автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.03, диссертация на тему:Разработка методологии обоснования проектных характеристик судов смешанного и внутреннего плавания с учетом доминирующих эксплуатационных факторов

ГДК 629.12.001

На правах рукописи

САХНОВСКИЙ Борис Михайлович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ ОБОСНОВАНИЯ ПРОЕКТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СУДОВ СМЕШАННОГО И ВНУТРЕННЕГО ПЛАВАНИЯ С УЧЕТОМ ДОМИНИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Специальность 05.08.03 - проектирование и конструкция судов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт - Петербург 2006

003461932

Диссертационная работа выполнена на кафедре Проектирования Судов Сан Петербургского государственного морского технического университета

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Б. А. Царев

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

В.И. ЗАЙКОВ

доктор технических наук, профессор Е.П. РОННОВ

доктор технических наук, профессор Г.В. САВИНОВ

Ведущая организация — Центральный Научно-Исследовательский и Проекта Конструкторский Институт Морского Флота (ЦНИИМФ, г. Санкт-Петербург).

Защита диссертации состоится « $>> 0Z 2007 г. в

tíL

час. на заседании Ди

сертационного Совета Д 212.228.01 по присуждению ученых степеней докто технических наук при Санкт-Петербургском государственном морском технич ском университете по адресу: 190008, Санкт-Петербург, Лоцманская ул., д.З, Акт вый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПБГМТУ. Отзывы просим направлять в адрес Диссертационного совета университета двух экземплярах, заверенных гербовой печатью.

Автореферат разослан « » НО^рЦ 200Су.

Ученый секретарь Диссертационного Совета Д 212.228.01 А /У

доктор технических наук, профессор "^^^уЧ^! А.И. Гайкович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Водный транспорт составляет важную часть транспортной системы России. Его эффективность тесно связана с уровнем показателей эффек-ивности судов внутреннего, смешанного и прибрежного плавания. Задача повыше-шя этих показателей за счет совершенствования проектных характеристик судов, за чет их оптимизации и улучшения структуры всего процесса проектирования является актуальной проблемой.

С 1999-2001 гг. на внутренних водных путях России после многолетнего спада аметился рост грузовых и пассажирских перевозок. За этот период они возросли на 26%. Наметились тенденции расширения нового проектирования и строительства судов внутреннего, смешанного и прибрежного плавания, в которых прослеживаются новые подходы к созданию судов этих типов.

Замена старых судов новыми, а также возможность различных способов продления жизненного цикла эксплуатирующихся судов выдвигают, в качестве одного из важнейших вопросов, ориентацию на будущие условия эксплуатации при оптимизационном обосновании характеристик судов этих типов и их доминирующих подсис-ем, а также учет, в этих же целях, опыта прошедшей эксплуатации. Требуется обобщение и совершенствование методов и способов проектного обоснования вновь проектируемых и модернизируемых судов. Сложность решения этих вопросов связана с разнотипностью рассматриваемых судов, многообразием форм обводов корпуса и типов движителей, а также различными эксплуатационными ограничениями, оказывающими влияние на характеристики судов. В то же время, исследуемые суда функционально объединяются необходимостью поиска компенсирующих факторов, позволяющих создавать суда с оптимальными (для объективно ограниченных условий) элементами и характеристиками. Особое место в решении вопросов повышения эксплуатационно-экономических показателей судов занимает комплекс доминирующих подсистем «корпус-двигатель-движитель».

Совершенствование методов проектного обоснования судов актуально по нескольким причинам. Первая причина связана с необходимостью общего совершенствования методической и нормативной базы методов проектного обоснования, то есть с разработкой на уровне мировых требований новых методик по различным типам судов и их отдельным подсистемам и корректировкой Правил контролирующих организаций.

Вторая - с расширением направлений использования проектного обоснования судов, что проявляется в тенденциях применения проектных методов не только при проектном обосновании новых судов, но и при их модернизации и разработке проектных рекомендаций по оптимальным режимам эксплуатации судов.

Третья - с необходимостью уточнения методов проектного обоснования за счет более четкого учета эксплуатационных факторов при выборе оптимальных характеристик судов и их подсистем.

При рассмотрении вопросов методологии проектного обоснования новых и модернизируемых типов судов внутреннего, смешанного и прибрежного плавания с учетом доминирующих факторов эксплуатации основное внимание уделяется выбору оптимальных решений по характеристикам судов и их подсистем на базе экономических критериев. Существенное внимание уделяется исследованию и внедрению

прогрессивных технических решений, направленных на повышение скоростей, н совершенствование элементов совокупности подсистем «корпус-двигатель-движитель» судов, позволяющих снизить потребление топлива при будущей эксплуатации судна, на повышение уровня безопасности плавания.

В последние годы во всем мире в качестве судов прибрежного плавания расширяется применение многокорпусных судов. Среди них наибольшее распространение получили скоростные катамараны. Работы по созданию таких катамаранов ведутся в Австралии, Норвегии, Японии, Великобритании, США, России и других странах.

Все это, наряду с совершенствованием методов проектного обоснования водоиз-мещающих судов, делает актуальными обобщение опыта проектирования и оценку достигнутого уровня проектирования скоростных катамаранов внутреннего и прибрежного плавания различных архитектурно-конструктивных типов.

Предмет диссертационного исследования

Предметом диссертационного исследования является научное обоснование технических и технологических решений, методов, способов и методик проектирования водоизмещающих судов внутреннего и смешанного «река-море» плавания массой от 100 до 8000 т и скоростных катамаранов внутреннего и прибрежного плавания массой от 20 до 2500 т.

Цель и содержание исследования

Целью исследования является анализ и научное обоснование технических и технологических решений, обобщение и совершенствование методов проектного обоснования оптимальных элементов (главных размерений и основных характеристик) всех перечисленных судов, в том числе с особой глубиной для скоростных пассажирских и автомобильно-пассажирских катамаранов различных типов, а также для обоснования оптимальных параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов внутреннего и смешанного «река-море» плавания с учетом влияния доминирующих факторов эксплуатации.

Поставленная проблема решается с использованием методов общепроектного анализа, математической статистики и многофакторного регрессионного анализа, теоретических и экспериментальных исследований, а также современных методов оптимизации основных элементов судов и их подсистем.

Теоретическая база исследования

Теоретической базой исследования являются труды отечественных и зарубежных ученых в области проектирования и оптимизации водоизмещающих и скоростных судов, а также ходкости и мореходности судов этих типов. По общей теории проектирования и оптимизации важны работы В.В. Ашика, A.B. Бронникова, В.М. Паши-на, Ю.И. Нечаева. В области проектирования и обоснования характеристик водоизмещающих и скоростных судов и их отдельных подсистем необходимо отметить большой вклад А.И, Гайковича, Ю.Н. Горбачева, Г.Ф. Демешко, H.A. Ефремова, И.Г. Захарова, Н.К. Дормидонтова, С.И. Логачева, В.И. Любимова, Н.В. Никитина, В.И. Поспелова, В.Н. Разуваева, Е.П. Роннова, Г.В. Савинова, А.Н. Суслова, В.Б. Фирсо-ва, П.А. Шауба. В области ходкости, мореходности и управляемости водоизмещающих судов и скоростных катамаранов большую роль сыграли работы М.Я. Алферье-ва, В.Н. Аносова, Э.А. Афромеева, А.Ш. Ачкинадзе, A.M. Басина, Р.В. Борисова, А.Д. Гофмана, В.А. Дубровского, В.И. Зайкова, А.Г. Ляховицкого, В.Г. Павленко, A.B. Пустотного, К.В. Рождественского, A.A. Русецкого, В.П. Соколова, L.J. Doc-

tors, K.G. Hoppe, Т. Karayannis, A.F. Molland, G. Migeotte. В области конструкции корпуса необходимо отметить труды Г.В. Бойцова, Г.В. Егорова, О.М. Палия, В.А. Постнова, A.A. Родионова.

Диссертационная работа в наибольшей степени посвящена решению «внутренней» проблемы теории проектирования судов, а именно оптимизации основных элементов прибрежных и речных судов, скоростных катамаранов и локальной оптимизации параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих речных судов и судов смешанного плавания. Научная новизна и теоретическая ценность исследования. В диссертации разработана, применительно к современным экономическим условиям, общая методология проектного обоснования судов внутреннего, прибрежного и смешанного плавания, в том числе, скоростных катамаранов различных типов. По новому решается проблема оптимизации подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов внутреннего и смешанного плавания. Это является полезным вкладом в решение научной проблемы совершенствования теории проектирования судов. Новые научно-технические и технологические решения и результаты, полученные в диссертации, включают:

• Методологию проектного обоснования наиболее важных характеристик и элементов судов речного, смешанного и прибрежного плавания.

• Методики оптимизации основных элементов и характеристик однокорпусных судов и скоростных пассажирских и автомобильно-пассажирских катамаранов с учетом доминирующих факторов эксплуатации и ограничений по высоте отходящей волны.

• Логико-математические модели выбора главных размерений однокорпусных судов и скоростных катамаранов различных типов.

• Методику выбора расчетного режима для проектного обоснования судов и их подсистем.

• Методики оптимизации параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов внутреннего и смешанного плавания с учетом доминирующих факторов эксплуатации.

• Регрессионные математические модели для расчета сопротивления и мощности главных двигателей грузовых водоизмещающих судов различных типов.

• Регрессионные математические модели для расчета сопротивления и мощности главных двигателей скоростных катамаранов различных типов.

• Унифицированные схемы модернизационных и реновационных проектных обоснований, использующих блоки и элементы для вновь проектируемых судов.

• Способы переоборудования и обоснования возможности эксплуатации серийных судов (на примере пр. Р168К, 326, 326.1, Фин.1000/800) при перевозке лесных грузов с открытыми грузовыми трюмами.

• способы повышения грузоподъемности и переклассификации грузовых судов внутреннего и смешанного плавания (на примере судов типа «Сормовский», «Ладога», «Сибирский», «Волго-Дон», «Волжский», «Окский» и др.). а также барже-буксирных составов (на примере буксиров пр. Р 14А, РЗЗБ, PI53, 758АМ, 428 и барж пр.81100,16800, Р171, 81540 и др.).

• Способы переоборудования судов с использованием элементов сухогрузных судов (на примере пр.276 и 912В), реализованные при постройке танкеров-бункеровщиков «Циклон», «СТ-17», «СТ-18».

• Ряд новых формул и графических зависимостей по отдельным частям проектирования судов.

Практическая значимость диссертационного исследования заключается в возможности практического применения ряда разработанных диссертантом методик, способов и конкретных проектно-конструктивных решений и изобретений:

• Методики выбора главных размерений, нагрузки масс и пропульсивных характеристик однокорпусных судов и скоростных катамаранов; для катамаранов рассмотрены обводы традиционного типа, с бульбообразным носом, «волнопрон-зающих», в т.ч. - для всех указанных типов с гидродинамической раз1рузкой корпуса подводными крыльями.

• Методики оптимизации параметров комплекса подсистем «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов внутреннего и смешанного плавания с учетом влияния эксплуатационных факторов.

• Разработки новых конструкций подсистем «корпус-двигатель-движитель» для водоизмещающих речных судов, обладающих повышенным пропульсивным коэффициентом и позволяющим снизить затраты мощности.

• Методики определения сопротивления и мощности двигателей водоизмещающих судов внутреннего, смешанного и прибрежного плавания, в том числе и скоростных катамаранов.

• Совокупность методик, методов и способов для решения методических, учебных и практических задач повышения эффективности судов новой постройки и модернизируемых судов в проектных и эксплуатационных организациях.

Внедрение.

Результаты, полученные в диссертационной работе, использованы:

• При обосновании проектных характеристик подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов пр.Р168, Р168П-СП, 81365, 81110, 81170, 81173НМ, 81510, Р162 и скоростных катамаранов лр.Р104 «А.Угловский», пр.16220 «Экопатруль-1», пр.82060, пр.15220 «Далена», пр.23107Э.1 «Россия», в ОАО «Инженерный Центр Судостроения» (ИЦС) в период 1975.. .2005 г.г.

• При выполнении научно-исследовательских тем по планам НИР Минречфлота в СПГУВК и ОАО «ИЦС» в период 1975. ..2005 г.г;

• В учебном процессе в СПГУВК, СПбГМТУ и НГАВТ при выполнении курсовых работ и дипломных проектов по судам различного назначения (грузовым, пассажирским и буксирам для малых и магистральных рек, скоростным одно-корпусным и двухкорпусным судам).

• В конструкторских организациях «Спецсудопроекг» и «Пассат» при создании пассажирского т/х «Феникс» пр.36060, грузового теплохода «СТ-1352» пр. Р168М-пр/К-ПГ буксира-кантовщика «Флагман»; модернизации сухогрузных судов пр. 276 и 912В в нефтеналивные суда «Циклон», «СТ-17», «СТ-18» и других; переклассификации буксиров пр. Р14, 758, 428, переклассификации и повышении грузоподъемности грузовых судов (типа «СТК» пр.326.1, типа

«Окский» пр. Р97, типа «Беломорский» пр. Фин. 1000/800, типа «Сормовский» пр.488АМ, типа «Сибирский» пр.0225 и 292, типа «Ладога» пр.285 и других).

• В ОАО «Волга-Нева» при переклассификации и повышении грузоподъемности, а также обоснования оптимальных параметров движителей судов смешанного плавания.

• В ОАО «Северное речное пароходство» при переклассификации и повышении пропульсиных характеристик барже-буксирных составов смешанного «река-море» плавания (буксиры РЗЗБ с баржами пр. Р171 и 81540);'

• В ОАО «Вельское речное пароходство» при повышении грузоподъемности речных судов пр. 21-88 и обосновании возможности эксплуатации грузовых судов пр. Р 168K с открытыми люковыми крышками на Сайменской линии.

• В ОАО «Инкотек» при разработке рекомендаций по безопасной транспортировке барже-буксирными составами тяжеловесного оборудования для комбината «Киришнефть».

Апробация.

Результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку:

• На конференциях профессорско-преподавательского состава СПГУВК, Санкт-Петербург, 1976... 1980, 1989 годах.

• На 24 Всесоюзной конференции, НТО СП им. акад. А.Н. Крылова, Ленинград, 1975.

• На Всесоюзном научно-техническом симпозиуме по вопросам повышения пропульсивных качеств и эксплуатационных характеристик отечественных перспективных судов (Крыловские чтения 1978.).

• На 4-ой Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы малотоннажного судостроения» НТО СП им. акад. А.Н. Крылова, Ленинград, 1981.

• На Всесоюзной н/т конференции, НТО СП им. акад.А.Н. Крылова, Калининград , 1990 г.

• На Третьей научно-технической конференции «Алферьевские чтения», ГИ-ИВТ, Нижний Новгород, 1990.

• На 19 сессии научно-методического семинара по гидродинамике судна. Болгарский институт гидродинамики судна, Варна, 1990.

• На Всероссийской научно-технической конференции "Современные технологии в кораблестроительном образовании, науке и производстве, посвященной памяти профессора В.М.Керичева, Нижегородский Государственный технический университет, Нижний Новгород, 2002.

• На Международной научно-практической конференции, посвященной 300-летию СПб "Безопасность водного транспорта", СПГУВК, Санкт-Петербург, 2003 г.

• На VI Международной конференции «Анализ, прогнозирование и управление в сложных системах», СЗТУ, Санкт-Петербург, 2005.

• На конференции профессорско-преподавательского состава СПбГМТУ, Санкт-Петербург, 2005.

• На конференции профессорско-преподавательского состава НГАВТ, Нижний Новгород, 2005.

• На конференции профессорско-преподавательского состава СЗТУ, Санкт-Петербург, 2006.

• На Международном научно-техническом семинаре «Исследование, проектирование и техническая эксплуатация судовых ДВС», СПбГМТУ, Санкт-Петербург, 2006.

Публикации.

Основное содержанке диссертации отражено в 64 публикациях, из которых 26 являются персональными публикациями автора, а 38 выполнены в соавторстве. Из публикаций одна является монографией, а три - разделами в монографиях. В ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ (журналы «Судостроение», «Морской вестник», «Речной транспорт»), имеется 12 публикаций. В число публикаций входят также 13 авторских свидетельств на изобретения и 11 материалов международных и всесоюзных конференций. Кроме того, материалы исследований содержатся в 7 отчетах по НИР.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми разделов, заключения, библиографического списка и приложений. Объем - основной текст содержит 236 стр., 29 таблиц (17 стр.), 143 рисунка, графиков и блок-схем (66 стр.). Объем приложений - 140 стр. В списке литературы 284 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновываются актуальность темы диссертации, характеризуется объект исследования, формулируется постановка задачи и цель работы, рассматривается общая последовательность исследования, приводится перечень принятых обозначений и сокращений.

В первом разделе «Постановка задачи проектного обоснования оптимальных характеристик судов с учетом доминирующих факторов эксплуатации» отмечается, что исследуемые суда функционально объединяются необходимостью преодоления существенных эксплуатационных ограничений и поиском компенсирующих факторов, позволяющих создавать суда с оптимальными (для объективно ограниченных условий) элементами и характеристиками. И ограничения на область оптимизации, и компенсирующие факторы (например, туннельные образования кормы) требуют применения доминантного подхода. Тем самым становится рациональной многоступенчатая и декомпозиционная процедура оптимизации.

Выполненный анализ показывает, что в настоящее время эксплуатируется в основном флот, построенный в период 1970... 1989 г. Суда постройки после 2000 г. к началу 2005 г. количественно составляли не более 3%. Это свидетельствует об актуальности решения проблемы создания нового флота внутреннего и смешанного плавания, обладающего высокими технико-эксплуатационными характеристиками. Создание таких судов возможно, если наиболее полно использовать современные методы теории проектирования судов и методы теории прогнозирования характеристик судов с учетом будущих условий эксплуатации судов. Одновременно с программой строительства нового флота внутреннего и смешанного плавания, немаловажная роль отводится модернизации уже имеющихся судов. Модернизация транспортных судов в настоящее время выполняется по четырем основным схемам: соз-

8

дание новых судов с использованием элементов списанных судов-доноров; переклассификация судов на более высокий класс; обновление судов и механизмов; повышение грузоподъемности судов. Очень часто при модернизации судов эти направления используются совместно, при этом судно создается с существенно более высокими технико-экономическими показателями, чем оно имело до модернизации.

Особую важность, в связи с усиливающейся тенденцией роста цен на топливо и смазку, приобретает направление, связанное с повышением эффективности судов за счет снижения энергетических затрат как для вновь проектируемых судов, так и для модернизируемых судов. Снижение энергетических затрат связано с совершенствованием основных эксплуатационно-навигационных качеств судов, таких как ходовые, мореходные и маневренные.

В качестве примера проектного обоснования модернизации судов с использованием элементов судна-донора, выполненных под руководством автора, на рис.1 показаны мидель- шпангоуты нефтеналивного судна «СТ-17» с 5 вертикальными цилиндрическими грузовыми цистернами и судна «СТ-18» с горизонтальной цистерной (с поперечной переборкой) эллиптической формы в поперечном сечении. В процессе разработки конструкции судов основное внимание было уделено обоснованию минимальных строительных толщин грузовых цистерн и характеристик узлов нового набора. Использование горизонтальной цистерны на т/х «СТ-18» позволило, по сравнению с т/х «СТ-17», повысить грузоподъемность судна на 30 т (7%) и увеличить метацентрическую высоту в наиболее опасном эксплуатационном случае (50% заполнения цистерн) на 10%.

