)

В качестве исследуемых факторов рассмотрены величина падения скорости на волнении, всхожесть на волну, малая рыскливость, незаливаемость, плавный характер качки.

Отмечается, что при анализе факторов мореходности в относительной форме удаётся связать данный вопрос с показателями относительной полезной нагрузки и провозоспособности. Всё - таки главную роль играет произведение скорости на высоту волны, поскольку при ограничениях по энергетике (даже при наличии запаса мощности) можно повышать лишь одну из этих величин. Обобщение данных по мореходности глиссирующих катеров и катамаранов позволяет вывести расчётные зависимости для определения упомянутых выше перегрузок в функции относительной высоты волны, относительной скорости, относительного удлинения и углов дифферента. Вводится понятие критерия мореходности в виде произведения Ь на число Фруда по водоизмещению, отнесённому к перегрузке . По этому критерию можно сопоставлять проектные

решения для различных типов скоростных судов. Тогда зависимость перегрузок от параметров глиссирующих катамаранов можно представить в виде:

а) для перегрузок в центре тяжести:

n = С,(1+0,5 )1/4 * h * Frv / (L/bkf4 (25)

б) для перегрузок в носовой части:

п = С2( 1+0,5 )1/2 * h * Frv3/4 / (L/bt)3/4 (26)

В формулах (25) и (26) обозначено: Ci И Сг - численные коэффициенты, зависящие от параметров глиссирования, в том числе от относительной ширины реданов и от килеватости; - угол атаки при глиссировании.

Если подставить выражение (25) или (26) в критерий мореходности, то он будет зависеть только от трёх параметров: L / Ь^; и коэффициента С| (или

Таким образом, становится очевидно, что именно эти параметры являются решающими для обеспечения мореходности. Этим подтверждается правильность ориентации рассматриваемой методики на создание катамаранов с большими значениями L/B и малыми углами атаки.

В ряде случаев пришлось провести дополнительные модельные испытания, результаты которых отражены в разделе 4 «Экспериментальные исследования для уточнения модели проектного обоснования скоростных катамаранов». В подразделе 4.1 «Исследование ходкости и мореходности глиссирующих катамаранов и судов на гидролыжах» охарактеризованы использованные в эксперименте модели, даны основные результаты и рекомендации по оценке ходкости и по выбору параметров формы корпуса. Замеры проводились на тихой воде и на регулярном волнении. Килеватость варьировалась от нуля до 15 градусов, горизонтальный относительный клиренс - от нуля до двух, центровка подбиралась оптимальной для исследуемого соотношения других параметров. В процессе испытаний определялись сопротивление движению, углы дифферента, прирост сопротивления на волнении, амплитуды продольной качки, вертикальные перегрузки в носовой части модели и на миделе. При испытании на волнении установлено, что увеличение горизонтального клиренса приводило к снижению ударных перегрузок. Следует иметь в виду, что учёт этого фактора при комплексном проектировании требует дополнительного анализа влияния горизонтального клиренса на массу соединительного моста.

Проведённые гидродинамические испытания для катамаранов с удлинениями L / b примерно 10... 12 показали, что с позиций ходкости при закрити-ческих числах Фруда по длине (то есть более 0,45) выгодное значение практического горизонтального клиренса (расстояния между внутренними бортами корпусов) составляет 0,2 - 0,3 длины. Это несколько меньше по сравнению с ранее высказывавшимися рекомендациями.

В результате сравнения катамаранов с безреданными однокорпусными глиссерами как с постоянной, так и с переменной килеватостью были выявлены области их эффективного применения. Результаты этих испытаний были дополнены экспериментами в диапазоне более высоких чисел Фруда и легли в основу создания проекта скоростного катамарана - буксировщика экспериментальных моделей.

После постройки этого буксировщика была достигнута проектная скорость, что подтвердило работоспособность проектировочной методики, опирающейся на упомянутые эксперименты.

Подраздел 4.2 «Разработка форм обводов корпуса с повышенными параметрами ходкости» посвящён исследованию вышеупомянутых вопросов применительно к переходному режиму движения.

В результате многолетних исследований автору удалось найти рациональные характеристики локальных особенностей формы скоростных катамаранов для диапазонов как водоизмещающего, так и переходного режимов движения. Основой послужили систематизированные серии модельных испытаний в опы-товых бассейнах ЛИВТа и ЛКИ. В серию СК-1 вошли 5 глиссирующих катамаранов и 2 однокопусных судна, в СК-2 - четыре глиссирующих катамарана и один однокорпусный глиссер; серии СК-3, СК - 4, СК-5, СК-7 разработаны для мореходных катамаранов со скоростями в диапазоне водоизмещающего и переходного режимов движения; СК-9, СК-11 -для катамаранов с увеличенным отношением ширины к осадке (в том числе для условий мелководья).

Важные проектно - исследовательские вопросы, касающиеся практического обеспечения мореходности и обитаемости пассажирских катамаранов, рассмотрены в подразделе 4.3 «Возможности улучшения мореходности быстроходных катамаранов с помощью успокоителей килевой качки нового типа». В современной практике для повышения мореходности катамаранов применяются различные типы стабилизирующих устройств, в том числе крыльевые конструкции. Для катамарана типа «Сокол» в совместной экспериментально -теоретической разработке с С. В. Сутуло исследовалась возможность использования носовых крыльев предельно малого удлинения. Оценка эффективности стабилизирующих крыльев проводилась как на расчётно-аналитической компьютерной модели, так и по результатам эксперимента в бассейне СПбГМТУ. Данные натурного катамарана, модели и крыльев приведены в таблице 5. В результате расчётов и экспериментов определены относительные амплитуды продольной качки и вертикальные ускорения. Аргументом являлась частота возмущающей силы, возникающей на волнении.

Эксперимент проводился в диапазоне чисел Фруда от 0,5 до 0,8 при трёх углах установки элементов успокоителя и без них. В исследованном диапазоне характеристик наиболее эффективным углом установки стабилизирующих крыльев является угол - 10 градусов. Снижение амплитуды продольной качки составляет не менее 30% при числе Фруда 0,55 и не менее 40% при числе Фруда 0,75. Таким образом, с ростом скорости эффективность крыльев возрастает. При резонансной частоте снижение амплитуды составляет соответственно 65% и 70%. Пик относительных амплитуд при применении крыльевых стабилизаторов смещается в область меньших частот (частота уменьшается в полтора раза). Следовательно, катамаран со стабилизаторами ведёт себя на волнении как более крупное по водоизмещению судно. По вертикальным ускорениям снижение их величины составляет 45% и 55%. Исследование показало, что применение крыльевых стабилизаторов рационально. Более того, дальнейшее развитие идеи

стабилизаторов с отрицательным углом атаки позволило найти более мореходные формы обводов носовой части корпуса скоростных судов.

Таблица 5

Основные характеристики стабилизаторов катамарана типа «Сокол»

ХАРАКТЕРИСТИКИ Единицы измерения Натурный катамаран Модель 1/14

Длина по ватерлинии М 28.0 2.0

Ширина одного корпуса М 2.4 0.171

Расчётная осадка М 1.5 0.107

Водоизмещение Куб. м. 87.3 0.032

Площадь ватерлинии Кв. м. 99.9 0.509

Абсцисса центра тяжести М -1.31 -0.094

Абсцисса центра площади ватерлинии м -2.86 -0.204

Безразмерный продольный радиус инерции . 0.283 0.283

Продольная метацентрическая высота м 55.0 3.93

Число крыльев на каждом корпусе . 2 2

Хорда крыла м 4.3 0.31

Размах крыла м 0.39 0.03

Отстояние крыльев от миделя м 11.2 0.80

Зазор между нижней точкой крыла и ватерлинией м -0.05 -0.0034

Относительная площадь крыльев % 6.8 6.8

На основе обобщения проведённых исследований и проектных разработок сформулирована методика проектирования катамаранов, изложенная в разделе 5 «Комплексная методика проектного анализа скоростных судов, сочетающих статическое и динамическое поддержание».

Подраздел 5.1 «Формирование методики на основе выполненных исследований» обобщает изложенные выше рекомендации в виде практической методики, приспособленной к практике работы конструкторских организаций и конкретно реализованной автором диссертации в разработках Российской Морской Технической Компании и СКБ СПбГМТУ.

В большинстве случаев проектировочная методика будет содержать следующие позиции:

1) анализ содержания проектного задания и дополнение недостающих элементов;

2) подбор аналогов по архитектурно - конструктивным решениям, диапазону скоростей и уровню мореходности;

3) создание комбинированного исправленного прототипа с корректировкой состава нагрузки, формы обводов корпуса и компоновки;

4) определение недостающих измерителей и безразмерных коэффициентов из анализа общей базы данных или путём локальных обоснований;

5) определение данных для оценки ходкости, вычисление возможных мощностей и подбор двигателей из реального каталога.

6) определение координат важнейших масс по длине и высоте, определение суммарного положения центра тяжести и согласование центровки с требованиями ходкости;

7) обоснование ширины корпусов с учётом волнового взаимодействия или условий глиссирования;

8) уточнение длины, осадки, коэффициентов полноты и высоты борта;

9) проверка остойчивости и оценка возможных параметров мореходности;

10) оценка эксплуатационно - экономических показателей;

11) в случае удовлетворительности варианта по эффективности - фиксация полученных проектных характеристик, выполнение чертежей общего расположения, теоретического чертежа, конструктивных чертежей, оформление спецификаций и пояснительных записок.

В ходе проектирования пассажирского катамарана и катамарана - буксировщика отдельные положения методики уточнялись и приспосабливались к особенностям задач проектного и конструкторско-технологического анализа на реальных этапах создания проекта.

В подразделе 5.2 «Опыт проектирования, постройки и испытаний пассажирского катамарана типа «Сокол» конкретно рассмотрены наиболее проблемные позиции проектных обоснований по скоростным катамаранам. Наиболее важным результатом является достижение проектной скорости на ходовых испытаниях без каких - либо дополнительных доводочных работ. Разработка катамарана типа «Сокол» показала, что общее направление исследований и разработок является перспективным и даёт возможность развивать быстроходный, мореходный и экономичный тип пассажирских и автомобильно - пассажирских паромов. Параллельно могут быть созданы с использованием большинства положений методики автора эффективные катамараны и однокорпусные суда спортивного, экологического, таможенного, лоцманского и спасательного назначений. Этот вопрос рассмотрен в первом приближении на конкретных примерах в подразделе 53. «Возможности применения методики для скоростных судов другого назначения». В портфеле перспективных предложений имеются эскизные проекты подобных скоростных судов. Запланированы более детальные исследования в этой области. Ведётся активная патентная работа, за 15 лет в получено 20 авторских свидетельств и патентов.

Положения диссертации дают базу для рассмотрения перспектив создания современных пассажирских скоростных многокорпусных судов для Балтийского региона. Применение использованных в практических разработках подходов позволяет создавать проекты экономичных, быстроходных и мореходных судов различных гидродинамических компоновок с параметрами, оптимальными для конкретного функционального назначения. В то же время, проектная оптимизация и исследование рассмотренных вопросов должны быть продолжены в направлении поиска ещё более эффективных решений. Необходимо продолжить обобщение многолетнего опыта российских и зарубежных специалистов, предложить новые идеи по гидродинамическому и технико-экономическому совершенствованию скоростных судов.

В Заключении диссертационной работы проводится обобщение полученных результатов и конкретных проектных рекомендаций. Делается вывод, что в диссертационном исследовании показаны наиболее важные направления оптимизационного проектирования пассажирских и пассажирско-автомобильных

катамаранов и близких к ним других типов скоростных судов. Наиболее важными новыми результатами, полученными соискателем, являются следующие:

1 .Формулирование методики, обеспечивающей для катамаранов гармоничное сочетание общепроектных, гидродинамических и конструктивных решений при выполнении требований экономичной эксплуатации;

2.0боснование рационального типа, проектирование, постройка, испытания и эксплуатация пассажирского катамарана для конкретных линий Черноморского и Балтийского бассейнов;

3.Проектирование катамарана с продольными и поперечными реданами, построенного в качестве буксировщика экспериментальных моделей;

4.Обоснование выгодных параметров других судов, сочетающих статическое и динамическое поддержание, - мореходных глиссеров.

5.0беспечение компоновочной рациональности пассажирских помещений на основе учёта реальных пассажиропотоков и комфортных требований, соответствующих конкретным уровням мореходности; применение модульного подхода при создании пассажирских салонов с возможностью модификаций и с обеспечением вибро- и звукоизоляции;

6.Формирование опорных вариантов для сетки типоразмеров скоростных пассажирских и пассажирско-автомобильных паромов - катамаранов;

7.Создание на основе экспериментального поиска и отработки рациональной формы обводов и соотношений размерений катамаранов сетки их теоретических чертежей, обеспечивающих благоприятную ходкость и достижение высокой скорости при минимально возможных в конкретном скоростном диапазоне энергетических затратах; создание серии рациональных по ходкости теоретических чертежей типа СК-1, СК-3, СК-5, СК-7, СК-9, СК-11;

8.0беспечение выбора проектных характеристик пропульсивного комплекса катамаранов с гребными винтами, обеспечивающими бескавитационную работу до скорости 35 узлов за счёт применения редукторов с рациональным передаточным отношением;

9.Формулирование для проектируемых катамаранов условий снижения инерционных нагрузок и линейных ускорений за счёт выбора параметров остойчивости, модификации обводов и стабилизирующих устройств.

Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в следующих работах автора диссертации:

1. Особенности оптимизации проектных характеристик скоростных пассажирских судов // Труды ЛКИ: Проектирование морских судов и плавучих технических средств. 1987, с. 106-110.

2. Корректировка коэффициентов полноты корпуса остроскулого судна при проектных вариациях его главных размерений // Труды ЛКИ: Проектирование морских судов, 1988, с. 82-85.

3. Схема проектного обоснования рациональной ширины и центровки глиссирующих судов // Труды ЛКИ: Перспективные направления в проектировании судов, 1983, с. 79-83.

4. Ходовые качества малого судна. Сопротивление движению малого судна // В кн.: Справочник по малотоннажному судостроению. Л., Судостроение, 1987, с. 73-119.

5. Гидродинамическая доминантность в логико-математических моделях проектирования скоростных судов. // Сборник тезисов докладов конференции Моринтех-2001, СПб, НИЦ «Моринтех», 2001, с.21-22.

6. Особенности гидродинамики и основных конструктивных решений судов на гидролыжах / Труды ЛКИ: Обоснование характеристик проектируемых судов, 1984, с. 148-151.