а) б)

«СТ-17»; б) «СТ-18»

Больший объем модернизации характерен для переклассификации судов внутреннего плавания при наличии эксплуатационных ограничений, накладываемых габаритами судового хода. Примером такой модернизации является дооборудование сухогрузных судов типа «СТ» пр. Р168 класса «О» Российского Речного Регистра для эксплуатации в смешанном плавании в бассейнах разряда «М-ПР». Необходимость такой переклассификации была связана с организацией стабильных грузоперевозок лесных грузов из России в Финляндию через Сайменский канал. Для решения этой проблемы потребовалось модернизация судов пр.Р168 путем уменьшения длины цилиндрической вставки на 2 метра. Одновременно, в процессе проектного обоснования, решался вопрос возможности повышения грузоподъемности судна за счет ор-

ганизации штабелей лесного груза при эксплуатации судна без люковых крышек. Такая эксплуатационная схема существенно сокращает время погрузки и разгрузки лесного груза и позволяет повысить грузоподъемность судна. Эксплуатация судов пр. Р168 с открытыми люковыми крышками потребовала специального обоснования возможности эксплуатации судов с точки зрения прочности, величины надводного борта, заливаемости открытых трюмов, остойчивости, непотопляемости, ходкости и управляемости, так как осадка судна возросла с 2,25 до 2,62 м и грузоподъемность повысилась на 350т (32%). Пятилетняя эксплуатация серии судов пр. Р168 без люковых крышек на Сайменской линии показала их высокую эффективность и надежность. Полученный опыт позволил выполнить аналогичное проектное обоснование для судов типа «СТК» пр.326, 326.1 и типа «Беломорский» пр. Фин. 1000/800, которые в настоящее время, также, эксплуатируются на Сайменской линии.

Выполненный анализ (см. табл. 1) показал, что при обеспечении скоростного режима движения судна определяющим фактором является выбор его рационального архитектурно-конструктивного типа, формы обводов корпуса, типа и мощности двигателей, конструкции и параметров движительного комплекса.

Зависимость скоростного режима от характеристик, определяющих эффективность

системы «корпус-двигатель-движитель» судов различных типов _Таблица 1

Тип судна Характеристики судна

Скоростной режим Fnv Соотношения размереиий Ктффкцмекс утилизации ммимсцр TJdw Увсльноа сопротнале- R/D, кН/г Удельна* мощность Ni/D, кВт/т Прооуль-кюффнпн- СИТ ч Коэффициент )).,.■ корпуса

L/B В/Т S

Лихтеры, понтоны Баржн 0,12-0,20 0,20.. .0,35 2,0...8,0 3,5...6,5 3,5...7,0 4,5...12,5 0,9».. .1,0 0,85.. .0,94 0,80.. .0,85 0,75...0,85 0,03...0,11 0,05...0,15 - - -

Буксиры Мелкосидящие пассажирские к грузовые Грузовые смешанного шгаяания 0,30... 0,35 0,40...1,40 0J5...0.« 2,8-5,0 4,3...«,2 5,0...»,0 3,0—12,0 5,0.-10,0 2,5...5,0 0,50...0,84 0,50...0,90 _Ь?5...0,90 0,20—0,65 0,55...0,65 0,10.,.0,40 0,03...0,20 0.025...0,05 2,0—5,0 0,20—2,0 0,20...0,30 0,3...0,5 0,4...0,6 0,5..,0,7

Глиссирующие суда Скоростные катамараны Скоростные катамараны с подводными крыльями Суда на подводны! крыльях 2,5...3,5 1,1...3,0 2,2...4,0 3,0...5,0 2,5-6,0 2Д..4.1 2,7-4,1 3,8...8,7 4,5...10,0 U...2.9 1,3-3,5 3,5.„10,0 0,30...0,60 0,35...0,60 О,40...0,70 0,30...0,57 0,20.. .0,30 0,20.,.0,40 0,20...0,40 0,22-0,37 1,1—1,6 0,8...1,5 0,9...1,2 0,7-1.0 15-35 15—40 20...45 30...80 0,55...0,65 0,50...0,65 0,55...0,70 0,65...0,75 0,05...0,10 0,03.-0,10 0,20.-1,0 0,80.-1,0

В наибольшей степени скоростной режим оказывает влияние на характеристики системы «корпус-двигатель-движитель» судов, что делает актуальным совершенствование методов проектного обоснования оптимальных характеристик этой подсистемы и, в целом, всего судна. Наиболее сильное влияние оказывает скоростной режим на выбор оптимальных элементов и характеристик скоростных судов. Автором показано, что для этих судов факторами, определяющими конструктивный тип судна, являются скоростной режим движения (число Фруда), коэффициент разгрузки судна (Крщг) и параметр эффективности элементов разгрузки (А).

Для решения поставленных задач, являющихся составными частями оптимального проектирования обычных водоизмещающих и скоростных судов, автором, при постановке задач оптимизации, предлагается дополнить вектор заданных параметров судна характеристиками доминирующих факторов эксплуатации 7Хг\, г2,...гк). В качестве указанных факторов эксплуатации судов внутреннего и смешанного плавания целесообразно принимать переменность глубины и габаритов судового хода, переменность ветро-волнового режима, расчетный режим для оптимизации элементов судна и его подсистем (загрузка судна, скоростной режим движения и т.д).

10

Исходя из изложенного, задача оптимизации судна и его подсистем сводится к многоступенчатому определению вектора варьируемых параметров

Х(хьх2, ...xn), (1)

где Xi, х2 , ... хп - основные элементы судна и (или) параметры подсистемы «корпус-двигатель-движитель». Многоступенчатость вызывается доминантным подходом: на первом подуровне варьируемые параметры задаются в качестве пробных, на втором - оптимизируются доминирующие параметры, на третьем - производится корректирующая оптимизация согласованной совокупности параметров.

Вектор варьируемых параметров X и вектор заданных характеристик судна и (или) подсистемы «корпус-двигатель-движитель», а также доминирующих факторов эксплуатации Z (zi, z2,.....zk) должны обеспечивать экстремум критерия оптимизации

С(Х, Z)->min (max) (2)

и выполняются требования и ограничения, характеризующие качества судна (или подсистемы в составе судна) как плавучего транспортного средства.

Эти требования и ограничения, как правило, зависят от типа судна и от вида решаемой задачи. При проектном обосновании основных элементов судна используется большее количество требований и ограничений, чем при проектном обосновании оптимальных параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель».

Например, основные требования и ограничения при проектном обосновании оптимальных основных элементов однокорпусного скоростного судна можно представить в виде:

- уравнение ходкости Ns(X,Z)-R(X,Z)*v(X,Z)/[TI(X,Z)*T1s] = 0 (3)

Ne(X, Z) - суммарная мощность главных двигателей, кВт; R(X, Z) - полное сопротивление судна, кН; v(X, Z) - скорость хода, м/с; r|(X, Z) - пропульсивный коэффициент; т)5 - коэффициент, учитывающий потери на валопроводы, редуктора и т.д.,

- требование к площади главной палубы судна, с учетом требований к комфорту

S„(X, Z) - KnDW> 0 (4)

Sn(X, Z) - площадь главной палубы судна, м2; Kn=f(DW, п„) - норматив площади на 1 тонну дедвейта скоростного судна, м2/т; п, - число палуб судна для размещения пассажиров или автомашин,

- уравнение масс D(X, Z) - ZPi(X, Z) = Рпол, (5)

Pj(X, Z) - составляющие нагрузки масс судна, включая запасы, т; Рпол - полезная нагрузка, перевозимая судном, т,

- уравнение плавучести D(X,Z) = p8LBT(l-t0IH) + У (6)

t0T„ - относительное всплытие судна в долях осадки,

- требование к минимальной высоте надводного борта

H(X,Z)-T(X,Z)>Ahmin (7)

Н(Х, Z) - высота борта судна; Ahmbl - минимальная высота надводного борта судна по требованиям классификационного общества.

- требование к нижнему и верхнему пределам начальной метацентрической высоты

min L Um3x U

^-(X,Z)>(A)min, -~-(X,Z) > (8)

- требование к непотопляемости судна

'^¿С (9)

1ШС- длина отсека (расстояние между водонепроницаемыми поперечными переборками в корпусе судна); допустимая длина поврежденного отсека, по условиям обеспечения аварийной посадки и остойчивости судна.

При проектном обосновании оптимальных основных элементов скоростного двухкорпусного судна (катамарана) зависимости (1...5) используются в алгоритме без корректировки.

- уравнение плавучести имеет вид

Б(Х, Ъ) = 2рбЬВ,Т(1 -10ТП) +У (10)

- относительное всплытие судна в долях осадки,

- требование к минимальной высоте надводного борта

ЩХ, 70) - Т(Х, 2) > Нм + 1м > ДИщт (11)

Н(Х, 2) - высота борта судна; Нм - значение вертикального клиренса на миделе; 1м -высота соединительного моста; АЬ^п - минимальная высота надводного борта судна по требованиям Регистра.

Так как оптимизация размерений и характеристик скоростного катамарана предполагается в зоне, соответствующей статистике построенных и спроектированных судам, то в методику проектирования можно не включать ограничения по поперечной остойчивости и непотопляемости судов.

Требования и ограничения, которые могут быть использованы при проектном обосновании оптимальных параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающего судна, могут быть представлены в следующем виде:

- уравнение плавучести - нагрузки

£>(ЛГ,г) = д[г,] (12)

- уравнение удифферентовки

*е(лг,г) = *«[дг1] (13)

- уравнение напряжений, возникающих при воздействии крутящих моментов

(14)

Ж 1 1 4 '

уравнение крутящих моментов, возникающих при работе гребного винта

х?. (15)

Я V » Лаж

Здесь В(Х,2), хс(Х,2), ~№(Х,2), п(Х,2) - водоизмещение судна, абсцисса центра величины (ЦВ), мощность и частота вращения коленчатого вала двигателя, зависящие от значений варьируемых параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель»; В=ЗЬБТ; хс, пном, $ - заданные, по результатам первого этапа оптимизации судна, водоизмещение, абсцисса центра величины, номинальные значения мощности и частоты вращения коленчатого вала двигателя и коэффициент загрузки двигателя по крутящему моменту; [Г/] и [АТ& символизируют учет установленной в г'-том районе эксплуатации судна габаритной осадки [71] или зазора под килем [ЛЩ.

Для рассматриваемых задач обязательным является выполнение следующих дополнительных ограничений:

- ограничения зоны поиска оптимума по варьируемым параметрам:

max (%2)min <X2<(X2) max ••• fen)min max (16)

- ограничения на диапазон возможных значений характеристик судна и доминирующих факторов эксплуатации Z;, указываемых в задании на проектирование:

(r.USz, (Zj)Bin <z2 <(z2)„„ (zk)mri <zt <(zk)ma (17)

- ограничения на точность расчетных процедур

liDi-Dj.O/Di I < е, (18)

ItNg-Nq.O/Ngksj (19)

l(Cq-Cq+1)/Cq|<E3 (20)

где Cq - оптимальное значение рассматриваемого критерия оптимальности; Cq+i -значение критерия оптимальности на последующем шаге поиска (улучшение критерия); б], е2, е3- заданные величины допустимого расхождения двух смежных расчетных величин. Ограничение (19) сформулировано для итерационного процесса нахождения скорости хода судна на мелководье или волнении, при котором на каждом шаге итерации потребляемая судном мощность не должна превышать номинальную мощность главных двигателей, установленных на судне.

В качестве критерия оптимальности можно принять срок окупаемости капиталь-ныхвложений Тт=кнС1(Д-Ф), год, (21)

где Д— доход судна за навигацию, млн. руб; Ф - полные расходы по судну за навигацию, млн. руб; С - строительная стоимость судна, млн. руб; кн - коэффициент непроизводственных расходов на строительство судна.

Во втором разделе «Методология учета эксплуатационных факторов при проектном обосновании судов различных типов» рассмотрены методологические вопросы учета доминирующих факторов эксплуатации при проектном обосновании судов различных типов: расчетного режима для проектного обоснования судов и их подсистем, стесненности фарватера, ветро-волнового режима, генерируемой судами волны.

В результате выполненного анализа в качестве условия оптимальности при обосновании расчетного режима для проектного обоснования судов, эксплуатирующихся на мелководье, и их подсистем должно выполняться следующее: характеристики судна или подсистемы должны обеспечивать наименьшие совокупные удельные затраты (или себестоимость перевозок):

min Л = min я( \v(h)f(h)dh, J G(h) f{h)dh). (22)

Для того, чтобы применить этот критерий для оптимизации судна или системы «корпус - двигатель - движитель», потребовалась разработка математической модели распределения глубины судового хода по трассе f(h). Автором совместно с В.Г.Павленко была предпринята статистическая обработка продольных профилей глубин 34 свободных рек (малых и магистральных), находящихся в состоянии, близком к естественному; все эти реки имели гарантированные глубины, диапазон изменения которых охватывает все реальные глубины водных бассейнов Российской Федерации. В результате выполненного анализа было получено, что плотность распределения глубины свободных рек соответствует закону гамма - распределения случайной величины, описываемому в общем случае выражением

f(K) = AKe-ßh-, (23)

Статистическая обработка показала, что существует тесная связь между безраз-

мерными средней и гарантированной глубинами; соответствующие точки для различных рек показаны на рис.2. Аппроксимирующая кривая, изображенная на рис. 2, описывается выражением

= 4.1 б(йг - 0.27)°6 > 0.4.и; кг >0.6). (24)

Автором введено важное для дальнейших приложений понятие расчетной глубины Ир , под которой необходимо понимать такую постоянную глубину, при которой скорость движения равна средней скорости движения по фарватеру переменной глубины уср. Выполненными систематическими расчетами на ЭВМ автором показано, что именно этой глубиной можно оперировать при расчете сопротивления воды и движителя на полное использование мощности СЭУ судна, определении расхода топлива и себестоимости перевозок. Сопоставление расчетных данных с результатами натурных испытаний позволило установить приближенную зависимость безразмерной расчетной от гарантированной глубины судового хода, взятых в виде.

Ър = 0.19 + 2.26(йг -0.27)0762 (Иг > 0.6). (25)

Одновременно, выполненные расчеты позволили установить, что для каждого судна Ир зависит только от характера распределения глубин на трассе, а условия

= в(Иг) = Сср; СПЕР(кг) = СПЕРср> (26)

выполняются одновременно. Расчеты по формулам (24) и (25) показывают, что расчетная глубина судового хода кр несколько меньше средней глубины судового хода кср, но значительно превышает гарантированную глубину Иг и она однозначно определяет оптимальные характеристики системы «корпус-двигатель-движитель». По результатам параметрических расчетов выявлен характер влияния глубины судового хода на эксплуатационно-экономические показатели судов (рис.3). На рис.3 все характеристики (скорость V, расход топлива в, себестоимость перевозок С) отнесены к соответствующим характеристикам судна на глубокой воде. Здесь С, - коэффициент загрузки двигателей по крутящему моменту.

14 1210 86 42-

-аппрокотлация

• спьгп-ыэдэ-ные

_ 8 ►V

Рис.2. Зависимость между средней и гаран- Рис.3. Влияние относительной глубины на экс-тированной безразмерными глубинами. плуатационно-экономические показатели.

Аналогичный подход реализован при обосновании расчетного режима судов смешанного плавания, эксплуатирующихся в условиях ветрового волнения.

Опыт эксплуатации судов на ограниченных водных путях, при росте интенсивности движения судов, тенденции повышения их грузоподъемности и размеров, а также росте скоростей движения скоростных судов, показывает, что проблему проектного обоснования оптимальных характеристик необходимо решать с учетом ограничений, влияющих на безопасность судоходства.

Учитывая важность проблемы, в настоящей работе сделана попытка разработки приближенной методики для оценки влияния проектных характеристик проектируемых скоростных судов, в том числе - и с разгрузкой корпуса подводными крыльями, на параметры генерируемого судами ближнего волнового поля. Учет фактора внешнего волнового воздействия на окружающую среду при разработке методики проектного обоснования скоростных судов может оказать существенное влияние на выбор оптимального типа скоростного судна.

В третьем разделе «Обоснование проектных характеристик подсистемы «корпус-двигатель-движитель» речных судов», с целью определения соотношений главных размерений, формы и характеристик обводов корпуса, необходимых, в дальнейшем, для разработки математических моделей определения характеристик ходкости судов в переменных условиях плавания, выполнен анализ соотношений главных размерений и характеристик корпуса буксирных и грузовых судов внутреннего и грузовых судов смешанного плавания.

В анализ были включены 40 проектов буксиров-толкачей и 20 проектов грузовых судов для малых рек отечественной постройки, а также 35 крупнотоннажных грузовых судов внутреннего и смешанного плавания.

Были получены диапазоны изменения соотношений главных размерений судов этих типов и статистические зависимости, связывающие основные элементы судов с эксплуатационными характеристиками. Например, длину, ширину и осадку грузовых судов для малых рек рекомендуется определять по следующим зависимостям, м:

Х = (9,1±0,4)Р/;31, 5 = (0,215±0,01)Л0'93; Г = 0,017£ + (0,3±0,15) (27)

- длину, ширину и осадку буксиров-толкачей для малых рек:

¿ = (2,47 + 0,1)ЛГ°-42, В = 0,21 + (0,77 ±0,15); Т = 0,0251 + (0,32 ±0,15) (28)

- длину, ширину и осадку двухвальных грузовых судов для магистральных рек и смешанного плавания:

£ = (5,5±0,3)£)1Г0'", В = 0,0871 + (4,6 + 0,5); Т = 0,0171 + (1,5 ±0,2) (29)

- длину, ширину и осадку одновальных грузовых судов для магистральных рек и смешанного плавания:

¿ = (6,15 + 0,3)£>Г0,33 В = 0,1 \Ь + (5,4 ± 1,0) Т = 0,0351 + (2,1 ±0,5) (30)

Для оперативной оценки пропульсивных характеристик речных судов были предложены приближенные статистические зависимости, характер которых показан на рис.4. Здесь <т'ч = 2Ы/ругРр - коэффициент нагрузки по мощности Щ Рр - площадь гидравлического сечения движителя.

Одновременно было установлено, что для используемых в практике речного судостроения методов прогнозирования параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» характерны существенные погрешности в определении шага гребных винтов (2...10%), скорости судов (2...5%) и тяги буксиров на гаке (3...15%). Диаметр гребных винтов в рассмотренных методах выбирается в соответствии с традиционными принципами теории корабля при обеспечении максимального КПД дви-

жителя. Диаметры гребных винтов DB на построенных судах на 15-25 % меньше оптимальных значений, что приводит к потере от 3 до 8 % КПД движителей и соответствующим потерям провозной способности. Выполненный анализ свидетельствует о том, что при проектировании судов для малых рек требуется применять оптимизационные методы, построенные на основе экономических критериев. В этом случае судно должно рассматриваться как единая система, характеристики которой должны обеспечивать наивысшие технико-экономические показатели работы.

□ - Грузовые, пассажирские и буксиры-толкачи

класса "Р" и "Л" • - Грузовые, пассажирские и буксиры-толкачи класса "О" и "М"

hca«

• - Буксиры и татками А - Грузсвье теплевдцы

Рис.4. Пропульсивный коэффициент речных судов с винтами в насадках а) влияние коэффициента нагрузки по мощности и типа судна; б) влияние коэффициента нагрузки по мощности и относительной величины кормового свеса туннеля.

Аналогичным образом выполнен анализ точности математических моделей ходкости крупнотоннажных судов внутреннего и смешанного плавания. Показано, что применяемые расчетные методы определения сопротивления крупнотоннажных двухвальных грузовых судов, имеют погрешности от 5,5 до 18%. Погрешность расчета коэффициентов взаимодействия открытых гребных винтов с корпусом составляет Ю..20%, а гребных винтов в насадках - 10...30%.

Повышение точности прогнозирования характеристик ходкости при выполнении проектного обоснования грузовых транспортных судов требует разработки более точных методов определения сопротивления воды движению и коэффициентов взаимодействия движителей с корпусом. При этом, необходимо чтобы новые методы позволяли учитывать влияние факторов эксплуатации и параметров кормовой оконечности на характеристики проектируемого судна и его подсистем.