7. Экспериментальное исследование гидродинамики скоростных катамаранов // Тезисы докладов Третьей научно-технической конференции «Алферьев-ские чтения», Нижний Новгород, изд. ГИИВТа, 1990, с. 77 - 79.

8. Выделение области оптимальных значений главных размерений при проектировании глиссирующих судов / Труды ЛКИ: Оптимизация проектируемых судов, 1985, с. 82-86 (в соавт. с Разумовым СВ.).

9. Сопоставление эффективности проектных вариантов скоростных пассажирских судов // Судостроение, № 12, 1985, с. 3-4 (в соавт. с Голубом И.С.).

10. Оптимизационные аспекты перспективного проектирования судов // Труды Никол. Кораблестр. Инст.: Проектирование и конструкции судов, 1984, с. 43-48 (в соавт. с Царевым БА, Игольниковым А.И.).

11. Концептуальная модель судов с доминированием требований к скорости и мореходности // Сб. докладов конфер. «Моринтех-97», СПб, ТОО - Мо-ринтех, 1997, с. 211-213 (в соавт. с Ермилкиным А.П.).

12. Опыт проектирования, постройки и испытаний пассажирского катамарана "Капитан Корсак" // Сб. тезисов регион, конфер. 1997 г., СПб, СПбГМТУ, 1998, с. 67 (в соавт. с Ермилкиным А.П.).

13. Учёт перегрузок по ускорениям в структуре критерия мореходности при проектировании скоростных судов // Труды ЛКИ: Актуальные вопросы проектирования судов, 1986, с. 79-82 (в соавт. с Разумовым СВ.).

14. Некоторые результаты исследования ходкости и мореходности глиссирующих катамаранов // В сб. Материалы по обмену опытом НТО им. Акад. Крылова, Вып. 300, Л., Судостроение, 1979, с. 107-115 (в соавт. с Городецким А3.).

15. О ходкости и мореходности глиссирующих катамаранов и однокорпусных судов // Труды ЛИВТ, 1982, вып. 175, с. 39-42 (в соавт. с Городецким А.З.).

16. Экспериментальное исследование ходкости скоростного двухкорпусного судна // Сб. НТО им. Акад. А.Н. Крылова, вып. 441, с. 42-47 (в соавт. С Чупайло В.Л.).

17. Проектные особенности скоростных катамаранов // Тезисы докл. Конфер. «Моринтех - 99», Спб. НИЦ-Моринтех, 1999, с. 53-54 (в соавт. с Даняе-вым А.А, Ермилкиным А.П, Трубниковым В.Г.).

18. Доминантные модели оптимизационного сопоставления быстроходных судов по энергосберегаемости и навигационной безопасности // Сборник докладов конференции ОПТИМ - 2001, СПб, ЦНИИ ТС, 2001 г., с.249-253

(в соавт. с Борисовой Е.В., Любимовым Е.В., Селезнёвым А.А., Царевым

19. Влияние длины морских пассажирских катамаранов на структуру нагрузки, мореходные качества и эффективность // Сборник докладов конференции «Кораблестроение и океанотехника», Владивосток, ДВГТУ, 2001, с. 37 - 42 (в соавт. с Царевым Б.А.).

20. Проектные аспекты гидродинамического совершенствования скоростных судов // Морской вестник, 2002, №1, с. 49 - 56 (в соавт. с Царевым БА.)

21. Экспериментальное исследование буксировочное сопротивления плавучих объектов с плохообтекаемыми обводами // Труды ЛКИ: Средства и методы повышения мореходных качеств судов, 1989, с. 44 - 47.

22. Отработка форм обводов корпуса и пропульсивного комплекса грузового теплохода для Волжского бассейна // Тезисы докладов Третьей научно-технической конференции «Алферьевские чтения», Нижний Новгород, изд. ГИИВТа, 1990, с. 47 - 48 (в соавт. с Сахновским Б.М., Белкиным А.Б., Васильевым А.Е., Мишкевичем В.Г.).

23. Каким быть парому Санкт-Петербург - Хельсинки? // Судостроение, 2002, № 3, с. 11 - 16 (в соавт. С Дубровским В.А.).

24. Новые подходы к концепции гидродинамического проектирования надводных кораблей // Сборник докладов конференции «Моринтех-2003», СПб, НИЦ «Моринтех», 2003, с. 263 - 269 (в соавт. С Дубровским В.А. и Половинкиным В.Н.).

25. Sokolov V.P., Sutulo S.V. Study of the Seakeeping of a Fast Displacement Catamaran Equipped With Above-Water Bow Antipitching Fins / Transactions CRF'96 Conference, June 1996, StPetersburg State Marine Technical University, vol.2, p. 487-514.

26. Sokolov V.P., Dubrovsky VA. Future Surface Ships and Boats // Military Parade, 2004, № 5, p. 28 - 29, № 6, p. 25 - 26.

27. Sokolov V.P. Sokol Family - new patrol boats for new century // ARMS. Russian Defense Technologies, 2001, № 6 (7), p. 26 - 27.

28. Sokolov V.P. Family of Fast Displacement-type Craft // Military Parade, 1999, November-December, p. 24 - 26.

Б.А.).

ИЦ СПбГМТУ, Лоцманская, 10 Подписано в печать 15.03.2005. Зак. 2895. Тир. 100.1,3 печ. л.

0S. 07- 05.0$

г. * IN

fill

22 MOOS Ч^'ШЭ

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Соколов, Виктор Петрович

81 Объект и цели исследования, научная новизна и практическая ценность

82. Обоснование актуальности

83. Публикации, апробация, внедрение

84. Общая постановка задачи диссертационного исследования •^ 1. Проблемы проектного обоснования скоростных судов И

1.1. Особенности обоснования проектных характеристик скоростных судов

1.2. Состояние работ по скоростным судам. Доминирующая роль катамаранов

1.3. Актуальные направления исследований по скоростным судам

1.4. Проблемы и проектные параметры, требующие исследования. Способы обоснования проектных характеристик

2. Модель обоснования проектных характеристик скоростных катамаранов 8 '* 2.1. Проектные особенности скоростных катамаранов 'г' 2.2. Система основных проектировочных уравнений и подмоделей

2.3. Обоснование и практическое совершенствование рациональных характеристик скоростных катамаранов ^ 2.4. Сопоставление эффективности проектных вариантов скоростных судов

3. Гидродинамические аспекты проектного обоснования скоростных катамаранов

3.1. Гидродинамические позиции в модели проектного обоснования скоростных катамаранов. Расчёт располагаемых ^ч упоров и выбор рациональных режимов гребных винтов. Учёт доминирующего значения ходкости и мореходности в концептуальной модели скоростных судов

3.2. Обоснование области оптимальных значений главных '« размерений при проектировании скоростных судов. 3.2.а. Учёт особенностей обеспечения остойчивости глиссирующих катамаранов

3.2.Ь. Схема учёта перегрузок по ускорениям при проектировании глиссирующих скоростных судов

4. Уточнение гидродинамических аспектов модели проектного анализа скоростных катамаранов

4.1. Исследование ходкости и мореходности глиссирующих катамаранов и судов на гидролыжах

4.2. Разработка форм корпуса с повышенными параметрами ходкости

4.3. Возможности улучшения мореходности быстроходных катамаранов с помощью успокоителей килевой качки

5, Комплексная методика проектного обоснования скоростных судов, сочетающих статическое и динамическое поддержание

5.1. Формирование методики на основе выполненных •-* исследований Q 5.La. Применение методики при обосновании пассажирских и пассажирско-автомобильных скоростных многокорпусных судов ^ 5.2. Опыт проектирования, постройки и испытаний пассажирского катамарана типа «Сокол»

5.3. Возможности применения методики для скоростных судов другого назначения

Введение 2005 год, диссертация по кораблестроению, Соколов, Виктор Петрович

В1. Объект и цели исследования» научная новизна и практическая ценность V Объектом исследования является совокупность скоростных пассажирских и пассажирско-автомобильных паромов, взаимосвязь их общепроектных, эксплуатационно-экономических, гидродинамических, компоновочных, конструктивно-прочностных и технологических характеристик, методики их анализа и сопоставления.Целью исследования является разработка методики анализа и обоснования проектных характеристик скоростных пассажирских и пассажирскоавтомобильных катамаранов с акцентом на оптимизацию гидродинамических параметров и тех общепроектных характеристик, с которыми они наиболее тесно связаны.К важным задачам исследования относятся: обзорно-статистический анализ проектных, построечных и методических работ по катамаранам, отбор рациональных целевых функций, выделение и ранжирование подсистем в проектной, построечной и эксплуатационной логико - математических моделях. В исследовании реализованы также способы и методы решения локальных проектных задач: построение теоретического чертежа, обоснование соотношений главных размерений и коэффициентов формы корпуса, решение архитектурно — компоновочных задач.Основными новыми научными результатами диссертационного исследования являются: формулирование методики, обеспечивающей для катамаранов нахождение гармоничного сочетания общепроектных, гидродинамических и конструктивных решений при условии достижения наибольшей экономичности в процессе эксплуатации; обоснование выгодных параметров других типов судов, сочетающих статическое и динамическое поддержание; обоснование рационального типа, проектирование, постройка пассажирского катамарана для конкретных линий Черноморского и Балтийского бассейнов; проектирование высокоскоростного катамарана с продольными и поперечными реданами, построенного в качестве ?1^ буксировщика экспериментальных моделей; разработка опорных вариантов для формирования сетки типоразмеров паромов - катамаранов; формулирование способа комплексного обоснования рациональной длины катамаранов, получение данных о взаимовлиянии корпусов многокорпусных судов в переходном режиме и при глиссировании и формулирование ^ рекомендаций для выбора горизонтального клиренса для переходного и , глиссирующего режимов; обеспечение рациональной компоновки пассажирских помещений на основе учёта требований комфортабельности, соответствующих конкретным уровням мореходности; применение модульного подхода при создании пассажирских салонов с возможностью модификаций и с обеспечением виброи звукоизоляции; создание на основе экспериментального поиска, отработки рациональной формы обводов и соотношений размерений катамаранов комплекта теоретических чертежей, обеспечивающих благоприятную ходкость и достижение высокой скорости при минимально возможных в конкретном скоростном диапазоне энергетических затратах; '»* обеспечение выбора рациональных проектных характеристик пропульсивного комплекса катамаранов с гребными винтами путём использованием оригинального метода расчёта располагаемых упоров для ^ уточнённого определения достижимой скорости на ранних стадиях проектного обоснования; формулирование для проектируемых катамаранов условий снижения инерционных нагрузок и линейных ускорений за счёт выбора параметров обводов и стабилизирующих устройств. ^Гк J) и Практическая значимость диссертационного исследования состоит в проектном обеспечении постройки на основе разработанных методик реальных судов-катамаранов, в создании ряда перспективных проектных предложений, а также в применении полученных методов и способов в практике работы А конструкторских организаций.На основе методов, разработанных в диссертационном исследовании, V спроектированы и построены морской скоростной пассажирский катамаран и катамаран — буксировщик.В2. Обоснование актуальности Среди скоростных пассажирских и пассажирско-автомобильных паромов почти половину составляют катамараны. Реально это означает около тысячи судов, эксплуатируемых, главным образом, на линиях Европы, Юго-Восточной Азии и Австралии. С учётом внутренних линий катамараны используются и российскими судовладельцами, некоторый опыт применения катамаранов имеется на Черном море. По своему научно - инженерному потенциалу Россия •^ могла бы занять и более значительное место в проектировании, постройке и экспорте скоростных пассажирских катамаранов. Интенсивное практическое развитие этой группы судов недостаточно подкреплено теоретическими обоснованиями проектных характеристик, хотя специалисты-кораблестроители J) Санкт-Петербурга и Е[ижнего Новгорода в прошлые годы успешно вели как А) исследования, так и практические разработки в этой области. Зарубежных проектно-исследовательских работ и публикаций немного, преобладают конкретные полурекламные описания новых проектов. Как можно судить по этим описаниям, выбор габаритных характеристик катамаранов часто подчиняется задачам компоновки, что может приводить к неоптимальным ^ показателям ходкости и качки. Особенно важным вопросом является обоснование рациональной длины, которая наиболее сильно влияет на самые важные показатели качеств и эффективность катамаранов. Во многих случаях в проектах катамаранов слишком развиваются боковые поверхности, что вполне S j коррелируется с благоприятной остойчивостью катамаранов, но может вызвать трудности с управляемостью. Дискуссионным является вопрос о рациональном типе движителя, поскольку в характерном для катамаранов диапазоне скоростей конкурентоспособны обычные, суперкавитирующие и частичнопогруженные гребные винты, а также водомёты. Требует оптимизации вопрос о выборе режима движения и, соответственно, о рациональном сочетании статических и динамических подъёмных сил, то есть либо о сохранении стабильного переходного режима, либо о применении глиссирования. По упомянутым вопросам некоторый практический опыт накоплен фирмами >^ Австралии, Японии, Южной Кореи, России, Норвегии, Германии, Италии, . США, Англии. Сопоставление практических решений и расчётных методик специалистов перечисленных стран имеет важное методологическое значение.Таким образом, разработка методики проектирования катамаранов в качестве характерных представителей судов, сочетающих статические и динамические силы поддержания, является весьма актуальной. - С " ^ ВЗ.Публикации, апробация, внедрение По теме диссертационнного исследования имеется 28 публикаций в журналах Судостроение и Морской Вестник, в Трудах Ленинградского и Николаевского кораблестроительных институтов, в Трудах Ленинградского f института водного транспорта, а также в сборниках докладов Международных о конференций по морским интеллектуальным технологиям «Моринтех» и в сборниках НТО им. акад. А.Н. Крылова, а также имеется 20 патентов на изобретения.По основным разделам диссертационного исследования делались доклады на научно-технических конференциях Санкт-Петербургского государственного "^ морского технического университета и Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций в период с 1979 по 2003 годы, а также на международных конференциях по морским интеллектуальным технологиям 1997, 1999 и 2001 годов, на научно - технических семинарах и в НТО кораблестроителей им. акад А.Н. Крылова, Проектные предложения по разработанному на основе методики типоразмерному ряду скоростных многокорпусных судов были представлены на международных научнотехнических выставках и семинарах в Санкт — Петербурге, Лондоне, Брюсселе, •'^ Гамбурге, Осло, Пирее (Греция), Котке (Финляндия), Лиме (Перу) с 1993 по 1999 годы.На основе методов, разработанных в диссертационном исследовании, спроектированы и построены морской скоростной пассажирский катамаран типа «Сокол» для линий Туапсинского порта на Черном море, в настоящее ,^ время переведенный для работы на линии Котка (Финляндия) - Выборг J Санкт-Петербург, катамаран — буксировщик для Нижегородского филиала ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова. Подготовлен также ряд перспективных проектных предложений. Разработанные методики использованы в практике работы Нижегородского филиала ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, Средне Невского завода, Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций и Санкт-Петербургского государственного морского г технического университета.В4. Общая постановка задачи диссертационного исследования Диссертационное исследование направлено на разработку методики О анализа и обоснования проектных характеристик скоростных пассажирских и q пассажирско-автомобильных катамаранов с акцентом на оптимизацию гидродинамических параметров и наиболее тесно связанных с ними общепроектных характеристик.Результаты разработки и практического внедрения методики анализа и обоснования проектных характеристик скоростных катамаранов смогут принести большую практическую пользу при разработке проектной документации в конструкторских бюро. Для обоснования методики выполнены проектные и экспериментальные исследования, позволяющие сформулировать принципы проектного анализа на начальных этапах создания пассажирских и пассажирско-автомобильных катамаранов, а также методы детальной разработки формы обводов, параметров теоретического чертежа, характеристик компоновки, ходкости, энергетики, остойчивости, качки, экономичности и других характеристик, обосновываемых на практических этапах создания ^ проектной документации.Непосредственная постановка задачи диссертационного исследования заключается в том, чтобы на основе сложившихся в теории проектирования судов оптимизационных подходов (с учётом принципов доминантности) разработать конкретную методику обоснования проектных характеристик ^ скоростных пассажирских катамаранов. Апробация методики проводилась параллельно с её разработкой в ходе выполнения проектных и построечных работ для конкретных заказчиков. В математическом плане в диссертационном исследовании дана общая формулировка оптимизационной задачи в рамках математического программирования и совокупность проектировочных формул и логико-математических процедур, позволяющих наполнить оптимизационную задачу практическим содержанием.Математическая постановка отдельных блоков оптимизации дается в соответствующих разделах.