С целью разработки математической модели автором был выполнен статистический анализ параметров кормовой оконечности речных судов. В статистическую выборку были включены 21 грузовой и пассажирский теплоход и 33 буксира-толкача. На рис. 5а показана схема кормы туннельного типа, применяющаяся, как правило, на мелкосидящих судах, имеющих при эксплуатационной осадке В/Т>5. На рис. 56 показана схема ложкообразной кормовой оконечности, применяющейся на самоходных судах внутреннего и смешанного «река-море» плавания с В/Т<5.

Для разработки математической модели выбора элементов кормовой оконечности судов внутреннего и смешанного плавания автором, с использованием данных статистической обработки параметров кормовых обводов судов, были построены графические зависимости, некоторые из которых представлены на рис.6 и 7.

А

пса ОП РТ— Г

1, ■*—-► ь + С

Ь)

ОП

Ив 01 '——. < 1 Г ' 1

и *-► ь ч-► *

< У ДП

ь, ь2 :

Рис.5. Схема кормовой оконечности речного судна, а) туннельная кормовая оконечность мелкосидящих судов; б) ложкообразная кормовая оконечность судна смешанного плавания.

В качестве основного параметра, характеризующего условия эксплуатации судна на фарватере, принята относительная минимальная осадка судна Т = Т!Вв . Как вспомогательные параметры, характеризующие взаимосвязь элементов туннеля друг от друга, были взяты относительная величина кормового свеса Ъсв = Ьсв /Ов и относительная длина передней части свода кормовой оконечности (с-/[) = (с-/,)/Дя. Полученные зависимости позволили разработать алгоритм проектирования кормовой оконечности речного судна, использование которого при проектном обосновании водоизмещающих судов показано в седьмом разделе.

-0,6 Ча

А4 ЦЗ 0,2 0,1 О

•

С I

'V

1 • ■

0

7 0 8 0,9 1 1 1,2 1 3 1,4 1 5 1

8,30

П*!Й5

о

и +

» 0-. 0

ь + 5 со 0 ^__0

- Груэсвье и пассэл^сюте теплоходы

- Еукг -----------

уксирыитогкани

Грузов ье и пассажирские тепгхжсды Еуксирь-+ -юпони

• - ^ксирыитогкэни шанйат

(0-1,)

Рис.6. Зависимость относительной величины кормового свеса туннеля от относительной осадки.

Рис.7. Влияние относительной длины передней части туннеля на изменение угла наклона винтового батохса.

В четвертом разделе «Обеспечение ходовых качеств при проектировании транспортных речных судов» отмечается, что на втором этапе проектирования судна при создании теоретического чертежа конструктору приходится сталкиваться с задачей разработки обводов кормы, исходя из условий как размещения СЭУ и удифферен-товки, так и обеспечения оптимальных ходовых качеств судна. Имеющиеся исследования показывают, что форма кормы и, в особенности, туннельной, существенно влияют на ходовые качества судна.

В связи с необходимостью обоснованного учета влияния формы кормовых обводов на ходовые качества судов при разработке математической модели оптимизации подсистемы «корпус — двигатель — движитель» мелкосидящих судов автором вы-

'К

М)

полнены специальные экспериментальные исследования по изучению влияния элементов корпуса, формы туннеля и условий плавания на сопротивление и характеристики взаимодействия речных судов с туннельной кормой. Эксперимент был выполнен в опытовом бассейне Санкт-Петербургского Государственного Университета Водных Коммуникаций на серии моделей двухвальных судов. Дополнительно основная модель серии была испытана в большем масштабе в опытовом бассейне ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова. Всего было испытано 6 серий (число моделей - 17).

Полученные в эксперименте данные были обработаны двумя способами. По первому способу получено раздельное влияние каждого фактора на сопротивление и коэффициенты взаимодействия движителей с корпусом. По второму способу, для возможности использования в алгоритме оптимизации, экспериментальные данные были обработаны методом многофакторного регрессионного анализа.

В результате обработки были получены математические модели для прогнозирования основных характеристик ходкости мелкосидящих судов в виде

_ _ ^ __2 -2

+ 612Лсв/ + ЬпНсв — +б44(—)2 + 65561 +Ь66Гп? +6„Л

Диапазоны изменения переменных: 0< Лея <0.5; 45/ <8; 5.85<В/Т<16; Ь/Т>1.5; 1.14<б1<2.94; 1.2</|<4.1; 0.212^0, <0.404; 1.0<р<2.0. В модели Ск в качестве относительной скорости Л, принято число Фруда по длине /и, в моделях м> и ? - число Фруда по глубине Рпк.

С использованием зависимости (31) были выполнены расчеты параметров движителей судов, аналогично расчетам по другим методам (см. стр.16). Было получено, что среднее математическое ожидание гоирешности расчета шагового отношения гребных винтов судов составляет 1,7%, что лучше, чем данные по ранее обсчитанным методам.

Для крупнотоннажных судов внутреннего и смешанного плавания с участием автора были предложены новые математические модели для прогнозирования сопротивления и коэффициентов взаимодействия двухвальных грузовых судов внутреннего и смешанного "река- море" плавания. Эти математические модели были разработаны с использованием методов многофакторного регрессионного анализа и данных крупномасштабных испытаний ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, СПГУВК, БИТС, выполненных при проектировании отдельных типов грузовых судов.

Математические модели коэффициента остаточного сопротивления Сц двухвальных грузовых судов, получены обработкой данных модельных испытаний 15 проектов судов. Для обеспечения большей точности зависимость СЛ разработана для двух диапазонов изменения чисел Фруда по длине. Для диапазона Рп=0.08...0.14: С8 х 103 = 0.9475 - 0.716(£ / В) - 0.2827 (В1Т)8 - 0.31555 + 0.0516Рл + + 0.1043 Хс + 0.2768(1/Я)2 + 0.1267 (В1Т)151ХС +1.08 <52/2 + 0.06244 Рп2 +. (32) + 0.21 ИХ2 + 0.2414/-0.3373/2 + 0.00737йРи -0.8858(В/Г)2/2 Аналогичная зависимость была получена для Рп>0.14. Диапазоны изменения характеристик судов, использованных при создании модели определения сопротивления, составляют: 4.85<1/8<9.09; 3.25<В/Т<8.44; 0.780<<5<0.914; 5.89</<7.63; -0.90<Л;<2.20.

18

Здесь Z/3-отношение длины к ширине судна по ватерлинию; В/Т-отношение ширины судна к осадке; ¿-коэффициент общей полноты; -относительная длина судна; V- водоизмещение судна, м3; ^-^/¿-относительная координата центра величины водоизмещения, %.

Близкая по структуре зависимость была получена автором совместно с A.A. Клавдиевым для одновальных грузовых судов смешанного плавания: С, X Ю3 = -0,8401 - 2,2009 (Ы В) - 4,4058 (BIT)- 3.5250/ + 9,6563<У + +1,3343 Fn -10,6437 (Z, / В) х (5 / Т) + 5,3106 (L / В) х / + 0,3173 (L / В) х S + + 0,3479 (LI В) х Fn- 3,4286 (Л /Г) х / + 20,8368 (B/T)xS + 0,3872 (В IT)xFn-- 5,1063/ х S -1,1271/ х Fn - 0,2408 <5 х Fn

Диапазоны изменения характеристик судов, использованных при создании модели определения сопротивления, составляют: 5,12.85<£/5<8,27; 2,46<5/Т<4,46; 0,633<й£0,885; 4,53</<6,85; 0,105<Fn<0,301. Для возможности применения метода многофакторного регрессионного анализа характеристики корпуса в моделях (32) и (33) используются в нормированном виде.

Для учета влияния мелководья были получены зависимости коэффициента Кц, учитывающего влияние мелководья на коэффициент Cr , а также зависимости для определения коэффициентов взаимодействия открытых гребных винтов (ОГВ) и комплекса «винт в насадке» (КВН) с корпусом судна.

Выполненные контрольные расчеты по 9 типам судов, ранее проанализированным по другим методам (см. стр. 17), показали, что средняя колеблемость результатов расчета полного сопротивления на глубокой воде составила 3,0%, а на мелководье -6,8%. По судам с ОГВ средняя колеблемость результатов расчетов коэффициентов взаимодействия составила 8...9%, что в два раза точнее, чем по другим методам. По судам с КВН средняя колеблемость результатов расчета коэффициентов взаимодействия составила 1,6%, что в 4...5 раз точнее, чем по другим методам. Полученные результаты позволяют рекомендовать разработанные методы для использования при проектном обосновании подсистемы КДД речных судов исследованных типов.

Для грузовых судов смешанного плавания важную роль играют вопросы ходкости на волнении. Особенно этот вопрос важен для судов с коэффициентами ¿>0,8...0,9. С целью получения данных по дополнительному сопротивлению на волнении автором совместно с A.A. Лузяниным было выполнено экспериментальное исследование модели т/х типа «Амур» пр.92-040 (5=0.84). Амплитудно-частотная характеристика дополнительного сопротивления на встречном волнении rAW приведена на рис. 8 и может быть использована в алгоритме проектного обоснования судов смешанного плавания при оценке их ходовых качеств на волнении.

В пятом разделе «Методология обоснования проектных характеристик скоростных катамаранов» выполнен анализ, который показывает, что развитие скоростных катамаранов идет по нескольким направлениям. Первое, наиболее развитое направление - создание пассажирских двухкорпусных судов для внутренних водных путей, озерного и прибрежного морского плавания массой не более 300 т и дедвейтом до 80 тонн. Второе направление-создание автомобильно-пассажирских паромов приб-

режного, морского и океанского плавания массой более 300 т и дедвейтом от 100 до 1200 т. Третье, менее развитое направление- создание специализированных скоростных катамаранов различного водоизмещения (пожарных, экологического контроля, патрульных, рыболовных и военного назначения). Статистика по построенным скоростным катамаранам свидетельствует, что основную часть построенных катамаранов составляют традиционные катамараны (СК) и катамараны с бульбооб-

разным носом (ВС) - ок.80%, на втором месте - волнопронзающие катамараны (\\ФС), созданные австралийской фирмой «1пСаЬ> и составляющие ок. 12% и 8 % -это катамараны с разгрузкой корпуса различными средствами (СКПК). Выполненный автором анализ характеристик более чем 100 спроектированных и построенных катамаранов различных типов в обобщенном виде приведен на рис. 9, на котором введены следующие обозначения: £> -полная масса судна; ЬяВ -наибольшая длина; Внв - наибольшая ширина судна; Ь - длина по ватерлинию; Вг ширина одного корпуса; Г- осадка; /^коэффициент использования водоизмещения по дедвейту; д -коэффициент общей полноты; Ъ - относительный горизонтальный клиренс; эксплуатационная скорость; Рпу- относительная скорость (число Фруда по водоизмещению); N¿/DW- удельная мощность на тонну дедвейта; N¡/0 - удельная мощность на тонну полной массы судна; N¡/(0* - удельная мощность на единицу провозной способности; К0- пропульсивное качество.

Данные рис.9, свидетельствуют, что главные размерения катамаранов зависят от полной массы судна и заданной скорости хода. В то же время диапазоны изменения основных соотношений главных размерений и характеристик корпуса (Ьн6/Внв, В;/Т, 1/В1, 8,Ь) и удельных энергетических показателей (Л^/ТЖ N¿/0) не сильно зависят от назначения судна и его размеров.

Автором был выполнен статистический анализ влияния архитектурно-конструктивного типа катамарана и его гидродинамической компоновки на проектные характеристики судов. На рис. 10 и 11, в качестве примера, показаны зависимости наибольшей длины Ьи6 пассажирских катамаранов от дедвейта ВЖ (т) и наибольшей ширины Внв от наибольшей длины, из которых видно влияние ярусности надстройки на наибольшую длину и гидродинамической компоновки - на наибольшую ширину катамаранов. Данные рис. 11 свидетельствуют о том, что несмотря на деление выборки по гидродинамической компоновке, наблюдается существенная колеблемость ширины судна В„6 при 1„б=со/ыг. Несколько меньшая колеблемость получена для ширины одного корпуса (В;). Анализ показывает, что отношение Ьн61 Внб у скоростных катамаранов изменяется в диапазоне от 2,4 до 4,5, а отношение В,/ Ь„е - в диапазоне от 0,035 до 0,14, то есть, практически в два - четыре раза.

Учитывая это, отношения Ьи61 Внб и Б// Ьнб целесообразно использовать в качестве варьируемых параметров при оптимизации характеристик катамаранов.

Риа8. Амплитудно-частотная характеристика коэффициента дополнительного сопротивления на волнении т/х смешанного плавания «Амур»

СКОРОСТНЫЕ КАТАМАРАНЫ (СК)

Пассажирские СК водоизмещением до 100 т

1„б=7...30м В„5 = 3....10м Т = 0,5. ...2,2 м Н= 1,3. ..3,6 м Б, =1,0...2,5 м п,<250чел

Р = 5....100 т 7...30Т ть\¥=0,18...0,35 у5 = 20 ...50 уз. Рпу=2.0 ... 3.8 =55...200 кВт/т N1/0 =15.. .40 кВт/т N^/(0 у5)=0,70...1,20 кВт/т*У5 Ко=8,5...4,0

и®я6 = 2,4....4,2 В1/Т= 1,5....2,8 17В, =6,5...13,5 Н/1^ = 0,08...0,170 5=0,41...0,62 /,=4,8...11,4 Ь=(Внб-В|)/ Ь=0.15...0.32

Пассажирские СК водоизмещением от 100 до 300 т

1^=30..,54 м В„6 = 9,5....18м Т= 1,0....2,2м Н= 3,0...4,5 м В, =2,4...3,7м 200<п„<500чел

0 = 101. ...300 т =25...80т Лв^ДО...0,35 у5 = 25 ...55 уз. Рпу=1,7 ... 3,9 N¡71^=50...250 кВт/т N¡715 =15. ..60 кВт/г N¡¡/(0^=0,60...1,10 кВт/т*уз Ко=15...4,0

1,б®«б = 2,5....4,5 В,Я=1.5....3,0 1УВ, =10...16 Н/1,6 = 0,08...0,130 5 =0,40....0,67 /,=7,0... 10,0 Ь=(В„6-В1)/Ь=0.16...0.40

Автомобильно-пассажирские СК водоизмещением более 300 т

1,6=60... 130 м Внб= 15,5....40м Т = 2,0....4,5 м Н= 5,4"... 12,6 м В, =3,7...5,5 м 250 <п„< 1200 чел 45 шт <п,„<460 шт Б = 301....2200 т DW =120... 1200 т Лшу=0,20...0,50 у8 = 30 ...55 уз. Рпу=1.7 ... 3,2 N£/^=30...230 кВт/т N£/0=16...46 кВт/т N¡/(0 у8)=0,37...0,77 кВт/т*уз К. =12,5.. .6,5

и/В„б = 2,8....4,2 В!/Т = 1,0... .2,2 17В, =11,5...25 Н/ 1,б = 0,08.. .0,100 5 =0,43...0,70 //=8,0..,11,5 Ь=(Вн6-В1)Д-=0.18...0.36

Рис.9. Основные проектные характеристики скоростных катамаранов.

Полученные результаты о существенной колеблемости статистических зависимостей Ьнб = /(£>№) и В„в= /(Ьн6) свидетельствует о том, что необходимо использовать другой параметр, который бы позволил более точно выявить влияние полезной нагрузки или дедвейта и ярусности надстройки. В качестве такого параметра автором было предложено использовать отношение площади главной палубы

Рис. 10. Зависимость наибольшей длины ка- Рис.] 1. Зависимость наибольшей ширины судна тамаранов полной массой до 300 т от дедвейта от наибольшей длины и типа

и типа надстройки. скоростного катамарана.

С учетом этого имеющийся статистический материал был обработан в виде зависимостей К„ =5/Р„0Л =/(Р„ол, п„) и К0IV, п„). Было установлено, что зависимости Кп=/(Рпт, п„) не позволяют установить достоверные зоны изменения параметра к„ от числа ярусов надстройки. В то же время, приемлемую достоверность обеспечивают зависимости вида Т>1¥, и*), одна из которых приведена на

рис.12. Полученные результаты позволяют рекомендовать параметр Ктг в качестве варьируемого при оптимизации характеристик скоростных катамаранов. В результате статистического анализа было выявлено влияние архитектурно-конструктивного типа, гидродинамической компоновки и условий эксплуатации на ряд важных элементов корпуса: высоту борта, коэффициент общей полноты, осадку горизонтальный и вертикальный клиренс и др.

Рис.12. Изменение отношения площади главной палубы к дедвейту для катамаранов с дедвейтом, изменяющимся в диапазоне от 28 т до 80 т.

Одной из основных характеристик, определяющей эффективность судна, является его полная масса £>. Через нее могут определяться составляющие нагрузки масс и предварительная величина мощности энергетической установки катамарана. Зависимость между длиной катамарана по ватерлинии Ь и полной массой £) приведена графически на рис.13 и имеет вид при БЖ< 80 т:

- для судна с 1-ярусной надстройкой О = 0,105хХ2'04 (я2 =0,96); (34)

- с 1,5-ярусной надстройкой £> = = 0,275 х!1'78 (В2- •-0,93); (35)

- с 2-ярусной надстройкой О-- = 0,651 х!'-54 ое- ~-0,81); (36)

- с 3-ярусной надстройкой £> = 3,0 х!1-17 (И2-- =0,99); (37)

для автомобильно-пассажирских паромов с £)й<>80 т:

£> = 32,5x1-1250 (Я2 =0,92) (38)

Наиболее важным этапом проектного обоснования скоростного судна является качественное определение при проектном обосновании массы судна порожнем, дедвейта и, следовательно, полной массы судна без выполнения большого объема постатейных расчетов составляющих нагрузки масс. Полученный статистический материал, а также отдельные сведения по составляющим нагрузки масс зарубежных СК, позволяют предложить следующую методологию оценки полной массы судна через уточненную нагрузку масс на втором этапе проектного обоснования.

При задании в качестве исходных данных дедвейта и эксплуатационной скорости: [2Ж,у,]-> I -> Вкб -> Я Рк Рх -> ^ -> Ря -> 2?, -> л. (39)

При задании в качестве исходных данных количества пассажиров/автомобилей/ трейлеров и эксплуатационной скорости:

[пУпавт/птр, ->Вн6 —>Н->рк -^Рк ->РМ -> 2Р, ->Р2т ->Рпал \У->

(40)

а) б)

Рис.13. Зависимость полной массы катамаранов от длины по ватерлинию, а) пассажирские дедвейтом до 80 т; 6) автомобильно-пассажирские дедвейтом более 80 т.

При обоих способах задания исходных данных для определения полной массы судна используются приближенные зависимости, разработанные на основе анализа характеристик отечественных и зарубежных скоростных катамаранов:

- удельной мощности N¡/DW=f(lgDW, vj, потребной для транспортировки скоростным катамараном заданного дедвейта DW со скоростью vs;

- определенные на первом этапе главные размерения судна;

- зависимость измерителя массы корпуса от десятичного логарифма кубического модуля главных размерений для пассажирских катамаранов, т/м3:

при Ь*Виб*Н< 1350 м3 р, = 0,050 ; (41)

при 1350м3<£*Д,5*Я<4000м3

Р. = = 1,75{-0,037[lg(Xх Вц6 х Я)]+ 0,144} = -0,064[lg(¿ х Виб х Я]+ 0,25 R2=0,95 (42)

- для автомобильно-пассажирских паромов при L*Bk6*H>:4000 м3:

с 1-яруснымпассажирским салоном рк = -0,020х[lg(¿хВнб хЯ]+0,121 R2=0,98 (43) с 1,5-ярусным пассажирским салоном ру = -0,023 х [lg(¿ х х //]+0,136 R2=0,98 (44) Величина измерителей массы корпуса (41...44) скоростных катамаранов получена в результате расчетного анализа нагрузки масс построенных зарубежных и отечественных катамаранов. Масса корпуса, определяемая с использованием зависимостей (42...45), корректируется умножением на коэффициент кя, полученный автором и учитывающий количество ярусов надстройки пассажирского катамарана. Масса механизмов катамарана Рм может быть определена по зависимости

Р„ = l,55..1,60(«,?te +я2Рра (45)

где Pdeuz Ррей, Рдтж, n¡, п2, П}- соответственно масса одного двигателя, редуктора и движителя и их количество на скоростном катамаране; 1,55... 1,60 - коэффициент, учитывающий массу систем, вспомогательного оборудования и дизель-генераторов.