Заключение диссертация на тему "Разработка методики проектирования скоростных многокорпусных судов, сочетающих статическое и динамическое поддержание"

Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в следующих работах:

1. Особенности оптимизации проектных характеристик скоростных пассажирских судов / Труды ЛКИ: Проектирование морских судов и плавучих технических средств. 1987, с. 106-110.

2. Корректировка коэффициентов полноты корпуса остроскулого судна при проектных вариациях его главных размерений / Труды ЛКИ: Проектирование морских судов, 1988, с. 82-85.

3. Схема проектного обоснования рациональной ширины и центровки глиссирующих судов / Труды ЛКИ: Перспективные направления в проектировании судов, 1983, с. 79-83.

4. Ходовые качества малого судна. Сопротивление движению малого судна / В кн.: Справочник по малотоннажному судостроению. Л., Судостроение, 1987, с. 73-119.

5. Выделение области оптимальных значений главных размерений при проектировании глиссирующих судов / Труды ЛКИ: Оптимизация проектируемых судов, 1985, с. 82-86 (В соавт. с Разумовым С.В.).

6. Учёт перегрузок по ускорениям в структуре критерия мореходности при проектировании скоростных судов / Труды ЛКИ: Актуальные вопросы проектирования судов, 1986, с. 79-82 (В соавт. с Разумовым С.В.).

7. Сопоставление эффективности проектных вариантов скоростных пассажирских судов. Судостроение, № 12, 1985, с. 3-4 (В соавт. с Голубом И.С.).

8. Экспериментальное исследование гидродинамики скоростных катамаранов // Тезисы докладов Третьей научно-технической конференции «Алферьев-ские чтения», Нижний Новгород, изд. ГИИВТ-а, 1990, с. 77 - 79.

9. Экспериментальное исследование буксировочное сопротивления плавучих объектов с плохообтекаемыми обводами // Труды ЛКИ: Средства и методы повышения мореходных качеств судов, 1989, с. 44 - 47 (В соавт. с Весело-вой Л.Г.).

10. Отработка форм обводов корпуса и пропульсивного комплекса грузового теплохода для Волжского бассейна // Тезисы докладов Третьей научно-технической конференции «Алферьевские чтения», Нижний Новгород, изд. ГИИВТ-а, 1990, с. 47 - 48 (в соавт. с Сахновским Б.М., Белкиным А.Б., Васильевым А.Е., Мишкевичем В.Г.).

11. Оптимизационные аспекты перспективного проектирования судов / Труды Никол. Кораблестр. Инст.: Проектирование и конструкции судов, 1984, с. 43-48 (В соавт. с Царевым Б.А., Игольниковым А.И.).

12. Концептуальная модель судов с доминированием требований к скорости и мореходности / Сб. докладов конфер. «Моринтех - 97», СПб, ТОО — Мо-ринтех, с. 211-213 (В соавт. с Ермилкиным А.П.).

13. Опыт проектирования, постройки и испытаний пассажирского катамарана "Капитан Корсак" / Сб. тезисов регион, конфер. 1997 г., СПб, СПбГМТУ, 1998, с. 67 (В соавт. с Ермилкиным А.П.).

14. Особенности гидродинамики и основных конструктивных решений судов на гидролыжах / Труды ЛЕСИ: Обоснование характеристик проектируемых судов, 1984, с. 148-151.

15. Некоторые результаты исследования ходкости и мореходности глиссирующих катамаранов / В сб. Материалы по обмену опытом НТО им. Акад. Крылова, Вып. 300, JL, Судостроение, 1979, с.107-115 (В соавт. с Городецким А.З.).

16. О ходкости и мореходности глиссирующих катамаранов и однокорпусных судов / Труды ЛИВТ, 1982, вып. 175, с. 39-42 (В соавт. с Городецким А.З.).

17. Экспериментальное исследование ходкости скоростного двухкорпусного судна / Сб. НТО им. Акад. А.Н. Крылова, вып. 441, с. 42-47 (В соавт. С Чу-пайло В.Л.).

18. Проектные особенности скоростных катамаранов / Тезисы докл. Конфер. «Моринтех — 99», Спб. НИЦ-Моринтех, с. 53-54 (В соавт. с Даняевым А.А, Ермилкиным А.П, Трубниковым В.Г.).

19. Гидродинамическая доминантность в логико-математических моделях проектирования скоростных судов. / Сборник тезисов докладов конференции Моринтех-2001, СПб, НИЦ «Моринтех», 2001, с.21-22.

20. Доминантные модели оптимизационного сопоставления быстроходных судов по энергосберегаемости и навигационной безопасности / Сборник докладов конференции ОПТИМ - 2001, СПб, ЦНИИ ТС, 2001 г., с.249-253 (в соавт. с Борисовой Е.В., Любимовым Е.В., Селезнёвым А.А., Царевым Б.А.).

21. Влияние длины морских пассажирских катамаранов на структуру нагрузки, мореходные качества и эффективность. / Сборник докладов конференции «Кораблестроение и океанотехника», Владивосток, ДВГТУ, 2001.(в соавт. с Царевым Б.А.).

22. Проектные аспекты гидродинамического совершенствования скоростных судов. / Морской вестник, 2002, №1, стр.49-56 (в соавт. с Царевым Б.А.).