В первом приближении, когда не известен тип двигателя, масса механизмов скоростного катамарана может быть определена по зависимости:

z5, =/vV (46)

Здесь рм=7,0 кГ7кВт.- удельная масса механизмов и оборудования в машинном отделении при использовании высокооборотных двигателей; рм=9,5 кГ/кВт.- то же при использовании среднеоборотных двигателей.

При втором приближении, масса одного главного двигателя может быть уточнена по следующей зависимости:

Рдвиг. - 6,3(7V/п)0,8, (47)

где N, п- соответственно мощность и частота вращения коленчатого вала двигателя. Данные по рм в зависимости (46) и зависимость (47) получены автором с использованием каталогов фирм MTU, IF motori, Volvo Penta. Остальные составляющие нагрузки рекомендуется определять по данным зарубежных источников.

С целью проверки адекватности предлагаемой методики данным по построенным скоростным катамаранам были выполнены расчеты для некоторых судов, по которым опубликована достоверная информация и которые не использовались при разработке методики. Получено, что колеблемость данных расчета первого приближения полной массы пассажирских катамаранов по предлагаемой методике изменяется от 0 до 6%, а автомобильно-пассажирских паромов - от 0 до 3,5%. При уточнении массы механизмов, с использованием зависимости (47), колеблемость данных расчета полной массы снижается в 1,5 раза.

При проектном обосновании оптимальных характеристик судов большое значение имеет правильная оценка их проектных характеристик, связанных с ходкостью, так как они определяют выбор типа и мощности энергетической установки. Это в полной мере распространяется и на скоростные катамараны.

В первом приближении, суммарная мощность главных двигателей Nz может быть оценена по статистическим данным. Статистические данные по удельной мощности построенных скоростных катамаранов различных типов получены автором и приведены на рис.14 в виде зависимостей Nz/DW - f (lg DW, vj, на которых дополнительно отмечены зоны постоянных скоростей, показывающие тенденцию, при v,=const, снижения потребной удельной мощности с ростом размеров скоростных катамаранов.

Рис.14. Изменение удельной мощности традиционных катамаранов (СК) и катамаранов с бульбовой носовой оконечностью (ВС) в зависимости от дедвейта и скорости.

24

Данные показывают, что основная масса эксплуатирующихся пассажирских катамаранов традиционной конструкции (СК) и катамаранов с бульбовой носовой оконечностью (ВС) имеют эксплуатационную скорость 25...40 узлов и удельную мощность на тонну дедвейта 40... 160 кВт/т для судов с дедвейтом до 80 т и 40...90 кВт/т - для автомобильно-пассажирских паромов. Дополнительно было получено, что катамараны с крыльевыми устройствами (СКПК), требуют для эксплуатации меньшей удельной мощности при одинаковых величинах дедвейта и скорости. СКПК с дедвейтом до 80 т имеют удельную мощность на тонну дедвейта от 50 до 100 кВт/т и дедвейтом более 80 т - от 30 до 90 кВт/т, в зависимости от скорости хода. Данные по удельной мощности двигателей волнопронзающих катамаранов С^РС) близки к аналогичным характеристикам катамаранов типов СК и ВС.

Наиболее качественное сопоставление пропульсивных характеристик скоростных судов различных типов в практике проектирования выполняется с использованием коэффициента пропульсивного качества, учитывающего гидродинамическое качество корпуса и эффективность движительного комплекса

Ко=0,514ЕЫ5£/Мв, (48)

где — суммарная мохцность на гребных валах судна.

Данные по величине коэффициента пропульсивного качества К0 были получены автором при статистическом анализе характеристик катамаранов различных типов и приведены на рис.15 в функции числа Фруда по водоизмещению. Полученные данные по величинам коэффициента К0 свидетельствуют о том, что у традиционных скоростных катамаранов (СК), при относительных скоростях в диапазоне Рпу = 1.65...3.35, К0 изменяется в среднем пределах от 8 до 5. Разброс величин К„ при одинаковых числах Гпу связан с различными значениями проектных характеристик рассматриваемых судов (удлинения корпусов, горизонтального клиренса, ярусности надстройки, коэффициентов общей полноты и т.п.), различием в формах обводов корпусов (круглоскулые или остроскулые), уровнем и качеством проектирования.

Рис. 15. Зоны изменения коэффициентов пропульсивного качества К0 от числа Фруда для различных типов скоростных катамаранов.

Эксплуатационная область скоростных катамаранов с бульбовой носовой оконечностью (ВС) расположена в диапазоне Рп? = 1.7...2,25 и К0 изменяется в среднем от 11 до 7. Область применения СКПК расположена в диапазоне Рщ = 2.1...4.0. При Л1р=2.1...3.5 в среднем величины К0 у СКПК выше на 10...12%, чем у СК. Эксплуа-

тационная зона волнопронзающих катамаранов (WPC) расположена в диапазоне Рпу =1.8...2.45 и величины К0 изменяются в среднем от 12 до 6,5.

Полученные статистические данные позволяют выполнять предварительную проектную оценку мощности энергетической установки скоростных катамаранов рассмотренных типов. При выполнении же оптимизационного проектного анализа необходимо использовать более точные, чем приведенные выше, математические модели для определения пропульсивных качеств скоростных катамаранов, в которых было бы учтено влияние различных проектных и эксплуатационных факторов (соотношения главных размерений, горизонтального клиренса, относительной скорости движения, условий эксплуатации, типа подводных крыльев и т.д.) на ходовые качества и мощность главных двигателей судна.

В шестом разделе «Рекомендации по прогнозированию мощности и параметров волнового поля скоростных катамаранов» рассмотрены результаты систематизированного эксперимента по изучению влияния элементов корпуса традиционных СК, параметров подводных крыльев и волнения на ходовые качества скоростных катамаранов, выполненных с участием автора в опытовом бассейне СПбГМТУ, и аналогичных испытаний, выполненных автором на серии моделей волнопрозающих катамаранов (\УРС). Экспериментальные данные необходимы для определения таких важных проектных параметров, как надводный борт, форма носовых обводов, ограничений на проектные скорости.

По данньм модельных испытаний с участием автора были получены уравнения множественной рецессии, позволяющие выполнять прогнозирование коэффициентов остаточного сопротивления Сл.скоростных катамаранов. Для традиционных скоростных катамаранов с круглоскулыми обводами (СК) зависимость для определения Сц имеет вид

С^хЮ5 = 3,21112-0,293929(6/1)-2,5815/-1,86721Ря + 0,0615(Ь/£)2 + 0,4578(6//,)х/ + + 0,06925(ЫЬ) х Рп + 0,732/2 + 0,6365/ х /и - 1,05357^и2 - 0,27225(ЫЬ) х I2 - (49)

- 0,590625(6/X) х /х + 0,140357(6/1) х /и2 + 0,172502/' + 0,997857/ х ^и2 + 1,77333^и3 Зависимость справедлива в следующих диапазонах изменения нормированных независимых параметров: 0,13<М;<0,21; 6,0</<9,0 и 0,40<^п<1,00.

Аналогичным образом получены уравнения множественной регрессии для расчета дополнительного сопротивления на волнении на основе экспериментальных амплитудно-частотных характеристик коэффициента дополнительного сопротивления для исследованных гидродинамических компоновок. Уравнение (50) для скоростных катамаранов с круглоскулыми обводами (СК) имеет вид:

гш =0,582438 + 0,0396375x^-0,486563х£/;1-0,0718594х.Р>12 -- 0,0933975 х Рл х 1/А + 0,122484 х (£/Я)1 Подобные зависимости получены и для катамаранов других типов. Они справедливы при изменении нормированных независимых параметров в пределах 0,504<Я»£0,901 и 0,874< ¿/Л <1,204:

С использованием полученных математических моделей, автором были разработаны методы расчета мощности главных двигателей скоростных катамаранов всех рассмотренных гидродинамических компоновок. Выполненная проверка адекватности разработанных методов, данным по построенным катамаранам, показала, что

погрешность определения мощности не превышает 5%, что можно признать достаточным при проведении проектного анализа.

С целью получения данных по влиянию характеристик скоростных судов на параметры волнового поля в опытовом бассейне СПбГМТУ с участием автора были проведены систематические измерения характеристик ближнего волнового поля 7 моделей одно - и двухкорпусных скоростных судов, у которых варьировались главные размерения, а также на некоторых моделях использовались подводные крылья для осуществления гидродинамической разгрузки.

Для удобства использования в алгоритме проектного обоснования, экспериментальные данные по высоте отходящей волны Ь0, были обработаны методом регрессионного анализа и получены зависимости для относительной высоты волны, генерируемой катамараном (СК) с относительной длиной 7< I <12 и числом Фруда 2.5

А0 =1,01486+0,01 ЗЕщ-0,1533331+0,159Гпу2+0,153Рпу1 +0,0742857? (51) Аналогичные зависимости получены для СК с Гпу>2.5 и катамарана с подводными крыльями (СКПК) с 1.5<^<3.2и2<Л <12.

Полученные зависимости позволили разработать методику расчета высоты волны, генерируемой скоростными судами, которая явилась основой блока оценки экологической безопасности алгоритма проектного обоснования скоростных катамаранов.

В седьмом разделе «Разработка алгоритма оптимизации параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» речных судов» формулируется постановка задачи об оптимальной подсистеме «корпус-двигатель-движитель», которая рассматривается как подсистема по отношению судна в целом.

Применительно к судам внутреннего и смешанного плавания с винтовыми движителями при оптимизации конструктивных элементов системы КДД варьируемыми параметрами являются:

- относительная длина кормовой оконечности корпуса судна с = сИ, а также другие параметры формы кормы (Асз,/1,0,,Ь1; последние, как было показано в работе, однозначно определяются значением относительного диаметра движителя Ов 1Т;

- относительный диаметр винта Ов/Т и шаговое отношение винта На/Ов.

Задача проектирования оптимальной системы КДД может быть сформулирована

следующим образом: при заданных главных размерениях речного судна, типе и мощности энергетической установки и гарантированной глубине на трассе эксплуатации нужно определить его оптимальные характеристики.

Задача решается при следующих допущениях, возможность использования которых показана во втором разделе работы:

- реальное изменение глубины судового хода на трассе подчиняется вероятностным закономерностям и описывается статистическим гамма - распределением;

- определение характеристик работы судна основано на гипотезе квазистационарности.

Математическая формулировка задачи выглядит следующим образом. При определении оптимальных элементов системы КДЦ речного судна требуется найти такую комбинацию варьируемых параметров, при которой достигается минимум целевой функции /т.е.:

3ПК(СПЗ) = тш КсИ,Ов/Т,НБ Ю„); (52)

где 3ПР! и Спу - средние значения удельных совокупных затрат или себестоимости перевозок при эксплуатации судна на фарватере переменной глубины.

При оптимизации должны выполняться условия (12)...(15), а каждая из варьируемых величин не должна выходить за пределы допустимых значений, полученных при анализе размерений судов, параметров кормовых оконечностей и движителей: 0.15<с/Ь<0.30-ту1я грузовых и пассажирских теплоходов; 0.35<с/Ь<0.50 - для буксиров и толкачей; 0.80<ТЮВ<].60; 0.80<Н3/0£<].60.

Для решения задачи оптимизации системы КДД речного судна был разработан алгоритм математической модели, принципиальная структурная схема которого приведена на рис. 16. Насыщение основных блоков алгоритма для судов внутреннего и смешанного плавания выполнено с использованием результатов исследований, приведенных в 2...4 разделах диссертации. На основе алгоритма разработана программа для ПЭВМ, позволяющая выполнять проектное обоснование оптимальных параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов.

С использованием программы были выполнены параметрические расчеты, которые показали, что если в качестве критерия оптимальности принять условие минимума себестоимости перевозок и удельных совокупных затрат, то эти условия будут выполняться одновременно. Для мелкосидящих судов с оптимальным шагом гребных винтов характерно, по сравнению с винтами, согласованными с двигателями на глубокой воде, снижение на 1 - 4 % удельных совокупных затрат , на 2 - 6 % себестоимости перевозок Спя, незначительное падение средней скорости движения (до 2 %) и экономия топлива в пределах от 13 до 25 %.

Алгоритм оптимизации был апробирован при проектировании ряда речных судов, в частности грузовых теплоходов пр. Р143, Р168, 81110, 81360, 81820, буксиров -толкачей пр. Р162, 81170, 81510, а также при отработке ДРК мелкосидящего танкера Р135.

Результаты оптимизации параметров системы КДЦ крупнотоннажных судов на фарватере переменой глубины показывают, что для соблюдения условия снижения средней скорости на фарватере не более 2%, необходимо уменьшить шаг винтов на (4...6)%, при этом себестоимость перевозки уменьшится на 5...7%, а экономия топлива составит 10... 12%. Меньший эффект по экономии топлива, по сравнению с мелкосидящими судами с туннельной кормой, связан с меньшими потерями мощности, характерными для крупнотоннажных судов с кормовыми оконечностями ложкообразной и крейсерской формы.

Выполненные эксперименты и результаты оптимизационных расчетов параметров корпуса и движителей речных судов позволили предложить оптимальную конструкцию подсистемы «корпус-двигатель-движитель» для грузовых судов с переменной осадкой, на которую, с участием автора, было получено авторское свидетельство № 1698124. Для отработки параметров новой системы КДЦ был выполнен большой комплекс экспериментальных и проектных работ. Новый комплекс был внедрен на второе судно пр.81365 (рис.176), которое, по сравнению с головным судном, имевшим традиционные туннельную корму и движитель (рис.17а), показало существенно лучшие эксплуатационно-экономические показатели. Результаты натурных испытаний показали, что при расчетной осадке судов Т=1,3 м, когда мощ-

ность главных двигателей используется полностью, прирост скорости т/х с новой системой КДД составляет примерно 1,6 км/ч (11%), а при Т=1,5 м-1,7км/ч (12%).

( НАЧАЛО 3

Блок исходных

1 данных

Блок независимых

1 ► 2 переменных

Да

Главные размеренна ограничены?

Нет

Определение главных размсрешШ

Элементы кормовой оконечности

::_£

Расчет сопротивлении

Двигатель задан?

Да

Нет

Определение элементов движителя и скорости

Определение элементов движителя, мощности. Выбор двигателя.

Блок расчета характе-

ристик

я домниирующего

фактора

эксплуатации

п(И1Т^6)й0.9по

-1.5Дв /Г+ 2.1 <Я»®* < - 0.50, /Г + 1.9/

-Ч Нет

Параметры \ кавитации N. удовлетворяют ¿г нормам? /

Определение параметров вибрации корпуса

Нет

Параметры вибрации корпуса удовлетворяют нормам?

Проверка сходимости ао О удовлетворяет?

10

Расчет и проверка остойчивости и удифферентовки

11 Определ тс ение расхода плива

12 Элсмс эконс пок нты рейса, мические азатели

Ч*

£

Вид критерия задан?

Нет

С

Да

13 Экономические показатели

14 Критерий оптимальности

15 Оптимизация

* ■

16 Печать результатов

Конец

3

Рис.16. Структурная схема алгоритма оптимизации параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» речных судов 29

При одинаковой скорости движения судно с новой системой КДД обеспечивает экономию топлива при Т=1,3 м - 21%, а при Т=1,5 м - не менее 24%. Новым комплексом были оборудованы все последующие суда серии.

а) б)

Рис.17. Теоретический чертеж кормовой оконечности т/х пр.81365. а) с традиционным комплексом; б) с комплексом по а.с. №1698124

Другим примером оптимизации системы КДД является конструкция кормы по а.с. 1627444, разработанная с участием автора и внедренная на серии буксиров-толкачей мощностью 713 кВт пр.81510. Особенностью новой кормовой оконечности является обеспечение подтока воды к движителям с бортов. С этой целью бортовая скула туннельной кормы выполнена параллельной основной плоскости, что обеспечило более благоприятный подток воды к движителям и повысило на 14% тягу буксира на предельном мелководье с отношением глубины к осадке судна около 2,0.

В разделе также приведены результаты исследования целесообразности применения на крупнотоннажных судах смешанного плавания одновальных пропульсивных установок. Полученные результаты свидетельствуют, что для судов смешанного плавания, с точки зрения ходкости, эффективность одно- и двухвального варианта грузового теплохода практически совпадает и целесообразность выбора того или иного варианта для проектирования определяется другими факторами, такими как управляемость, численностью экипажа, стоимостью судов и другими. Опыт создания судов смешанного плавания последних лет показывает, что продолжается проектирование и строительство как двухвальных, так и одновальных судов.

В восьмом разделе «Разработка алгоритмов и результаты оптимизации характеристик скоростных катамаранов различных типов» рассмотрена математическая модель и алгоритм ее реализации при проектном обосновании характеристик следующих типов катамаранов: традиционных (СК), с бульбовой носовой оконечностью (ВС), волнопронзающих (\\ФС) и скоростных катамаранов с разгрузкой подводными крыльями (СКПК). Алгоритм имеет универсальный характер, а отличия, которые характерны для катамаранов различных типов, отражены в блоках обоснования подсистем судна. Алгоритм разработан для обоснования проектных характеристик

пассажирских катамаранов дедвейтом до 80 т и автомобильно-пассажирских паромов дедвейтом более 80 т.

Основываясь на ранее выполненных исследованиях в области разработки математических моделей проектного обоснования скоростных катамаранов различных типов в настоящей работе, в качестве варьируемых параметров, приняты

х^ьнб/внб, х2 =В]/Т, х3= кС\у, х4=КрЩП х5= б, (53)

где Ь„б, В„б - наибольшая длина и ширина катамарана, м; В] - ширина корпуса катамарана, м; Т- осадка катамарана, м; Кп^АР^У, пя) - площадь главной палубы, приходящаяся на 1 тонну дедвейта (Б\У), перевозимого скоростным судном, м2/т; п„ -число палуб судна для размещения пассажиров или автомашин; Kv¡aт=YIDcкпкg - коэффициент гидродинамической разгрузки катамарана; У- подъемная сила подводных крыльев, кН; £>скпк _ полная масса катамарана с подводными крыльями, т;

5 ~ фскп,~ относительная площадь подводных крыльев.

Алгоритм был реализован для ПЭВМ. На рис. 18 показана принципиальная блок-схема алгоритма. До выполнения параметрических расчетов программа была протестирована путем сравнения расчетных значений элементов и характеристик судов с данными по построенным катамаранам различных типов (СК, СКПК, ВС и \УРС). Результаты прогнозирования характеристик 9 построенных скоростных пассажирских и автомобильно-пассажирских катамаранов показывают, что модуль среднего, по 9 расчетным элементам и характеристикам судов (Ь,1б, Внб, Ь, Т, Н, В1; Б, N2), отклонения от построечных данных Лср, изменяется от 3,6 до 6,6 %, что вполне достаточно для проектного обоснования характеристик судов этого типа.

Алгоритм и программа позволили проанализировать влияние доминирующих факторов эксплуатации на выбор оптимального варианта технического решения. Было проанализировано влияние глубины судового хода А, высота волны 3% обеспеченности /13%, допустимой высоты волны к'*", генерируемой судном.