23. Каким быть парому Санкт-Петербург - Хельсинки ? // Судостроение, 2002, № 3, с. 11 - 16 (в соавт. С Дубровским В.А.).

24. Новые подходы к концепции гидродинамического проектирования надводных кораблей. / Сборник докладов конференции «Моринтех-2003», СПб, НИЦ «Моринтех», 2003, стр. 263 - 269 (В соавт. с Дубровским В.А. и Половинкиным В.Н.).

25. Sokolov V.P., Dubrovsky V.A. Future Surface Ships and Boats/ Military Parade, 2004, №5, September-November, p.p. 28-29; №6, November-December, p.p. 25-26.

26. Sokolov V.P., Sutulo S.V. Study of the Seakeeping of a Fast Displacement Catamaran Equipped With Above-Water Bow Antipitching Fins / Transactions CRF'96 Conference, June 1996, St.Petersburg State Marine Technical University, vol.2, p. 487-514.

27. Sokolov V.P. Sokol Family - new patrol boats for new century / ARMS. Russian Defens Technologies. 6 (7). 2001. p.p. 26, 27.

28. Sokolov V.P. Family of Fast Displacement-type Craft / Military Parade, 1999, November-December, p.p. 24-26.

Заключение

Общее направление исследований и разработок, выполняемых по изложенным направлениям является перспективным, поскольку даёт возможность развивать быстроходный, мореходный и экономичный тип пассажирских и автомобильно - пассажирских паромов. Параллельно на основе разработанных материалов могут быть созданы как эффективные катамараны, так и суда с аутригерами и однокорпусные объекты спортивного, патрульного, экологического, таможенного, лоцманского и спасательного назначений.

На основе представленной методики или её элементов разработаны следующие проекты скоростных судов:

• скоростное судно-катамаран повышенной мореходности проекта 23107 «Сокол» для пассажирских перевозок со скоростью 30 узлов на волнении до 4 баллов включительно, водоизмещением 100 т на 150 мест. Построено головное судно. В течение 1995 - 2004 годов судно успешно эксплуатировалось в порту Туапсе на Чёрном море для пассажирских и круизных перевозок. В настоящее время судно переведено на Балтику для работы на линии Котка (Финляндия) — Выборг - Санкт-Петербург. Выполнены научная разработка, эскизный технический и рабочий проекты.

• скоростное автомобильно-пассажирское судно проекта 23305 «Виктория-S», предусматривающее перевозку на скорости 32 узлов и 500 пассажиров в креслах авиационного типа и 40 легковых автомашин. Выполнен технический проект.

• скоростное автомобильно-пассажирское судно проекта 23306 «Виктория-С», предусматривающее перевозку на скорости 32 узлов 270 пассажиров в каютах и 40 легковых автомашин. Выполнено техническое предложение.

• скоростной катер-катамаран повышенной мореходности проекта 23111 «Тритон» водоизмещением 20 т на 60 человек с туристско-экскурсионной и грузовой модификациями (проекты 23112, 23113). Выполнена стадия технического предложения;

• скоростной патрульный катер-катамаран повышенной мореходности «Персей» по заказу Ярославского судостроительного завода для министерства рыболовства Греции со скоростью 25 (20) узлов. Выполнено техническое предложение;

• скоростной катер-катамаран повышенной мореходности «Макрель» для перевозки 40 пассажиров или 3,5 тонн груза со скоростью 25 (20) узлов. Выполнена стадия технического предложения;

• скоростной глиссирующий катер повышенной мореходности «Кайман» водоизмещением 40 тонн для перевозки пассажиров или выполнения функций лоцманского, пожарного, легководолазного, спасательного со скоростью 45 (40) узлов. Выполнено техническое предложение;

• мореходная лодка Анаконда повышенной экономичности и мореходности грузоподъёмностью 3,0 тонны для работы в прибойной океанской зоне. Выполнена стадия технического предложения.

Разработан ряд новых конструктивных решений для судов различного назначения, за 15 лет автором получено 20 авторских свидетельств и патентов.

В процессе диссертационного исследования решён ряд конкретных проектных задач и показаны наиболее важные направления оптимизационного проектирования пассажирских и пассажирско-автомобильных катамаранов и близких к ним других типов скоростных судов.

Получены конкретные данные взаимовлияния корпусов многокорпусни-ков, в том числе при глиссировании, и рекомендации для определения оптимального горизонтального клиренса.

На основе изучения вихре - волнового взаимодействия выявлены обводы г наивысшего гидродинамического качества.

Найден способ гармоничного сочетания общепроектных, гидродинамических и конструктивных решений.

Получены данные для оценки изменения посадки и сопротивления скоростного судна на мелководьи.

Разработана программа для поиска оптимальных режимов бескавитацион-ной работы гребных винтов до скоростей 35 — 40 узлов с обеспечением максимально достижимых КПД при оптимальных передаточных отношениях редукторов.

Создана серия оптимальных по ходкости теоретических чертежей СК 1 -г СК 11, и на основе их характеристик в процессе проектирования применён учёт сопротивления с повышенной точностью.

Спроектирован и построен катамаран - буксировщик с продольными и поперечными реданами.

Решены задачи уменьшения вертикальных линейных ускорений за счёт выбора рациональных размерений, модификации обводов и применения стабилизирующих устройств.

Применён модульный подход при создании пассажирских салонов с возможностью модификаций и с обеспечением вибро - и звукоизоляции.

Наиболее важными новыми результатами, полученными соискателем, являются следующие:

1. Формулирование методики, обеспечивающей для катамаранов гармоничное сочетание общепроектных, гидродинамических и конструктивных решений при выполнении требований экономичной эксплуатации;

2. Обоснование рационального типа пассажирского катамарана для конкретных линий Черноморско-Азовского и Балтийского бассейнов;

3. Проектирование катамарана с продольными и поперечными реданами, построенного в качестве буксировщика экспериментальных моделей;

4. Обоснование выгодных параметров других судов, сочетающих статическое и динамическое поддержание, - мореходных глиссеров и судов на гидролыжах;

5. Обеспечение компоновочной рациональности пассажирских помещений на основе учёта реальных требований комфортабельности, соответствующих конкретным уровням мореходности;

6. Применение модульного подхода при создании пассажирских салонов с возможностью модификаций и с обеспечением вибро- и звукоизоляции;

7. Формирование опорных вариантов для сетки типоразмеров скоростных пассажирских и пассажирско-автомобильных паромов-катамаранов и судов с аутригерами;

8. Создание на основе экспериментального поиска и отработки рациональной формы обводов и соотношений размерений катамаранов ряда теоретических чертежей, обеспечивающих благоприятную ходкость и достижение высокой скорости при минимально возможных в конкретном скоростном диапазоне энергетических затратах;

9. Обеспечение выбора проектных характеристик пропульсивного комплекса катамаранов с гребными винтами, обеспечивающими бескавитационную работу до 35 узлов и максимальный КПД за счёт выбора рационального передаточного отношения редукторов;

10. Формулирование для проектируемых катамаранов условий снижения инерционных нагрузок и линейных ускорений за счёт выбора параметров обводов и стабилизирующих устройств.

11. Формулирование метода оценки взаимовлияния корпусов многокорпусни-ков, в том числе при глиссировании, и способа определения оптимального горизонтального клиренса;

12. Разработка проектной методики оценки изменения посадки и сопротивления скоростных судов на мелководье.

Применение перечисленных подходов позволяет создавать проекты экономичных, быстроходных и мореходных судов различных гидродинамических компоновок с параметрами, оптимальными для конкретного функционального назначения. В то же время, проектная оптимизация и исследование рассмотренных вопросов должны быть продолжены в направлении поиска ещё более эффективных решений.

Библиография Соколов, Виктор Петрович, диссертация по теме Проектирование и конструкция судов

1. Абрамовский В.А, Деминок А.Ф., Шляхтенко А.В. Концепция скоростных пассажирско - автомобильных паромов для морских линий России на Балтике / Морской парад, 1999, №2, с.16-19.

2. Александров B.C., Гершкович В.А., Кочаров М.А. Анализ задач оптимизации для многокорпусных судов / Сб. докладов конфер. «Моринтех — 97», СПб, НИЦ Моринтех, с. 218-222.

3. Александров B.C., Гершкович В.А., Кочаров М.А. Особенности задач оптимизации для многокорпусных пассажирских судов / Сб. тезисов докл. конфер. «Корабелы 300-летию Санкт-Петербурга», 1998, с. 61.

4. Александров М.Н. Безопасность человека на море. Л., Судостроение, 1983.

5. Алексеев Р.Е. Основные направления развития транспортного скоростного судостроения / Материалы научно- техн. конфер по проектир. скоростных судов 1986 и 1988 годов. Горький, НТО им. Акад. А.Н. Крылова, 1990, с. 59.

6. Алферьев М.Я. Ходкость и управляемость. Сопротивление воды движению судов, М, Транспорт, 1967.

7. Алферьев М.Я., Мадорский Г.С. Транспортные катамараны внутреннего плавания. М., Транспорт, 1976, с. 336.

8. Артюшков Л.С., Ачкинадзе А.Ш., Русецкий А.А. Судовые движители. Л., Судостроение, 1988, с. 296.

9. Артюшков Л.С., Ляховицкий А.Г., Юрков Н.Н. Экспериментальное исследование сопротивления воды движению трёхкорпусных судов. Судостроение,1975, № 12, с. 7-9.

10. Ашик В.В. Проектирование судов. Л., Судостроение, 1985.

11. Ашик В.В., Царев Б.А. Обоснование оптимальных характеристик судов способами, развивающими идеи В.Л. Поздюнина / Труды ЛКИ: Перспективные направления проектирования судов, 1983, с.7-13.

12. Ашик В.В., Царев Б.А., Челпанов И.В. Значение коэффициентов использования технических характериятик судов в качестве частных критериев оптимизации / В кн.: Общие вопросы проектирования судов. Л., Судостроение, 1973, вып. 199, с 92-100.

13. Ашик В.В., Царев Б.А., Челпанов И.В. Влияние иерархических уровней логико-математических моделей судов на динамичностть прогнозируемыххарактеристик ./ В кн.: Общие вопросы проектирования судов. Д., Судостроение, 1973, вып. 199, с 180-187.

14. Ашик В.В., Дробышевский Р.В. Особенности проектирования обводов судов переходного режима движения / Труды ЛЕСИ: Оптимизация проектируемых судов. 1985, с. 3-7.

15. Баскаков И.Я., Гайзер Ф.А., Лебедев Я.Я. Применение модульного метода в начальных стадиях проектирования скоростных судов / В кн.: Проблемы модульного судостроения, Л., Судостроение, 1982, с. 41-42.

16. Бреслав Л.Б. Технико-экономическое обоснование средств освоения мирового океана. Л., Судостроение, 1982, 240 с.

17. Бронников А.В. Морские транспортные суда. Л., Судостроение, 1984, 352 с.

18. Бронников А.В. К определению сопротивления воды движению быстроходных транспортных судов на начальных этапах разработки проектов / Труды ЛКИ: Проектирование судов. 1980, с. 15-26.

19. Бронников А.В. Классификация и сопоставительный анализ алгоритмов определения основных элементов проектируемых судов / Труды ЛКИ: Обоснование характеристик проектируемых судов, 1984, с. 3-8.

20. Бронников А.В. Практические коэффициенты, соотношения и зависимости, используемые на начальных этапах проектирования судов / Сб. тезисов докл. конфер. «Корабелы 300-летию Санкт-Петербурга», 1998, с. 1314.

21. Бугаев В.Г. Модель системной оптимизации расстановки и пополнения флота бассейна / Кибернетика на морском транспорте, 1982, вып. 11, с. 2330.25.26,27,28,293233,34,35,36,

22. Бугаев В.Г. Оптимизационно-имитационное моделирование развития флота бассейна / В кн. : Опыт проектирования и модернизации судов для дальневосточного бассейна. Владивосток, Дальневост. Политехи. Институт, 1989, с. 92-94.

23. Будницкий Ю.А., Пилипенко Г.П., Чукавин А.Г., Петухов B.C. Морские пассажирские суда. Л., Судостроение, 1989, 222 с.

24. Ваганов A.M. Проектирование скоростных судов. Л., Судостроение, 1978, 280 с.

25. Вашедченко А.Н. Автоматизированное проектирование судов. Л., Судостроение, 1985, 164 с.

26. Вейнберг В.В. Глубокое V "за" и "против" / Катера и яхты, 1973, № 44, с. 49-55; № 45, с. 48-65.

27. Гайкович А.И., Царев Б.А, Алгоритмизация логических процедур в задачах проектирования судов с применением ЭВМ / Тезисы докладов Всесоюзн. Конфер. по математ. обеспечению автоматизир. систем управления в судостроении. Л., Судостроение, 1972, с. 85-88.

28. Гайкович Б.А., Кочеров М.А., Ляховицкий А.Г., Шагиданов В.И., Царев Б.А. Концепция и модель сложно-структурной компоновки быстроходных кораблей / Тезисы докл. конфер. «Моринтех 99», СПб, НИЦ - Моринтех, с. 39-40.

29. Гайкович А.И. Структура корабля как сложной технической системы в уравнениях теории проектирования / Сб. тезисов докл. конфер. «Корабелы -300-летию Санкт-Петербурга», 1998, с. 41.

30. Галли Г.В., Царев Б.А. Реконструктивный проектный анализ и эволюционные аналогии как методы прогнозирования для скоростных катеров / Сб. докладов конфер. «Моринтех 97», СПб, НИЦ - Моринтех, с. 214-217.

31. Галли Г.В. Сопоставительный анализ характеристик катеров и самолётов на ранних этапах их эволюции / Сб. тезисов докл. конфер. «Корабелы — 300-летию Санкт-Петербурга», 1998, с. 64.

32. Голуб И.С., Соколов В.П. Сопоставление эффективности проектных вариантов скоростных пассажирских судов. Судостроение, № 12, 1985, с. 3-4.

33. Городецкий А.З., Соколов В.П. Некоторые результаты исследования ходкости и мореходности глиссирующих катамаранов / В сб. Материалы по обмену опытом НТО им. Акад. Крылова, Вып. 300, Л., Судостроение, 1979, с.107-115.

34. Городецкий А.З., Соколов В.П. О ходкости и мореходности глиссирующих катамаранов и однокорпусных судов / Труды ЛИВТ, 1982, вып. 175, с. 3942.

35. Гофман А.Д. Движительно-рулевой комплекс и маневрирование судна. Л., Судостроение, 1988, 360 с.