На рис.19...20, в качестве примера, приведены результаты численного эксперимента по исследованию влияния заданных условий эксплуатации (относительной глубины фарватера А/Т и высоты волнения - кз%) на изменение мощности главных двигателей, составляющих нагрузки масс и полной массы скоростных катамаранов. В качестве объектов рассмотрены традиционные скоростные катамараны (СК) и скоростные катамараны с подводными неуправляемыми крыльями (СКПК) пассажировме-стимостью 250 чел. и скоростью хода на тихой глубокой воде Ку=35 уз.

На рис.19 показано влияние относительной расчетной глубины фарватера и величины расчетного волнения на потребную мощность главных двигателей катамаранов с Ьнб/Внб =3,5 и В1/Т=1,5. Как видно из рис. 19а, изменение расчетного режима для проектирования традиционного скоростного катамарана (СК) с глубокой воды до мелководья с ЪТ=2 приводит к снижению потребной мощности главных двигателей (на 13%), а для СКПК это снижение зависит от коэффициента разгрузки. Чем больше коэффициент разгрузки, тем меньшее влияние оказывает мелководье на изменение мощности главных двигателей. Эффект снижения мощности главных двигателей характерен при движении скоростных судов с закритическими скоростями на мелководье, однако его использование при обосновании мощности энергетиче-

ской установки судов нецелесообразен, так как при движении судов на глубокой воде имеется опасность не преодолеть горб сопротивления.

Рис.196 свидетельствует, что изменение расчетного режима при проектировании скоростного катамарана (СК) с тихой воды до волнения с Ьз%=3,5 метров (5 баллов волнения) приводит к росту мощности главной энергетической установки на 37,5 %, а для СКПК на 25%. При этом, с увеличением коэффициента разгрузки, мощность

( начало )

Блок исходных данных

тип катамарана (СК, ВС, ТУРС, СКПК) тип движителя

Блок независимых переменных

си/ад,™, A(WB„6), а»б«„б)„«

(В/Г) mis» Д(В,ЛГ), (В/Г) mix (Kdw) muu A(Kdw), (Kdw) mu

(Kpw)min> Д(Кразг)> (Kpur) шах s min, s, s mtx

3 Блок расчета площади главной палубы и выбор типа надстройки п.=Якт, ОЮ

#-

4 Блок расчета основных злементов катамарана и водоизмещения £, В,,Т, Я, Ъ, 1, 8,

Г

5 Блок расчета сопротивления и мощности катамарана на тихой воде Яга, Я.

/V

Ж

Катамаран с системой стабилизации и разгрузки ?

Блок расчета сопротивления и мощности катамарана с системой стабилизации

Ялк • 1' ■

Блок расчета нагрузки и координат центра масс: Рт ГШ', Рсс, О

Нет

Блок расчета высоты волны, генерируемой судном

К

hB^hT

Да

Да

Блок расчета ходкости на волнении

10 уТу/^Л ,&к,@б

Блок расчета эксплуатационно-экономических показателей судна:

С,Д, Ртр, Р„„ст, П, С„ V Т„ е

Блок выбора параметров системы стабилизации и разгрузка катамарана

^хр Ьф Кж I С, Сх

с

конец

Рис. 18. Структурная схема алгоритма обоснования основных элементов скоростных катамаранов.

32

Рис.19. Влияние эксплуатационных факторов на потребную мощность двигателей катамаранов с пп=250 чел. и Кг=35 узлов, а) относительной глубины фарватера И/Т; б) высоты волнения

главных двигателей СКПК снижается. Меньший прирост потребной мощности главных двигателей СКПК (при Ь3%=сош1:) может быть объяснен большим вертикальным клиренсом, характерным для СКПК, при их движении на волнении.

На рис. 20 показано влияние заданной высоты волнения на изменение основных составляющих нагрузки масс скоростных катамаранов с Ьн5/Вн6 =3,5 и В1/Т=1,5 традиционного типа СК (условно Кразг=0,1) и катамаранов с неуправляемыми .подводными крыльями (Кразг>0,1). Приведенные результаты свидетельствуют, что увеличение высоты волны 3% обеспеченности и уменьшение Кразг приводит к росту массы механизмов (масса главных двигателей, редукторов, водометов, дизель-генераторов и оборудования машинного отделения) судов. Изменение массы корпуса имеет более сложный характер: с увеличением высоты волнения масса корпуса растет, а при Ь3%=сопз1 на кривых Рк=А[Кразг) наблюдается минимум.

Более явно тенденция наличия минимумов наблюдается на зависимостях полной массы от коэффициента раз1рузки (при Ь3%=соп51). Приведенные на рис.20 результаты свидетельствуют, что увеличение высоты волны 3% обеспеченности приводит к росту полной массы судов; это является следствием увеличения высоты борта судов, массы корпусных конструкций и механизмов. При этом, СКПК (при Кразг < 0,7) имеют меньшие величины полной массы, чем традиционные СК, что объясняется меньшей потребной мощностью и массой, при движении с гидродинамической разгрузкой. С увеличением отношения В/Т (при 113%=со1Ш) наблюдается тенденция уменьшения полной массы катамаранов рассмотренных типов, что связано со снижением массы корпуса и механизмов за счет более высокого гидродинамического качества корпусов с большими В1/Т.

На начальных этапах проектного обоснования возникает необходимость предварительного выбора типа скоростного катамарана по заданным, в качестве исходных данных, пассажировместимости п„ (или полезной нагрузки Рпол) и скорости движения судна у^. Для предварительной оценки типа катамарана может быть использована обобщенная диаграмма, построенная автором на основе описанных выше параметрических расчетов для судов, спроектированных для эксплуатации с предельной

высотой волнения Ь3о/=2.0 м - для пассажирских судов (пп=100...400 чел) и Ь3о/о=4,0 м - для автомобильно-пассажирских судов (Рпол=50.. .300 т). а) б)

Рис.20. Влияние заданной высоты волнения и коэффициента разгрузки корпуса на характеристики скоростных катамаранов с пп=250 чел. и узлов

а) на массу корпуса и механизмов; б) на полную массу судна.

Диаграмма (рис.21) представляет собой зависимости строительной стоимости от пассажировместимости (или полезной нагрузки) и скорости хода С = f[nn(PnnjI),vs], построенные для катамаранов типа СК (без крыльев), типа ВС и WPS (без крыльев), СКПК с неуправляемыми и с управляемыми ПК. Для каждого типа скоростного катамарана существуют оптимальные зоны применения. Для традиционных пассажирских катамаранов типа СК без подводных крыльев пассажировместимостью от 100 до 400 чел. оптимальной зоной по минимуму строительной стоимости является зона со скоростями движения до 27...33 уз., при этом большие скорости характерны СК пассажировместимостью 300..400 чел. Для СКПК с неуправляемыми (стационарными) подводными крыльми оптимальной зоной является зона до 35...38 уз. Для СКПК с управляемыми подводными крыльми оптимальной зоной

Рис. 21. Диаграмма д ля выбора экономически целесообразного типа скоростного катамарана при заданных полезной нагрузки и скорости хода судна.

является зона до 37...40 уз. (при стоимости системы стабилизации около 0.5 млн.$), и свыше 37...40 уз. (при стоимости системы стабилизации около 1.0 млн.$).

Для автомобильно-пассажирских судов типа ВС и \УРС с полезной нагрузкой от 50 до 300 т. характерно снижение оптимальных скоростей движения, по сравнению с пассажирскими судами.

Таким образом, выполненный численный эксперимент показывает, что учет при проектном обосновании эксплуатационных факторов позволяет выбрать вариант судна, наилучшим образом отвечающего ожидаемым условиям эксплуатации или заданным в техническом задании ограничениям, определяющим будущие технические характеристики судна и его экологическое влияние на окружающую среду.

В заключении сформулированы основные выводы, определяющие научную новизну и практическую ценность. Отмечается, что в диссертационном исследовании, в итоге обобщения работ по проектированию судов внутреннего, смешанного и прибрежного плавания и совершенствования методов проектного обоснования оптимальных элементов (главных размерений и основных характеристик) всех перечисленных судов, разработана эффективная проектная методология обоснования судов внутреннего, прибрежного и смешанного плавания, в том числе с особой глубиной для скоростных пассажирских и автомобильно-пассажирских катамаранов различных типов, а также обоснования оптимальных параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов внутреннего и смешанного «река-море» плавания с учетом влияния доминирующих факторов эксплуатации.

Наиболее новыми результатами, решающими комплексную научную проблему совершенствования методологии проектирования судов и важную народнохозяйственную проблему повышения эффективности работы речного и прибрежного морского транспорта, являются:

• Методология проектного обоснования наиболее важных характеристик и элементов судов речного, смешанного и прибрежного плавания.

• Методики оптимизации основных элементов и характеристик однокорпусных судов и скоростных пассажирских и автомобильно-пассажирских катамаранов с учетом доминирующих факторов эксплуатации и ограничений по высоте отходящей волны.

• Логико-математические модели выбора главных размерений однокорпусных судов и скоростных катамаранов различных типов.

• Методика выбора расчетного режима для проектного обоснования судов и их подсистем.

• Методики оптимизации параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов внутреннего и смешанного плавания с учетом доминирующих факторов эксплуатации.

• Регрессионные математические модели для расчета сопротивления и мощности главных двигателей грузовых водоизмещающих судов различных типов.

• Регрессионные математические модели для расчета сопротивления и мощности главных двигателей скоростных катамаранов различных типов.

• Унифицированные схемы модернизационных и реновационных проектных обоснований, использующих блоки и элементы для вновь проектируемых судов.

• Способы переоборудования и обоснования возможности эксплуатации серийных судов (на примере пр. Р168К, 326, 326.1, Фин. 1000/800) при перевозке лесных грузов с открытыми трюмами.

• Способы повышения грузоподъемности и переклассификации основных типов грузовых судов внутреннего и смешанного плавания (на примере судов типа «Сормовский», «Ладога», «Сибирский», «Волго-Дон», «Волжский», «Окский»), а также барже-буксирных составов (на примере буксиров пр. Р 14Á, РЗЗБ, Р153, 758АМ, 428 и барж пр.81100,16800, Р171, 81540 и др.).

• Способы переоборудования судов с использованием элементов сухогрузных судов-доноров (на примере пр.276 и 912В), реализованные при создании нефтеналивных судов «Циклон», «СТ-17», «СТ-18».

• Ряд новых формул и графических зависимостей по отдельным частям проектирования судов.

Совокупность перечисленных результатов является полезным вкладом в решение такой важной научной проблемы, как развитие и совершенствование методологии и теории проектирования судов. В то же время основное значение этих результатов состоит в научном обосновании технических и технологических решений, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны.

Список работ, опубликованных по теме диссертации. а) без соавторов:

1. Пропульсивные качества скоростных катамаранов.- СПб.: Морской вестник, 2006, №3, с.97-102.

2. Прогнозирование мощности главных двигателей при проектном обосновании характеристик скоростных судов.- Судостроение, 2006, № 5, с. 17-21.

3. Проектные характеристики пропульсивных комплексов скоростных судов. Сборник трудов Международного семинара «Исследование, проектирование и техническая эксплуатация судовых ДВС », СПб, СПГУВК, 2006, с. 45-50.

4. Особенности постановки задачи проектного обоснования оптимальных элементов и характеристик судов с учетом доминирующих факторов эксплуатации. Сб. докл. -СПб.: Изд-во СЗТУ, 2006, с.252-257.

5. Математическая модель для оптимизационного проектирования кормовой оконечности речных судов. Сб. докл.- СПб.: Изд-во СЗТУ, 2006, с.366-373.

6. Учет главных размерений при оптимизации ходовых качеств судов внутреннего и смешанного «река-море» плавания. // Материалы научно-методической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и специалистов. Юбилейный выпуск, ч.З, Н. Новгород: изд-во «ВГАВТ», 2005-C.128-131.

7. Логико-математическая модель выбора главных размерений скоростных катамаранов на начальных стадиях проектирования. // Материалы научно-методической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и специалистов. Юбилейный выпуск, ч.З, Н. Новгород: изд-во «ВГАВТ», 2005-C.124-128.

8. Особенности оптимизационного обоснования характеристик судов с учетом доминирующих факторов эксплуатации. - Материалы региональной научно-технической конференции с международным участием «Кораблестроительное образование и наука-2005», том 1, СПбГМТУ, СПб, 2005, с.35-38.

9. Экономические качества мелкосидящих судов. - Речной транспорт, 1979, №10, с.33-34.

10. Оптимизация движителей речных судов. - Речной транспорт, 1982, № 4, с.34-35.

11. Исследование гидродинамических характеристик машущего деформируемого движителя при малых числах Фруда. Тезисы докладов 24 Всесоюзной конференции, НТО СП им. акад. А.Н. Крылова, Л., Судостроение, 1975, с.15-16.

12. Исследование и оптимизация работы пропульсивного комплекса (движитель-энергетическая установка) судов, эксплуатирующихся на фарватере переменной глубины. В кн.: Тезисы докладов на Всесоюзном научно-техническом симпозиуме по вопросам повышения пропульсивных качеств и эксплуатационных характеристик отечественных перспективных судов. (Крыловские чтения 1978 г.). Л.: Судостроение, 1978, с.38-40.

13. Экспериментальное исследование влияния формы туннельной кормы и условий эксплуатации на сопротивление и взаимодействие движителя с корпусом судна. Сборник материалов 5-й Всесоюзной научно-технической конференции по судовым движителям и системам управления. КБ «Винт», 1978, с.664-680.

14. Гидродинамические характеристики машущего деформируемого движителя вблизи свободной поверхности. Экспериментальная гидромеханика судна, НТО СП им. акад. А.Н. Крылова, вып. 226, Л., Судостроение, 1975, С.51...62.

15. Выбор главных размерений и элементов туннельной кормы речных судов внутреннего плавания,- В кн.: Передовой опыт и новая техника, вып.8(44), 1977, с.22-28.

16. Закономерности распределения глубин судового хода малых рек Сибири.- В кн.: Теория и проектирование судов речного флота, Сб. трудов ЛИВТ. Л., 1977, с.85-95.

17. Статистический анализ главных размерений корпуса и элементов туннельной кормы судов внутреннего плавания.- В кн.: Теория и проектирование судов речного флота, Сб. трудов ЛИВТ. Л., 1977, с.96-110.

18. Анализ методов расчета комплекса винт-насадка мелкосидящих речных судов.-В кн.: Теория и проектирование судов речного флота, Сб. трудов ЛИВТ. Л., 1977, с.111-120.

19. Экспериментальное исследование влияния элементов корпуса и переменных условий плавания на сопротивление мелкосидящих судов,- В кн.: Создание и техническое обслуживание судов внутреннего плавания. Сб. науч. трудов ЛИВТ. Л., 1978, с.24-39.

20. Принципы планирования и обработки результатов экспериментального исследования пропульсивных характеристик мелкосидящих судов,- В кн.: Создание и техническое обслуживание судов внутреннего плавания. Сб. науч. трудов ЛИВТ. Л., 1978, с.40-61.

21. Экспериментальное исследование влияния упрощенной формы туннельной кормы на пропульсивные характеристики мелкосидящих судов.- В кн.: Проектирование и техническое обслуживание судов внутреннего плавания. Сб. науч. трудов ЛИВТ. Л., 1979, с.51-60.

22. Исследование и оптимизация характеристик и режима работы пропульсивного комплекса мелкосидящих судов,- Труды ЛИВТ, вып. 172,1981 с.54-60.

23. Основные направления повышения пропульсивных качеств речных судов. - В кн.: Водным магистралям страны. -.Л: Судостроение, 1985, с. 164-171.

24. Модели судов новых типов. Л.: Судостроение, 1987,144 с.

25. Раздел «Судомоделизм». Морской энциклопедический справочник, 2 тома, JL: Судостроение, 1987,512 с. (том 1), 520 с. (том 2).

26. РД 212.0079-78. Требования к проектированию и изготовлению гребных винтов. Российский государственный концерн речного флота. М.: Транспорт, 1991,44 с.

б) с соавторами:

27. Грузовые транспортные средства для малых рек. Л.: Судостроение, 1985, 288 с. (Павленко В.Г., Врублевская JI.H.). Автор-44,5%.

28. Обоснование расчетной глубины при проектировании движителей. - Речной транспорт, 1982, № 2, с.32-33 (Павленко В.Г.). Автор 57%.

29.0 типе колесного буксира-толкача.- Речной транспорт, 1982, №7, с.33-35 (Белкин А.Б.). Автор-50%.

30. Результаты оптимизации гребных винтов. - «Речной транспорт», 1983, №1, с.29-30 (Черноситова JI.A.). Автор-50%.

31. Новый тип ДРК для мелкосидящих судов. - Речной транспорт, 1983, №11, с.28-29 (Беляев В .В, Никитин Г.С. и др.). Автор-33%.

32. Лихтерные составы: ходовые и маневренные качества. - Речной транспорт, 1984, №8, с. 29-31 (Аснин Б.А., Федоров Е.П). Автор-43%.

33. Ходкость и маневренность лихтерных составов в речных условиях. - Судостроение, 1985, № 2, с.16-17 (Аснин Б.А., Федоров Е.П). Автор-43%.

34. Повышение пропульсивных характеристик речных судов с переменной осадкой. - Судостроение, 1991, № 1, с.10-12 (Горбачевым Ю.Н.). Автор-50%.

35. Проектирование скоростных катамаранов с подводными крыльями. - Судостроение, 2005, № 2, с.9-15 (Ляховицкий А.Г., Сахновский Э.Б.). Автор-25%.

36. Обоснование выбора расчетной глубины при проектировании движителей малотоннажных судов. Тезисы докладов 4-й Всесоюзной н/т конференции «Проблемы малотоннажного судостроения», октябрь 1981 г., Ленинград, «Судостроение», 1981, с.46-47 (Павленко В.Г.). Автор-20%.

37. Учет неравномерности поля скоростей для повышения эффективности эксплуатации речных судов. Тезисы докладов Всесоюзной н/т конференции, посвященной 125-летию со дня рождения академика А.Н. Крылова «Совершенствование средств и методов экспериментальной гидромеханики судна для развития научного прогресса в судостроении», Ленинград, «Судостроение», 1988, с.65 (Дмитриев М.В. и др.). Ав-тор-25%.

38. Улучшение пропульсивных характеристик речных судов, эксплуатируемых с различными осадками. Improvement of propulsive characteristics of river ships operated at different drafts. - 19th session of scientific and methodological seminar on ship hydrodynamics, Bulgarian ships hydrodynamics centre, 1990, p.43-1.. .43-8 (Белкин А.Б., Горбачев Ю.Н.). Автор-37,5%.

39. Экспериментальное исследование влияния формы туннельных кормовых обводов на пропульсивные качества мелкосидящих буксиров-толкачей с полными обводами корпуса. Доклады Всесоюзной н/т конференции, 18-20 сентября 1990 г, Калининград. НТО СП им. акад.А.Н. Крылова, Л, Судостроение, 1991, с.42-50 (Бавин В.Ф., Ляховицкий А.Г. и др.). Автор-20%.

40. Учет фактора безопасности при проектировании скоростных судов для прибрежного судоходства. Международная конференция "Безопасность водного транс-

порта", посвященная 300-летию Санкт-Петербурга, СПГУВК, Санкт-Петербург,2003, с.114-118 (Сахновским Э.Б.). Автор-50%.

41. Оценка ходкости традиционных и «гибридных» скоростных катамаранов. Труды VI Международной конференции «Анализ, прогнозирование и управление в сложных системах», СЗТУ, Санкт-Петербург, 2005, с.242-250 (Клавдиев A.A. и др.). Ав-тор-25%.

42. Оценка фактора безопасности при проектировании судов для прибрежного судоходства. Труды VI Международной научно-практической конференции молодых ученых, студентов и аспирантов «Анализ и прогнозирование систем управления», СЗТУ, Санкт-Петербург, 2005, с.205-215 (Клавдиев A.A. и др.). Автор-22%.

43. Туннельная корма речного судна. Авторское свидетельство на изобретение, № 704851 (в соавторстве с Краснер И.А.и др.).

44. Судно-лихтеровоз. Авторское свидетельство на изобретение, № 725946 (в соавторстве с Лениным Б.А., Андриевским М.И.).

45. Речное мелкосидящее судно. Авторское свидетельство на изобретение, №797945 (в соавторстве с Краснер И.А.).

46. Рулевое устройство судна. Авторское свидетельство на изобретение, №1011459 (в соавторстве с Тихомировым А.П., Келимом Б.И. и др.).

47. Мелкосидящее судно. Авторское свидетельство на изобретение, №1063692 (в соавторстве с Никитиным Г.С., Павленко В.Г.).

48. Движительно-рулевой комплекс судна. Авторское свидетельство на изобретение, №1164148 (в соавторстве с Пошерстниковым Г.С. и др.).

49. Туннельная корма речного судна. Авторское свидетельство на изобретение, №1276558 (в соавторстве с Никитиным Г.С. и др.).

50. Мелкосидящее судно. Авторское свидетельство на изобретение, №1291482 (в соавторстве с Горбачевым Ю.Н., Никитиным Г.С.)

51. Несамоходное судно. Авторское свидетельство на изобретение, №1321630 (в соавторстве с Никитиным Г.С.).

52. Приставка лихтера. Авторское свидетельство на изобретение, №1439025 (в соавторстве с Горбачевым Ю.Н., Лениным Б.А., Никитиным Г.С.).

53. Кормовая оконечность корпуса судна. Авторское свидетельство на изобретение, №1542846 (в соавторстве с Волошиным А.П., Вяткиным Б.Д.).

54. Туннельная корма судна. Авторское свидетельство на изобретение, №1627444 (в соавторстве с Горбачевым Ю.Н., Никитин Г.С. и др).

55. Кормовая оконечность судна. Авторское свидетельство на изобретение, №1698124 (в соавторстве с Горбачевым Ю.Н., Никитиным Г.С. и др.).

56. О закономерностях распределения глубин равнинных рек.- Труды НИИВТ «Гидромеханика судна и судовождение», вып. 152, 1980, с.7-20 (Павленко В.Г.). Автор-50%.

57. Опыт проектирования движителей речных судов. - В кн.: Вопросы гидродинамики, прочности и проектирования судов речного флота: Сборник научных Трудов ЛИВТ. Л., 1989, с.98-108 (Тихомиров A.A.). Автор-50%.

58. Оптимизация размерений грузовых судов с воздушной прослойкой на днище. В кн.: «Прочность и вибрация судов внутреннего плавания и вопросы их проектирования», Труды ГИИВТа, вып.251, 1990, с.123-132 (Горбачев Ю.Н., Иванов Е.А.). Ав-тор-20%.

59. Пропульсивный комплекс речных судов, предназначенных для эксплуатации с различной осадкой. Propu1 si onskompl ex der Flußschiffe, die für den Betrieb bei verschiedenem Tiefgang bestimmt sind. Binnenschiffahrt-ZfB - Nr.21 - November 1992, p.l 186-1191. (Горбачевым Ю.Н.). Автор-50%.

60. Методика расчета полного сопротивления двухвального судна с использованием многофакторЯшС регрессионного анализа. Сборник научных трудов «Гидромеханические и прочностные качества судов речного флота», С-Пб, СПГУВК, 1996,с.67-80. (Артюшков Л.С., Сахновский Э.Б.). Автор-37,5%.

61. Математические модели для оценки характеристик взаимодействия движителя с корпусом двухвального судна. Сборник научных трудов «Гидромеханические и прочностные качества судов речного флота», С-Пб, СПГУВК, 1996, с.81-95 (Артюшков Л.С., Сахновский Э.Б.). Автор-37,5%.

62. Оценка нагрузки масс скоростных катамаранов//Современные технологии в кораблестроительном образовании, науке и производстве: Материалы конференции, посвященной памяти В.М. Керичева. Нижний Новгород, 2002, с.110-117 (Сахновский Э.Б.). Автор-50%.

63. Экспериментальное исследование ходкости традиционных и «гибридных» скоростных катамаранов. Труды ННТУ, том 46, Нижний Новгород, 2004, с.30-39 (Сахновский Э.Б.). Автор-50%.

64. Методика оценки эффективности элементов гидродинамической разгрузки корпуса при проектировании скоростных катамаранов. Вестник НГАВТ., вып.8, Нижний Новгород, 2004, с.44-54 (Сахновский Э.Б.). Автор-55,5%.

ИЦ СПбГМТУ, Лоцманская, 10 Подписано в печать 19.10.2006. Зак. 3282. Тир. 100. 2,0 печ. л.

ВВЕДЕНИЕ

Перечень принятых обозначений и сокращений

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ПРОЕКТНОГО ОБОСНОВАНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СУДОВ С УЧЕТОМ ДОМИНИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ.

1.1. Общая характеристика и основные направления повышения эффективности судов внутреннего, смешанного и прибрежного плавания.

1.2. Влияние условий эксплуатации на выбор оптимальных характеристик подсистем «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов внутреннего и «смешанного» плавания.

1.3. Особенности обоснования проектных характеристик скоростных катамаранов с учетом факторов эксплуатации.

1.4. Анализ влияния характеристик доминирующей подсистемы «корпус двигатель-движитель» судна на режим его движения.

1.5. Постановка задачи проектного обоснования оптимальных элементов и характеристик судов с учетом доминирующих факторов эксплуатации.

2. МЕТОДОЛОГИЯ УЧЕТА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ ПРИ ПРОЕКТНОМ ОБОСНОВАНИИ СУДОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ.

2.1. Выбор расчетного режима при проектном обосновании оптимальных характеристик судов различных типов

2.2. Разработка математической модели распределения глубин судового хода на речном фарватере.

2.3. Методические вопросы учета волнения при проектном обосновании судов.

3. ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОДСИСТЕМЫ «КОРПУС-ДВИГАТЕЛЬ-ДВИЖИТЕЛЬ» РЕЧНЫХ СУДОВ.

3.1. Особенности соотношений главных размерений и формы обводов корпуса мелкосидящих речных судов.

3.2. Влияние условий эксплуатации на соотношения главных размерений и формы обводов оконечностей крупнотоннажных судов внутреннего и смешанного «река-море» плавания.

3.3. Разработка математической модели проектирования кормовой оконечности речных судов.

4. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ХОДОВЫХ КАЧЕСТВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТРАНСПОРТНЫХ РЕЧНЫХ СУДОВ.

4.1. Анализ влияния элементов корпуса, параметров кормы и факторов эксплуатации на вид математических моделей для расчета ходкости транспортных судов для малых и боковых рек.

4.2. Разработка математических моделей для оптимизации ходовых качеств крупнотоннажных грузовых судов внутреннего и смешанного «река-море» плавания.

4.3. Данные по дополнительному сопротивлению крупнотоннажных судов смешанного «река-море» плавания на волнении.

5. МЕТОДОЛОГИЯ ОБОСНОВАНИЯ ПРОЕКТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СКОРОСТНЫХ КАТАМАРАНОВ.

5.1. Математическая модель выбора основных проектных характеристик скоростных пассажирских и автомобильно-пассажирских катамаранов.

5.2. Уточнение нагрузки масс при проектном обосновании скоростных катамаранов.

5.3. Анализ ходовых и пропульсивных характеристик скоростных катамаранов различных типов.

5.4. Рекомендации по обоснованию эксплуатационно-экономических показателей скоростных катамаранов.

6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОГНОЗИРОВАНИЮ МОЩНОСТИ И ПАРАМЕТРОВ ВОЛНОВОГО ПОЛЯ СКОРОСТНЫХ КАТАМАРАНОВ.

6.1. Экспериментальное исследование ходкости скоростных катамаранов на тихой воде.

6.1.1. Исследование влияния соотношения главныхразмерений и горизонтального клиренса на сопротивление традиционных скоростных катамаранов (СК) с круглоскулыми обводами.

6.1.2. Исследование ходовых характеристик СКПК.

6.2. Исследование дополнительного сопротивления на волнении.

6.2.1. Сравнительная экспериментальная оценка дополнительного сопротивления СК и СКПК на волнении.

6.2.2. Исследование влияния характеристик корпуса на сопротивление катамаранов с остроскулыми обводами.

6.3. Математические модели для расчета ходкости скоростных катамаранов различных типов.

6.3.1. Алгоритм расчета сопротивления круглоскулых (СК) и волнопронзаю-щих (Т¥РС) скоростных катамаранов на тихой воде.

6.3.2. Алгоритм расчета сопротивления скоростных катамаранов с подводными крыльями. б. 3.3. Оценка дополнительного сопротивления и параметров качки скоростных катамаранов на волнении.

7. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ПОДСИСТЕМЫ «КОРПУС-ДВИГАТЕЛЬ-ДВИЖИТЕЛЬ» РЕЧНЫХ СУДОВ.

7.1. Алгоритм проектного обоснования оптимальных параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» мелкосидящих судов внутреннего плавания.

7.2. .Особенности алгоритма проектного обоснования оптимальных параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» крупнотоннажных судов внутреннего и смешанного «река-море» плавания.

7.3. Основные результаты оптимизации параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» речных судов.

7.3.1. Результаты оптимизации параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» судов для малых рек.

7.3.2. Результаты оптимизации движителей крупнотоннажных речных судов.

8. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ И РЕЗУЛЬТАТЫ ОПТИМИЗАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИК СКОРОСТНЫХ КАТАМАРАНОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ.

8.1. Алгоритм проектного обоснования оптимальных характеристик скоростных пассажирских катамаранов.

8.2. Особенности алгоритма проектного обоснования оптимальных характеристик скоростных автомобильно-пассажирских паромов-катамаранов.

8.3. Основные результаты проектного обоснования оптимальных характеристик пассажирских и автомобильно-пассажирских катамаранов.

Водный транспорт составляет важную часть транспортной системы России. Его эффективность тесно связана с уровнем показателей эффективности судов внутреннего, смешанного и прибрежного плавания. Задача повышения этих показателей за счет совершенствования проектных характеристик судов, за счет их оптимизации и улучшения структуры всего процесса проектирования является актуальной проблемой.

С 1999-2001 гг. на внутренних водных путях России после многолетнего спада наметился рост грузовых и пассажирских перевозок. За этот период грузовые перевозки возросли на 26%, а пассажирские - на 26,4 %. Наметились тенденции нового проектирования и строительства судов внутреннего, смешанного и прибрежного плавания в которых прослеживаются новые подходы к созданию судов этих типов [70].

Эти тенденции связаны с решением следующих аспектов общей проблемы:

- с физическим и моральным износом основных типов судов внутреннего плавания и необходимостью их замены путем создания новых проектов;

- выходом новых нормативных документов и Правил Российских Речного Регистра и Морского Регистра судоходства и необходимостью внедрения их положений на проектируемых судах;

- резким повышением затрат на горюче-смазочные материалы и необходимостью более тщательной оптимизации вопросов проектного исследования ходкости;

- возможностью и необходимостью повышения класса Регистра и грузоподъемности эксплуатирующихся судов путем их дооборудования, обновления (реновации) корпусов и механизмов, создания новых судов с использованием элементов и отдельных конструкций старых судов; в этой части необходима разработка новых проектных методик.

Замена старых судов новыми, а также различные способы продления жизненного цикла эксплуатирующихся судов выдвигают, в качестве одного из важнейших, учет будущих условий эксплуатации при оптимизационном обосновании характеристик судов этих типов и доминирующих подсистем, а также при учете, в этих же целях, опыта прошедшей эксплуатации.

Это объясняется следующими причинами:

- недоучет, при проектном обосновании оптимальных характеристик новых и модернизируемых судов, будущих условий эксплуатации, как показывает практика их эксплуатации, зачастую приводит к созданию судна с не оптимальными главными элементами;

- при недоучете влияния мелководья, стесненности габаритов судового хода, волнения происходит скрытое завышение ожидаемых эксплуатационно-экономические показателей судов, следствием чего является повышенный расход топлива и меньшая средняя скорость движения в реальных условиях эксплуатации;

- оптимизация комплекса составных частей доминирующей подсистемы «корпус-двигатель-движитель» без учета будущих условий эксплуатации в натурных условиях, приводит к перегрузке главных двигателей, перерасходу топлива, необходимости корректировки параметров движителей или их срочной переделки;

- рост требований природоохранных организаций к экологической безопасности судоходства на внутренних водных путях и в прибрежном судоходстве, привел к необходимости учитывать при создании проектов новых и при модернизации эксплуатирующихся судов влияние волнового поля, создаваемого движущимся судном (особенно, скоростным) на ложе фарватера, береговую линию, гидротехнические сооружения и проходящие суда и катера.

Все вышесказанное требует совершенствования методов и способов проектного обоснования вновь проектируемых и модернизируемых судов. Сложность решения этих вопросов связана с разнотипностью рассматриваемых судов, многообразием форм обводов корпуса и типов движителей, а также различными эксплуатационными ограничениями, оказывающими влияние на характеристики судов. В то же время, исследуемые суда функционально объединяются необходимостью преодоления существенных эксплуатационных ограничений и поиском компенсирующих факторов, позволяющих создавать суда с оптимальными (для объективно ограниченных условий) элементами и характеристиками. Особое место в решении вопросов повышения эксплуатационно-экономических показателей судов занимает комплекс доминирующих подсистем «корпус-двигатель-движитель».

Совершенствование методов проектного обоснования судов актуально по нескольким причинам [192].

Первая причина связана с общим совершенствованием методической и нормативной базы методов проектного обоснования, то есть с разработкой на уровне мировых требований новых методик по различным типам судов и их отдельным подсистемам и корректировкой Правил контролирующих организаций.

Вторая - с расширением направлений использования проектного обоснования судов, что проявляется в тенденциях применения проектных методов не только при проектном обосновании новых судов, но и при их модернизации и разработке проектных рекомендаций по оптимальным режимам эксплуатации судов.

Третья - с необходимостью усложнения методов проектного обоснования за счет более четкого учета эксплуатационных факторов при выборе оптимальных характеристик судов и их отдельных подсистем.

С учетом этого на рис. В1 представлена возможная структурная модель функционирования методов проектного обоснования судов различных типов с учетом доминирующих факторов эксплуатации. Особенностью структурной модели является возможность ее корректировки при изменении исследуемых типов судов, способов их модернизации и эксплуатации, а также расширения номенклатуры доминирующих факторов эксплуатации.

В настоящей работе рассматриваются вопросы методологии проектного обоснования новых и модернизируемых типов судов внутреннего, смешанного и прибрежного плавания с учетом доминирующих факторов эксплуатации. При этом основное внимание уделяется выбору оптимальных решений по характеристикам судов и их подсистем на базе экономических критериев. Существенное внимание уделяется исследованию и внедрению прогрессивных технических решений, направленных на повышение скоростей, на совершенствование элементов совокупности подсистем «корпус-двигатель-движитель» судов различных типов, позво

КОМПОНОВКА ПОМЕЩЕНИЙ И ФОРМА КОРПУСА

КОМПОНОВКА НАДСТРОЕК И КАЮТ ЭКИПАЖА размещение и характеристики энергетической установки и электрооборудования

СОСТАВ И РАЗМЕЩЕНИЕ СУДОВЫХ СИСТЕМ

СОСТАВ И РАЗМЕЩЕНИЕ СУДОВЫХ УСТРОЙСТВ ляющих снизить потребление топлива при будущей эксплуатации судна, на повышение уровня безопасности в сложных морских условиях.

В последние годы на внутреннем водном транспорте стали внедряться суда с новыми конструкциями, включающими новые элементы корпуса и пропульсив-ного комплекса. При этом, учитывая различные условия эксплуатации судов, для них характерны следующие конструктивные решения системы «корпус-двигатель-движител ь»:

- на судах для малых и боковых рек, таких как реки Дон, Томь, Вычегда, В ах, Катунь, Надым и другие, используются ложкообразные или санные носовые обводы и туннельные кормовые обводы в сочетании с двумя открытыми гребными винтами или винтами в насадках диамет-Рис. В1. Блок-схема совместного функционирования основйых подсистем ром от 0.6 до 1.2 м, рулевыми комплек-судна и характеристик его эксплуатационнонавигационных качеств при проектировании сами повышенной эффективности (двой-новых судов. ные рули, тройные рули, рули с управляемыми закрылками, поворотными насадками, П-образными насадками др.);

- на судах для магистральных рек типа Волги, Енисея, Амура, Иртыша и других используются ложкообразные, У-образные и и-образные носовые обводы в сочетании с ложкообразными, эллиптическими и санными обводами кормовой оконечности, приспособленными для размещения двух открытых гребных винтов или винтов в насадках диаметром от 1,2 до 1.8 м и рулевых комплексов с одинарными или двойными рулями или поворотными насадками;

СОСТАВ И РАЗМЕЩЕНИЕ ДВИЖИ-ТЕЛЬНО-РУЛЕВОГО КОМПЛЕКСА

СОСТАВ И РАЗМЕЩЕНИЕ РАДИОНАВИГАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

1 г

9 ГЛАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ СУДНА

10 НАГРУЗКА МАСС И УДИФФЕРЕНТОВКА СУДНА

11 ПРОЧНОСТЬ

12 ВМЕСТИМОСТЬ

13 НАДВОДНЫЙ БОРТ ОСТОЙЧИВОСТЬ НЕПОТОПЛЯЕМОСТЬ

4

14 ХОДКОСТЬ МОРЕХОДНОСТЬ МАНЕВРЕННОСТЬ

15 ЭКСПЛУАТАЦИОННО ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

- на судах смешанного река-море плавания используются У-образные, XI-образные и бульбообразные носовые обводы в сочетании с ложкообразными, санными или крейсерскими кормовыми оконечностями, приспособленными для размещения двух или одного открытого гребного винта диаметром 1,6 до 2,6 м (реже винта в насадке) с рулем или винто-рулевовых колонок;

- на пассажирских судах прибрежного плавания используются У-образные, Ц-образные носовые обводы в сочетании с крейсерской, ложкообразной кормой для размещения открытых гребных винтов или транцевой кормы для размещения водометных движителей.

В последние годы во всем мире в качестве судов прибрежного плавания расширяется также применение многокорпусных судов. Среди них наибольшее распространение получили скоростные катамараны.

Работы по созданию скоростных катамаранов ведутся в Австралии, Норвегии, Японии, Великобритании, США, России и других [250]. Все это, наряду с совершенствованием методов проектного обоснования водоизмещающих судов, делает актуальным обобщение опыта проектирования и оценку достигнутого уровня проектирования скоростных катамаранов внутреннего и прибрежного плавания различных архитектурно-конструктивных типов, которые используются, в основном, в качестве пассажирских и автомобильно-пассажирских паромов [58, 88-91, 274, 276, 277].

Предметом диссертационного исследования являются методы, способы и методики проектирования водоизмещающих судов внутреннего и смешанного «река-море» плавания водоизмещением от 100 до 8000 т и скоростных катамаранов внутреннего и прибрежного плавания водоизмещением от 20 до 2500 т.

Целью исследования является совершенствование методов проектного обоснования оптимальных элементов (главных размерений и основных характеристик) всех перечисленных судов, в том числе с особой глубиной скоростных пассажирских и автомобильно-пассажирских катамаранов различных типов, а также обоснования оптимальных параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов внутреннего и смешанного «река-море» плавания с учетом влияния доминирующих факторов эксплуатации.

Поставленная задача решается с использованием методов общепроектного анализа, математической статистики, теоретических и экспериментальных исследований, а также методов оптимизации основных элементов судов и их подсистем.