36. Данилко А.В. Определение и систематизация основных причинных факторов формообразования в архитектуре судов / Труды НКИ: Проектирование и конструкция судов, 1984, с. 5-7.

37. Демешко Г.Ф., Ренни М.В. Архитектурные и компоновочные проблемы при разработке общего расположения скоростных пассажирских и автомобильно-пассажирских однокорпусных судов / Материалы конфер. «Мо-ринтех-99», СПБ, НИЦ- Моринтех, с. 41.

38. Демешко Г.Ф., Рюмин С.Н. Учёт требований безопасности эксплуатации при проектировапнии быстроходных кораблей / Материалы конфер. «Мо-ринтех-99», СПБ, НИЦ- Моринтех, с. 41-42.

39. Демешко Г.Ф., Рюмин С.Н. Алгоритм проектирования глиссирующих судов / Сб. тезисов докл. конфер. «Корабелы 300-летию Санкт-Петербурга», 1998, с. 66.

40. Демешко Г.Ф., Цымляков Д.Е. Определение массы металлического корпуса скоростного двухкорпусного судна / Сб. тезисов докл. конфер. «Корабелы 300-летию Санкт-Петербурга», 1998, с. 14-15.

41. Дорин B.C. Автоматизация обработки информации в судостроении / Судостроение, 1979, № 7, с 30-35.

42. Дробышевский Р.В. Задача проектирования обводов корпуса на основе моделей ходкости / В кн. : Опыт проектирования и модернизации судов для дальневосточного бассейна. Владивосток, Дальневост. Политехи. Институт, 1989, с. 87-88.

43. Дробышевский Р.В. Обоснование выбора энергетической установки при проектном анализе скоростных судов / Труды ЛКИ: Проектирование морских судов, 1988, с. 55-58.

44. Дробышевский Р.В. Обоснование проектных параметров формы корпуса при построении математической модели обводов судов переходного режима движения / Труды ЛКИ: Обоснование характеристик проектируемых судов, 1984, с. 51-56.

45. Дубровский В.А. Некоторые новые концепции многокорпусных судов. СПб, Типогр. ЦНИИ им. Акад. А.Н. Крылова, 2000, 50 с.

46. Дубровский В.А., Зубахин В.Ф., Касьянов В.В., Сизов И.И. Концепция многокорпусных боевых катеров и кораблей / Тезисы докл. Конфер «Мо-ринтех- 99», СПб, НИЦ-Моринтех, с. 21.

47. Дубровский В.А, Особенности сопротивления воды движению двухкор-пусного судна. Автореф. кандид. диссерт. ЛКИ, 1967.

48. Егоров И.Т., Буньков М.М., Садовников Ю.М. Ходкость и мореходность глиссирующих судов. Л., Судостроение, 1976, 336 с.

49. Ермилкин А.П., Соколов В.П. Концептуальная модель судов судов с доминированием требований к скорости и мореходности / Сб. докладов конфер. «Моринтех 97», СПб, ТОО - Моринтех, с. 211-213.

50. Ермолаев С.Г., Афрамеев Э.А., Тедер Л.А., Рабинович Я.С. Особенности гидродинамики быстроходных катамаранов / Судостроение, 1976, № 8, с. 35-36.

51. Ершов Р.Б., Ляховицкий А.Г., Николаев В.А., Саттарова Е.В. Проблема системной оптимизации гидромеханических схем многокорпусных судов / Материалы конфер. «Моринтех-99», СПБ, НИЦ- Моринтех, с. 42-43.

52. Ершов Р.Б., Обухов С.Н., Царев Б.А. Модель проектного анализа высокоскоростных катеров / Сб. тезисов докл. конфер. «Корабелы — 300-летию Санкт-Петербурга», 1998, с. 63.

53. Ефименко А.А., Соломенцев О.И. К определению вертикального клиренса морских катамаранов / Труды НКИ: Проектирование и конструкция судов, 1983, с. 16-26.

54. Ефименко А.А., Соломенцев О.И. Учёт заливаемости при выборе надводного борта катамарана / Труды НКИ: Проектирование и конструкция судов, 1984, с. 36-43.

55. Ефименко А.А. Определение относительной длины малого двухкорпусно-го судна / Труды НКИ: Автоматизированное проектирование и конструкции судов, 1988, с. 40-45.

56. Захаров И.Г. Теория компромиссных решений при проектировании корабля. Л., Судостроение, 1987, 136 с.

57. Злобин Г.П., Симонов Ю.А. Суда на воздушной подушке (по материалам зарубежной печати).Л.: Судостроение, 1971, 212 с.

58. Иванцов Н.М. Влияние величины водоизмещения на относительную массу корпуса / Труды ГИИВТ, 1972, Вып. 125, с. 45-56.62.63,64,65,66,6770,71,72,73,74,75,

59. Иконников В.В., Маскалик А.И. Особенности проектирования и конструкции судов на подводных крыльях. Л., Судостроение, 1987, 320 с.

60. Кейн П. Быстроходные катера. Л., Судпромгиз, 1960, 330 с.

61. Коврижных Л.Д. Приближённый расчёт границ устойчивости глиссирования плоскокилеватой пластины / Труды ЦАГИ, 1985, Вып. 2272, с. 36-44.

62. Колызаев Б.А., Косоруков А.И., Литвиненко В.А., Попов Г.И. Особенности проектирования судов с новыми принципами движения. Л., Судостроение, 1974.

63. Колызаев Б.А., Косоруков А.И., Литвиненко В.А. Справочник по проектированию судов с динамическими принципами поддержания. Л., Судостроение, 1980, 472 с.

64. Константинов Б.Г., Кучер В.А. Концептуальные направления формирования технического облика кораблей на основе единых базовых моделей / Тезисы докл. Конфер. «Моринтх 99», СПб, НИЦ-Моринтех, с. 16-17.

65. Коробков O.K., Азаренко С.А. Тенденции развития кораблей, катеров, и судов, охраняющих морские пограничные пространства в ведущих морских державах / Тезисы докл. конфер. «Моринтех-99», СПб, НИЦ-Моринтех, с. 27-28.

66. Корытов Н. Скоростные катамараны «гибридных» типов / Катера и яхты. 2000-2001, № 174, с 49-53.

67. Кочаров М.А., Кутенёв А.А., Царев Б.А., Шагиданов В.И. Задачи прочностной оптимизации многокорпусных судов / Сб. докладов конфер. «Моринтех 99», СПб, НИЦ - Моринтех, т.1, с. 61-64.

68. Кочаров М.А., Соколов В.П., Ермилкин А.П. Проектные особенности скоростных катамаранов / Сб. докладов конфер. «Моринтех — 99», СПб, НИЦ -Моринтех, т.1, с. 85-87.

69. Кривоносов Л.М. О гидродинамике многокорпусных глиссирующих судов / Катера и яхты, 1968, № 14, с. 55-59

70. Круглов А.Д., Левин Б.З. К вопросу о создании скоростных катамаранов повышенной мореходности / В кн.: Научное наследие А.Н. Крылова и его влияние на современное кораблестроение. СПб, Военно-морская Академия, 1994, с. 39-46.

71. Леви Б.З. Пассажирские суда прибрежного плавания. Л., Судостроение, 1975,320 с.

72. Логачёв С.И. Транспортные суда будущего. Л. Судостроение, 1976.76,77