Теоретической базой исследования являются труды отечественных и зарубежных ученых в области проектирования и оптимизации водоизмещающих и скоростных судов, а также ходкости и мореходности судов этих типов. По общей теории проектирования и оптимизации важны работы В.В. Ашика, A.B. Бронникова, В.М. Пашина, Ю.И. Нечаева. В области проектирования и обоснования характеристик-водоизмещающих и скоростных судов и их отдельных подсистем необходимо отметить большой вклад А.И. Гайковича, Ю.Н. Горбачева, Г.Ф. Демешко, H.A. Ефремова, И.Г. Захарова, Н.К. Дормидонтова, С.И. Логачева, В.И. Любимова, Н.В. Никитина, В.И. Поспелова, В.Н. Разуваева, Е.П. Роннова, Г.В. Савинова, А.Н. Суслова, В.Б. Фирсова, П.А. Шауба. В области ходкости, мореходности и управляемости водоизмещающих судов и скоростных катамаранов большую роль сыграли работы М.Я. Алферьева, В.Н. Аносова, Э.А. Афромеева, А.Ш. Ачкинадзе, A.M. Васина, Р.В. Борисова, А.Д. Гофмана, В.А. Дубровского, В.И. Зайкова, А.Г. Ляховиц-кого, В.Г. Павленко, A.B. Пустошного, К.В. Рождественского, A.A. Русецкого, В.П. Соколова, L.J. Doctors, K.G. Hoppe, Т. Karayannis, A.F. Molland, G. Migeotte. В области конструкции корпуса необходимо отметить труды Г.В. Бойцова, Г.В. Егорова, О.М. Палия, В.А. Постнова, A.A. Родионова.

Диссертационная работа в наибольшей степени посвящена решению «внутренней» проблемы проектирования судов, а именно оптимизации основных элементов прибрежных и речных судов, скоростных катамаранов и локальной оптимизации параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих речных судов и судов смешанного плавания.

Основные проблемы и этапы исследования:

• Анализ влияния условий и схем эксплуатации флота на проектные характеристики судов и основные направления их совершенствования.

• Постановка проблемы проектного обоснования оптимальных элементов и характеристик судов с учетом доминирующих факторов эксплуатации.

• Исследование методологических вопросов учета доминирующих факторов эксплуатации при проектном обосновании судов различных типов.

• Анализ влияния доминирующих факторов эксплуатации на соотношения главных размерений и форму обводов корпуса судов внутреннего и смешанного плавания.

• Разработка алгоритма проектного обоснования и анализ результатов оптимизации параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» речных судов с учетом доминирующих факторов эксплуатации.

• Анализ точности и разработка методических принципов прогнозирования параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» судов внутреннего и смешанного плавания.

• Анализ влияния характеристик доминирующей подсистемы «корпус-двигатель-движитель» скоростного судна на режим его движения.

• Систематизация и статистический анализ проектных и пропульсивных характеристик скоростных катамаранов различных типов.

• Проектное моделирование ходкости скоростных катамаранов и разработка рекомендаций по расчету мощности и по оценке волнового поля.

• Анализ нагрузки масс СК и разработка метода ее учета при проектировании.

• Разработка алгоритмов проектного обоснования и анализ результатов оптимизации характеристик скоростных катамаранов различных типов.

Методы исследования.

Решение рассмотренных в диссертации задач осуществлялось с использованием:

• Методов оптимизации проектных характеристик судов.

• Методов статистического и многофакторного регрессионного анализа.

• Математического моделирования движения водоизмещающих судов и скоростных катамаранов.

• Физического моделирования буксировочного сопротивления водоизмещающих речных судов и скоростных катамаранов различных типов путем проведения модельных испытаний в опытовом бассейне.

• Материалов натурных испытаний водоизмещающих речных судов и скоростных катамаранов.

Научная новизна и теоретическая значимость.

В диссертации разработана применительно к современным экономическим условиям общая методология проектного обоснования судов внутреннего, прибрежного и смешанного плавания, в том числе, скоростных катамаранов различных типов. По новому решается проблема оптимизации подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов внутреннего и смешанного плавания. Это является полезным вкладом в решение научной проблемы совершенствования теории проектирования судов. Новые научно-технические и технологические решения и результаты, полученные в диссертации, включают:

• Методологию проектного обоснования наиболее важных характеристик и элементов судов речного, смешанного и прибрежного плавания.

• Методики оптимизации основных элементов и характеристик однокорпус-ных судов и скоростных пассажирских и автомобильно-пассажирских катамаранов с учетом доминирующих факторов эксплуатации и ограничений по высоте отходящей волны.

• Логико-математические модели выбора главных размерений однокорпусных судов и скоростных катамаранов различных типов.

• Методику выбора расчетного режима для проектного обоснования судов и их подсистем.

• Методики оптимизации параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов внутреннего и смешанного плавания с учетом доминирующих факторов эксплуатации.

• Регрессионные математические модели для расчета сопротивления и мощности главных двигателей грузовых водоизмещающих судов различных типов.

• Регрессионные математические модели для расчета сопротивления и мощности главных двигателей скоростных катамаранов различных типов.

• Способы переоборудования и обоснования возможности эксплуатации судов пр. Р168К, 326, 326.1, Фин. 1000/800 при перевозке лесных грузов с открытыми люковыми крышками, повышения грузоподъемности и переклассификации основных типов грузовых судов внутреннего и смешанного плавания типа «Сормовский», «Ладога», «Сибирский», «Волго-Дон», «Волжский», «Окский» и др) и барже-буксирных составов, включающих буксиры пр. Р 14А, РЗЗБ, Р153, 758АМ, 428 и баржи пр.81100, 16800, Р171, 81540 и др.

• Способы переоборудования судов с использованием элементов сухогрузных судов-доноров пр.276 и 912В, реализованные при создании нефтеналивных судов «Циклон», «СТ-17», «СТ-18».

Практическая ценность диссертационной работы заключается в разработке и практическом применении:

• Методики выбора главных размерений, нагрузки масс и пропульсивных характеристик однокорпусных судов и скоростных катамаранов; для катамаранов рассмотрены обводы традиционного типа, с бульбообразным носом, «волнопронзающих», в т.ч. - для всех указанных типов с гидродинамической разгрузкой корпуса подводными крыльями.

• Методики оптимизации параметров комплекса подсистем «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов внутреннего и смешанного плавания с учетом влияния эксплуатационных факторов.

• Разработке новых конструкций подсистем «корпус-двигатель-движитель» для водоизмещающих речных судов, обладающих повышенным пропульсив-ным коэффициентом и позволяющим снизить затраты мощности.

• Методики определения сопротивления и мощности двигателей водоизмещающих судов внутреннего, смешанного и прибрежного плавания, в том числе и скоростных катамаранов.

• Основных методик, методов и способов для решения учебных и практических задач повышения эффективности судов новой постройки и модернизируемых судов в проектных и эксплуатационных организациях.

Реализация результатов работы:

Результаты, полученные в диссертационной работе, использованы:

• При обосновании проектных характеристик подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов пр.Р168, Р168Н-СП, 81365, 81110,

81170, 81173НМ, 81510, Р162 и скоростных катамаранов пр.Р104 «А.Угловский», пр.16220 «Экопатруль-1», пр.82060, пр.15220 «Далена», пр.23107Э.1 «Россия», спроектированных в ОАО «Инженерный Центр Судостроения» в период 1975.2005 г.г.

• При выполнении научно-исследовательских тем по планам НИР Минречфло-та в СПГУВК и ОАО «Инженерный Центр Судостроения» в период 1975.2005 г.г;

• В учебном процессе в СПГУВК, СПбГМТУ и ВГАВТ при выполнении курсовых работ и дипломных проектов по судам различного назначения (грузовым, пассажирским и буксирам для малых и магистральных рек, скоростным однокорпусным и двухкорпусным судам).

• В конструкторских организациях «Спецсудопроект» и «Пассат» при создании пассажирского т/х «Феникс» пр.36060, грузового теплохода «СТ-1352» пр. Р168М-пр/К-ПГ, буксира-кантовщика «Флагман»; модернизации сухогрузных судов пр. 276 и 912В в нефтеналивные суда «Циклон», «СТ-17», «СТ-18» и других; переклассификации буксиров пр. Р14, 758, Р153, 428, переклассификации и повышении грузоподъемности грузовых теплоходов (типа «СТК» пр.326.1, типа «Окский» пр. Р97, типа «Беломорский» пр. Фин.1000/800, типа «Сормовский» пр.488АМ, типа «Сибирский» пр.0225 и 292, типа «Ладога» пр.285 и других).

• В ОАО «Волга-Нева» при переклассификации и повышении грузоподъемности, а также обоснования оптимальных параметров движителей судов смешанного плавания.

• В ОАО «Северное речное пароходство» при переклассификации и повышении пропульсиных характеристик барже-буксирных составов смешанного «река-море» плавания (буксиры РЗЗБ с баржами пр. Р171 и 81540);

• В ОАО «Бельское речное пароходство» при повышении грузоподъемности речных судов пр. 21-88 и обосновании возможности эксплуатации грузовых судов пр. Р 168К с открытыми люковыми крышками на Сайменской линии.

• В ОАО «Инкотек» при разработке рекомендаций по безопасной транспортировке барже-буксирными составами тяжеловесного негабаритного оборудования для комбината «Киришнефть».

Достоверность научных результатов определяется:

• Использованием современных положений физики и математики, теории проектирования судов и методов оптимизации проектных характеристик водо-измещающих и скоростных судов.

• Корректным использованием методов статистического анализа.

• Проведением экспериментальных исследований моделей водоизмещающих грузовых и пассажирских судов на тихой воде, мелководье и волнении в опы-товых бассейнах СПГУВК и СПбГМТУ и обобщением результатов модельных и натурных испытаний, выполненных различными проектными и судостроительными организациями.

• Успешной многолетней эксплуатацией судов, в научном обосновании и проектировании которых диссертант принимал участие.

• Совпадением результатов оптимизации параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» с результатами натурных испытаний судов.

• Совпадением результатов оптимизации характеристик скоростных катамаранов, рассчитанных с использованием предлагаемых методик, с типичными параметрами построенных судов.

Апробация работы:

Основные результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку:

• На конференциях профессорско-преподавательского состава СПГУВК, Санкт-Петербург, 1976.1980, 1989 г.г.

• На 24 Всесоюзной конференции, НТО СП им. акад. А.Н. Крылова, Л., 1975 г.

• На Всесоюзном научно-техническом симпозиуме по вопросам повышения пропульсивных качеств и эксплуатационных характеристик отечественных перспективных судов (Крыловские чтения 1978 г.).

• На 4-ой Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы малотоннажного судостроения» НТО СП им. акад. А.Н. Крылова, Л, 1981.

• На Всесоюзной н/т конференции, НТО СП им. акад.А.Н. Крылова, Калининград , 1990 г.

• На Третьей научно-технической конференции «Алферьевские чтения», ГИ-ИВТ, Нижний Новгород, 1990 г.

• На 19 сессии научно-методического семинара по гидродинамике судна. Болгарский институт гидродинамики судна, Варна, 1990 г.

• На Всероссийской научно-технической конференции "Современные технологии в кораблестроительном образовании, науке и производстве, посвященной памяти профессора В.М.Керичева, Нижегородский Государственный технический университет, Нижний Новгород, 2002 г.

• На Международной научно-практической конференции, посвященной 300-летию СПб "Безопасность водного транспорта", СПГУВК, Санкт-Петербург, 2003 г.

• На VI Международной конференции «Анализ, прогнозирование и управление в сложных системах», СЗТУ, Санкт-Петербург, 2005 г.

• На конференции профессорско-преподавательского состава СПбГМТУ, Санкт-Петербург, 2005 г.

• На конференции профессорско-преподавательского состава НГАВТ, Нижний Новгород, 2005 г.

• На конференции профессорско-преподавательского состава СЗТУ, Санкт-Петербург, 2006 г.

• На Международном научно-техническом семинаре «Исследование, проектирование и техническая эксплуатация судовых ДВС», СПбГМТУ, Санкт-Петербург, 2006 г.

Публикации:

Основное содержание диссертации отражено в 64 публикациях, из которых 26 являются персональными публикациями автора, а 38 выполнены в соавторстве. Из публикаций одна является монографией, а три - разделами в монографиях. В изданиях, рекомендованных ВАК РФ (журналы «Судостроение», «Морской вестник», «Речной транспорт»), имеется 12 публикаций, а также приравненных к ним - 23 публикации (в том числе 13 авторских свидетельств на изобретения и 10 материалов международных и всесоюзных конференций).

Структура и объем работы:

Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, библиографического списка и приложений.

8.3. Основные результаты проектного обоснования оптимальных характеристик пассажирских и автомобильно-пассажирских катамаранов

На первом этапе численного эксперимента по проектному обоснованию оптимальных характеристик скоростных катамаранов различных типов была выполнена проверка адекватности разработанного алгоритма опытным данным по построенным судам.

В составе первого этапа численного эксперимента производился расчет параметров построенных скоростных катамаранов различных типов (СК, СКПК, ВС и \¥РС) и выполнено сравнение расчетных значений элементов и характеристик судов с данными по построенным судам. Для выполнения расчета по каждому исследуемому судну в качестве исходных данных принимались следующие соотношения главных размерений, характеристик судна и характеристики условий эксплуатации: Ьнб/Виб, В}/Т, Кразг, vs, И3оА, При этом значения варьируемых параметров Ьнб/Виб, В]/Т, Кразг выбирались таким образом, чтобы для катамаранов типов СК, ВС и WPC обеспечивалось выполнение условия N£aC4 = ^«(всм-о ? а для катамаранов типа СКПК - N£ac4 = N™nK. Здесь N£ac" - расчетное значение суммарной мощности главных двигателей; м^ж^к^кто Суммарная мощность главных двигателей натурного судна.

Результаты расчета по исследуемым скоростным катамаранам приведены в в табл. 8.1 и на рис.8.13. Характеристики натурных судов приняты по данным Приложений 1-3. В табл.8.1 дополнительно приведены, полученные расчетом, стоимости постройки рассматриваемых скоростных катамаранов, а также расчетные параметры крыльевых устройств, которые обеспечивают СКПК заданные ходовые качества. На рис. 8.13 представлены результаты проверки адекватности алгоритма опытным данным.

Данные по 9 построенным скоростным пассажирским и автомобильно-пассажирским катамаранам показывают, что модуль среднего, по 9 расчетным элементам и характеристикам судов (Ьнб, Вн6, L, Т, Д В¡, Д DW, N/), отклонения от построечных данных Дср, изменяется от 3,6 до 6,6 %, что вполне достаточно для обоснования характеристик судов на начальных стадиях проектирования.

Ш Namdatingen (CK)

Whaling City Express (CK) Крымская Стрела (CK)

Seagul 400 (СКПК)

Xiang Zhen (СКПК)

В Dodekanisos Express (ВС)

Highspeed 4 (ВС) @ I neat 86 (WPC) meat 96 (WPC)

Рис.8.13. Результаты тестирования программы для обоснования проектных характеристик скоростных катамаранов.

В качестве одного из примеров, использованных при тестировании программы, на рис. 8.14 приведены результаты расчетов срока окупаемости капитальных вложений Ток при варьировании независимых переменных Lh(/Bh6, и В ¡/Г для исходных

Результаты оценки колеблемости данных расчета п0"1грограмме «Оптимизация элементов катамаранов» ^ Таблица 8.1

Проектные Название, тип и страна-ст )оитель катамарана

Характеристики «Namdatingen» Норвегия, 1нрус (СК), 1990 г.] '«Whaling City Express», США, 2 яруса, (СК), 2004 г. «Крымская стрела», Норвегия, 1,5 яруса, (СК), 1990 г. «!5еаёи1 400» Италия 1,5 яруса, (СКПК), 1993 г. «^иаПЁ 2Ьеп» Австралия 1,$ яруса, (СКПК), 1997 г. «Dodekanisos Express», Греция, 1,5 яруса, (ВС), 2005 г. *«Н(£Ь$рее£) 4» Австралия, 2,5 яруса, (ВС), 2000 г. «1пса(86» Австралия, 1 ярус (\УРС), 1997 г. «1пса196» Австралия, 1 ярус, (\VPCI, 1998 г.

Пассажировместимость,п„, чел. Полезная нагрузка, Р„„л, т 96 192 298 354 430 30,4 284 278 354

Скорость, уз. 30 29 33 32 41 22 40,5 44 38

Дальность плавания, Я, миль 340 200 380 200 200 300 400 300 1200

Высота волнения, А м 1,5 2,0 2,5 1,5 3,0 2,0 5,0 5,0 5,0

Погрешность расчета, %

Наибольшая длина, Ьнй -5,3 -12 0 -2,9 -8,3 +4,6 +0,5 +3,2 +6,1

Наибольшая ширина судна, Внб -6,6 -2,4 +11,3 -3,7 -8,0 +4,7 +2,1 -6,2 +1,9

Длина судна по ватерлинию, Ь -2,0 -6,9 -3,0 0 -7,7 +5,1 +0,5 +5,4 +6,6

Ширина корпуса, В] +1,6 -13,6 +12,6 - 0 +6,7 +10,2 +3,0 +6,7

Осадка, Т -13,0 -2,6 -8,6 +3,7 +5,6 +8,1 -9,0 -2,0 -12,0

Высота борта, Н -16,0 -13,2 -2,0 - +1,7 +7,7 -5,5 +5,6 +3,3

Суммарная мощность, Л^ -2,0 + 1,0 +3,0 -6,3 +2,2 + 1,8 -1,5 -2,0 +2,3

Дедвейт судна, DW 0 +3,6 -1,5 +6,9 0 -1,2 +2,0 +0,5 +0,5

Водоизмещение судна, О +2,8 -4,7 -3,1 +1,8 +0,9 0 -1,2 +15,3 +4,8

Модуль средней колеблемости расчетных характеристик, Дер, % 5,5 6,6 5,0 3,6 3,8 4,4 3,6 4,8 4,9

Расчетные значения стоимости судна и параметров крыльевого устройства

Стоимость судна, млн. $ 2,70 3,00 4,35 4,17 5.50 2,84 63,0 60,0 73,0

Параметр эффективности крыльевого устройства, А Крыльевое устройство отсутствует 4,64 5,84 Крыльевое устройство отсутствует Т-образное стабилизирующее поворотное крыльевое устройство

Площадь подвод, крыльев, Бпк, м 11,57 18,43

Относительная площадь подвод-ных крыльев, 5=5пк/(0/у)2Л 0,38 0,46

Тип крыльевого устройства, установленного на натурном судне Носовое управляемое ПК Поворотное Т-образное КУ между корпусами + транцевые упр. плиты ю -J К) данных (пп=280 чел., па=9 шт., vs =22 уз., Rra=300 миль, Rn=100 миль), соответствующих греческому скоростному катамарану типа ВС «Dodekanisos Express» мощностью 3200 кВт (см. табл. 8.1).

В табл.8.2 приведены исходные данные и результаты расчета характеристик катамарана при жестко заданных соотношениях Ьнб/Внб=3,49 и В]/Т=1,62, соответствующих натурному судну.

Далее при тех же исходных данных были выполнены оптимизационные расчеты для следующих диапазонов изменения варьируемых параметров: 2,5<Ьнб/Внб<4,0 и l,5<Bi/T<3,0, которые приведены на рис.8.14.

Анализ рис.8.14 показывает, что независимые переменные оказывают различное влияние на срок окупаемости капитальных вложений Ток. При изменении отношения длины к ширине судна в диапазоне 2,5<Ьнб/Внб<3,5 и Bi/T = const происходит интенсивное снижение Ток, что связано с уменьшением сопротивления воды движению судна, при увеличении относительного удлинения корпусов катамарана Lh6/Bi. При Ьнб/Внб>3,5 снижение Ток происходит менее интенсивно и на зависимостях T0K=f(LH6/BH6) наблюдаются минимумы при всех В]/Т = const.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В результате исследования автором получен ряд методологических выводов. В первом разделе установлено:

1. Методы проектного обоснования основных элементов и характеристик во-доизмещающих судов внутреннего и смешанного плавания требуют обновления и совершенствования, разработки новых инженерных методик. Эти методы должны позволять при проектировании судов определять рациональные проектные компоновки, главные размерения и другие проектные характеристики и элементы, в том числе, и с учетом оптимизации применительно к будущим условиям эксплуатации (габаритам судового хода, переменности глубины, наличия гидротехнических сооружения, волнения и т.д).

2. Вопросы проектного обоснования оптимальных параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов внутреннего и смешанного плавания, с целью минимизации энерговооруженности судов, особенно важны и должны решаться как с применением общепроектных методов и учетом будущих условий эксплуатации, так и с позиций конкретных разделов теории и строительной механики корабля на основе методик, адаптированных к решению обратных задач теории проектирования судов.

3. При проектном обосновании оптимальных элементов и характеристик такой специфической группы судов, как скоростные катамараны, также не в должной мере учитывается влияние доминирующих факторов эксплуатации, таких как мелководье, морское волнение и параметры отходящей волны.

4. Скоростной эксплуатационный режим судна оказывает существенное влияние на выбор соотношений главных размерений, характеристик формы корпуса, относительных показателей сопротивления, мощности и др. Анализ скоростного режима является определяющим для скоростных судов, использующих дополнительные элементы разгрузки корпуса. Автором получены зависимости для оценки эффективности элементов динамической.

5. Проектное обоснование элементов судов рассмотренного типа и их корпуса, двигателя и движителя должно выполняться с учетом доминирующих факторов эксплуатации. Это потребует применения выполненного в диссертации комплекса исследований по выявлению закономерностей влияния мелководья, волнения и параметров отходящей волны на выбор оптимальных элементов и характеристик судов. По результатам таких исследований выполнена разработка методики оптимизации судов, последовательно учитывающей эксплуатационные факторы.

По материалам второго раздела получены следующие выводы и результаты:

1. Выбор расчетного режима эксплуатации оказывает влияние на оптимальные характеристики судна и его доминирующих подсистем. При проектном обосновании элементов и параметров доминирующих подсистем судов различных типов целесообразно:

- для судов транспортного флота внутреннего плавания в качестве расчетного режима рекомендуется принимать эксплуатацию судна с наиболее вероятной осадкой (загрузкой) в течение навигации и использованием полной эксплуатационной мощности энергетической установки на трассе с заданными средними габаритами судового хода (с их оценкой по математическим ожиданиям). В качестве доминирующего фактора эксплуатации необходимо принимать глубину судового хода (см. далее п.2);

- для судов транспортного флота смешанного и прибрежного плавания в качестве расчетного режима рекомендуется принимать эксплуатацию судна с наиболее вероятной осадкой (загрузкой) в течение навигации и использованием полной эксплуатационной мощности энергетической установки на глубокой воде. В качестве доминирующего фактора эксплуатации необходимо принимать ветро-волновой режим эксплуатации (см. далее п.З);

- расчетный режим для проектного обоснования буксиров-толкачей зависит от габаритов и массы транспортируемого состава и требует технико-экономического обоснования применительно к конкретному бассейну эксплуатации. В качестве примера подобного обоснования в разделе 7 приведены результаты оптимизации подсистемы «корпус-двигатель-движитель» буксира-толкача пр.81170.

2. При разработке логико-математических моделей оптимизации судов и их подсистем, для которых определяющим является эксплуатация на фарватере переменной глубины с относительной расчетной глубиной судового хода Ь.р/Т<4.0, рекомендуется в составе алгоритма использовать математическую модель распределения глубин судового хода, разработанную в п.2.2. Модель может быть использована в двух режимах эксплуатации алгоритма:

- при необходимости определения интегральных характеристик ходкости и эксплуатационно-экономических показателей судна глубина судового хода принимается равной 11рИ определяется по зависимостям (2.21) и (2.22);

- при необходимости определения характеристик ходкости и эксплуатационно-экономических показателей судна на произвольной глубине судового хода трассы переменной глубины последняя определяется по зависимости (2.15), близкой к гамма-распределению случайной величины.

Для возможности построения алгоритма оптимизации автором разработаны математические модели, учитывающие влияние элементов корпуса и глубины судового хода Ь; на сопротивление и коэффициенты взаимодействия движителей с корпусом судна. Результаты разработки указанных математических моделей приведены для судов внутреннего и смешанного «река-море» плавания в разделе 4.

3. При разработке логико-математических моделей оптимизации судов и их подсистем, для которых определяющим является эксплуатация в смешанном «река-море» и морском плавании с относительной расчетной глубиной судового хода

11р/Т>4.0, рекомендуется в составе алгоритма использовать математическую модель распределения ветрового волнения, рассмотренную в п.2.3. Модель может быть использована в двух режимах эксплуатации алгоритма:

- при необходимости определения интегральных характеристик ходкости и эксплуатационно-экономических показателей судна величина ветрового волнения принимается равной математическому ожиданию высоты волнения 3% обеспеченности, распределение которого близко к закону Рэлея.

- при необходимости определения характеристик ходкости и эксплуатационно-экономических показателей судна при произвольной высоте волнения 3% обеспеченности Ьдаь значение последней определяется по зависимости, описывающей распределение случайной величины по закону Рэлея.

Для возможности построения алгоритма оптимизации автором разработаны математические модели, учитывающие влияние элементов корпуса и характеристик волнения на сопротивление судна. Результаты разработки математических моделей для определения дополнительного сопротивления на волнении приведены в разделе 4 - для судов смешанного плавания и в разделе 6 - для скоростных катамаранов различных типов.

4. Волнообразование от судов оказывает особенно сильное отрицательное воздействие на берега и ложе рек при движении судов со скоростями, близкими к докритическим и критическим. Эти скорости характерны для речных судов, эксплуатирующихся на мелководном фарватере (суда на малых реках, крупнотоннажные суда на боковых реках и каналах, скоростные пассажирские суда на мелководье, автомобильно-пассажирские паромы на ограниченном морском фарватере и т.д.). В процессе проектного обоснования характеристик новых судов целесообразно в качестве проектного ограничения, ввести максимально допустимую высоту отходящей волны. Это позволит на стадии проектирования исключить из рассмотрения варианты судов, не удовлетворяющих требованиям экологической безопасности. Для разработки рекомендаций по оценке высоты отходящей волны от судов различных типов проведена систематизация выполненных исследований и поставлен специальный модельный эксперимент по исследованию влияния элементов корпуса и скоростного режима движения на высоту волны, генерируемой движущимся судном. Результаты разработки математической модели высоты волны, генерируемой судном, выполненные автором на основании специального модельного эксперимента, приведены в Приложении 15.

В третьем раздела получены следующие выводы:

1. Соотношения главных размерений и форма обводов кормовой оконечности (особенно, туннельного типа) речных судов оказывают более сильное влияние на сопротивление воды движению судна и характеристики взаимодействия движителей с корпусом судна, чем это наблюдается у морских судов. Это влияние по-разному проявляется в переменных условиях эксплуатации и должно конкретно учитываться при проектном обосновании судов.

2. Автором показано, что используемые в прежних методиках способы проектного обоснования не в полной мере позволяют учитывать влияние характеристик корпуса и доминирующих условий эксплуатации на выбор оптимальных параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» судов внутреннего и смешанного «река-море» плавания. Это приводило к неточностям прогнозирования диаметра и шага гребных винтов, тяги или потребной мощности двигателей (погрешность от 10 до 15%) и эксплуатационно-экономических показателей судов.

3. На основании выполненного анализа в диссертации предложена методология проектного обоснования подсистемы «корпус-двигатель-движитель» судов внутреннего и смешанного плавания, основанная на использовании общепроектных подходов и экономических критериев оптимальности.

4. Для возможности реализации этой методологии автором разработана статистическая модель выбора характеристик при проектировании кормовой оконечности речных судов внутреннего и смешанного плавания.

На основании исследований, выполненных в четвертом разделе, показано:

1. Для установления существенного влияния на характеристики ходкости двух-вальных грузовых судов внутреннего и смешанного «река-море» плавания соотношений главных размерений, формы обводов корпуса и доминирующих факторов эксплуатации (мелководья и волнения), осуществлен анализ с помощью экспериментальных данных и разработанных математических моделей, полученных автором. Эти математические модели могут быть использованы при проектировании самоходных речных судов для решения оптимизационных задач, связанных с проектированием новых судов; с модернизацией судов; с отработкой доминирующей подсистемы «корпус-движитель».

2. Оценка сопротивления и коэффициентов взаимодействия движителей с корпусом одновальных крупнотоннажных грузовых теплоходов может быть выполнена по математическим моделям, разработанных автором с использованием экспериментальных данных, учитывающих соотношения главных размерений и параметры формы корпуса.

3. В результате выполненного проектного анализа показано, что при одинаковых главных размерениях для одно- и двухвальных крупнотоннажных грузовых судов потребные мощности главных двигателей близки. Целесообразность использования одно- или двухвальной схемы пропульсивного комплекса определяется другими проектными факторами, такими как управляемость, безопасность эксплуатации, численность экипажа и общепроектным критерием оптимальности.

Из материалов пятого раздела вытекают следующие выводы:

1. На основе статистического анализа главных размерений и основных характеристик скоростных катамаранов различных типов автором предложен алгоритм определения этих параметров при проектном обосновании оптимальных характеристик скоростных катамаранов. Новизной алгоритма является возможность учета архитектурно-конструктивного типа катамарана (ярусности надстройки) и гидродинамической компоновки судна. Разработаны статистические зависимости, связывающие основные элементы судов между собой и с дедвейтом. Даны рекомендации по определению, в первом приближении, водоизмещения судна и мощности энергетической установки.

2. Разработаны рекомендации по оценке нагрузки масс при уточнении, во втором приближении, водоизмещения судна. Даются рекомендации по учету ярусности надстройки и элементов системы стабилизации при определении водоизмещения скоростного катамарана. Адекватность рекомендаций проверена систематическими расчетами и сравнением их с данными по построенным судам.

3. Выполнен анализ влияния элементов корпуса и условий эксплуатации на ходовые, мореходные и пропульсивные качества скоростных катамаранов различных типов. Показана связь указанных характеристик с гидродинамической компоновкой скоростного катамарана. Сделан вывод о целесообразности определения влияния элементов корпуса и условий эксплуатации на ходовые и мореходные качества катамаранов различных типов по результатам модельного эксперимента и разработки математических моделей для построения алгоритма расчета ходовых и мореходных качеств скоростных катамаранов.

4. Разработан способ определения эксплуатационно-экономических показателей и критерия оптимальности для проектного обоснования оптимальных характеристик скоростных катамаранов, выполнен численный эксперимент по оценке диапазонов изменения строительной стоимости катамаранов различных типов при изменении (в реальных диапазонах) исходных данных.

По результатам исследований в шестом разделе получено:

1. Разработан метод проектной оценки влияния типа катамарана, уровня гидродинамической разгрузки и других параметров на ходкость и мореходность катамаранов.

2. С целью разработки метода расчета потребной мощности двигателей скоростных катамаранов различных типов автором выполнены серийные модельные испытания, в которых изучено влияние удлинения, горизонтального клиренса и относительной осадки на сопротивление скоростных катамаранов с круглоскулыми и остроскулыми обводами корпуса на тихой глубокой воде и встречном волнении, адекватность которых проверена сопоставлением результатов расчета и данных натурных испытаний.

3. С участием автора получен важный результат о слабом влиянии изменения осадки скоростного катамарана на коэффициент гидродинамического качества, что позволило использовать это положение для разработки метода расчета мощности главных двигателей скоростного катамарана с гидродинамической разгрузкой. В результате экспериментальных исследований изучено влияние параметров и эффективности крыльевого устройства на величину мощности, потребной для движения скоростных катамаранов с подводными крыльями на тихой воде и волнении.

4. Получены экспериментальные данные по влиянию типа скоростного судна, элементов корпуса и параметров крыльевого устройства на изменение высоты отходящей волны, генерируемой скоростным судном.

5. Методом многофакторного регрессионного анализа, с использованием прикладных программ СТАТГРАФИКС для Windows, получены уравнения множественной регрессии коэффициентов остаточного сопротивления исследованных скоростных катамаранов, амплитудно-частотных характеристик коэффициента дополнительного сопротивления на волнении и высоты волны, генерируемой скоростным судном. Эти данные явились основой блоков расчета мощности и параметров генерируемой волны, алгоритмов проектного обоснования катамаранов различных типов.

Результаты, полученные в седьмом разделе, показали:

1. На основе выполненных в разделах 2-4 исследований разработаны алгоритмы и компьютерные программы для проектного обоснования оптимальных параметров корпуса, двигателя и движителя мелкосидящих речных судов и крупнотоннажных судов внутреннего и смешанного «река-море» плавания с учетом доминирующих факторов эксплуатации. Реализация обоснований позволила создать оптимальные доминирующие подсистемы судов этого типа с уменьшенным на 2.5 % значением минимизационного критерия оптимальности и пониженным на 5. .15% расходом топлива.

2. При проектировании речных судов различных типов с использованием предлагаемых методов удалось создать ряд технических решений, на часть из которых получены патенты (грузовые т/х пр.81365, 81820, 81630, Р168(И-СП), пассажирский т/х пр.81290, буксиры-толкачи пр. Р 45Б, Р 162, 81510, носовая приставка к лихтерным составам). Сопоставление новых разработанных технических решений с серийными судами показывает, что новые варианты имеют более высокие про-пульсивные качества, обеспечивают возможность экономии топлива и улучшения эксплуатационно-экономических показателей работы речных судов.

3. Исследованы вопросы и разработаны практические рекомендации по проектному обоснованию корпусов, двигателей и движителей крупнотоннажных судов внутреннего и смешанного плавания. Рекомендации автора использованы при создании ряда проектов новых крупнотоннажных грузовых теплоходов, разработанных в ОАО «ИЦС» (пр. 2469,2527, 2541 и др.)

В восьмом разделе получены следующие основные результаты:

1 На основе исследований, выполненных в разделах 5 и 6, автором разработана логико-математическая модель, метод оптимизации и компьютерная программа для проектного обоснования основных элементов и характеристик скоростных пассажирских и автомобильно-пассажирских катамаранов с учетом доминирующих факторов эксплуатации и ограничений по высоте отходящей волны.

2 Выполнен анализ влияния условий эксплуатации и проектных ограничений на оптимальные характеристики скоростных катамаранов различных типов.

Совокупность перечисленных выше результатов позволяет считать, что в диссертационном исследовании, в итоге обобщения работ по проектированию судов внутреннего, смешанного и прибрежного плавания и совершенствования методов проектного обоснования оптимальных элементов (главных размерений и основных характеристик) всех перечисленных судов, разработана эффективная проектная методология обоснования судов внутреннего, прибрежного и смешанного плавания, в том числе с особой глубиной для скоростных пассажирских и автомобильно-пассажирских катамаранов различных типов, а также обоснования оптимальных параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов внутреннего и смешанного «река-море» плавания с учетом влияния доминирующих факторов эксплуатации.

Поставленная задача решалась с использованием методов общепроектного анализа, математической статистики и многофакторного регрессионного анализа, теоретических и экспериментальных исследований, а также современных методов оптимизации основных элементов судов и их подсистем.

Наиболее новыми результатами, решающими комплексную научную проблему совершенствования методологии проектирования судов и важную народнохозяйственную проблему повышения эффективности работы речного и прибрежного морского транспорта, являются:

• Методология проектного обоснования наиболее важных характеристик и элементов судов речного, смешанного и прибрежного плавания.

• Методики оптимизации основных элементов и характеристик однокорпусных судов и скоростных пассажирских и автомобильно-пассажирских катамаранов с учетом доминирующих факторов эксплуатации и ограничений по высоте отходящей волны.

• Логико-математические модели выбора главных размерений однокорпусных судов и скоростных катамаранов различных типов.

• Методику выбора расчетного режима для проектного обоснования судов и их подсистем.

• Методики оптимизации параметров подсистемы «корпус-двигатель-движитель» водоизмещающих судов внутреннего и смешанного плавания с учетом доминирующих факторов эксплуатации.

• Регрессионные математические модели для расчета сопротивления и мощности главных двигателей грузовых водоизмещающих судов различных типов.

• Регрессионные математические модели для расчета сопротивления и мощности главных двигателей скоростных катамаранов различных типов.

• Унифицированные схемы модернизационных и реновационных проектных обоснований, использующих блоки и элементы для вновь проектируемых судов.

293

• Способы переоборудования и обоснования возможности эксплуатации серийных судов (на примере пр. Р168К, 326, 326.1, Фин.1000/800) при перевозке лесных грузов с открытыми трюмами.

• способы повышения грузоподъемности и переклассификации основных типов грузовых судов внутреннего и смешанного плавания (на примере судов типа «Сормовский», «Ладога», «Сибирский», «Волго-Дон», «Волжский», «Окский» и др.). а также барже-буксирных составов (на примере буксиров пр. Р 14А, РЗЗБ, Р153, 758АМ, 428 и барж пр.81100, 16800, Р171, 81540 и др.).

• Способы переоборудования судов с использованием элементов сухогрузных судов-доноров (на примере пр.276 и 912В), реализованные при создании нефтеналивных судов «Циклон», «СТ-17», «СТ-18».

• Ряд новых формул и графических зависимостей по отдельным частям проектирования судов.

Совокупность перечисленных результатов является полезным вкладом в решение такой важной научной проблемы, как развитие и совершенствование методологии и теории проектирования судов. В то же время основное значение этих результатов состоит в научном обосновании технических и технологических решений, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны.

1. Абрамовский В.А. Скоростные паромы ЦМКБ "Алмаз" для "Балтийского моста".- СПб.: Морской вестник, 2002, № 3(3).

2. Абрамовский В.А., Деменок А.Ф., Шляхтенко A.B. Концепция скоростных пас-сажирско-автомобильных паромов для морских линий России на Балтике.- СПб.: Морская индустрия, 1999, №2.

3. Абрамовский A.B. Обобщение и анализ технико-эксплуатационных характеристик высокоскоростных судов различных типов. СПб.: Морской вестник, 2005, № 3(15).

4. Александров B.C., Гершкович В.А., Кочаров М.А. Анализ задач оптимизации для многокорпусных судов. Сб. докладов научно-технической конференции «Моринтех-97», СПб.: ТОО-Моринтех.

5. Алферьев М.Я. Ходкость и управляемость судов. Сопротивление движению судов. М.: Транспорт, 1967, 344 с.

6. Алферьев М.Я., Мадорский Г.С. Транспортные катамараны внутреннего плавания. -М.: Транспорт, 1976.

7. Анализ модельных испытаний и исследование ходовых качеств экологического катамарана пр. 16220, а также разработка рекомендаций по их повышению. Отчет по договору с НПО «Судостроение» /Руководитель В.А. Дубровский/, Л., 1991.

8. Аносов В.Н. Быстроходные суда в конце XX столетия. Санкт-Петербург: Политехника, 2002.

9. Анфимов В.Н., Ваганов Г.И., Павленко В.Г. Судовые тяговые расчеты. М.: Транспорт, 1978.

10. Анфимов В.Н., Сахновский Б.М. Оценка ходкости лихтерных систем внутреннего плавания.- Тр. ЛИВТ, 1980, вып. 168, с.55-61.

11. Арсеньев С.П. Выбор типов судов транспортного флота (Основы методики технико-экономического обоснования). М.: Транспорт, 1968, 231 с. (Труды ЦНИИЭВТа, вып.60).

12. Аснин Б.А., Белкин А.Б., Горбачев Ю.Н., Никитин Г.С., Сахновский Б.М. A.c. 1698124 СССР. Кормовая оконечность судна.-№4719301/11; Заявлено 11.05. 89; Опуб. 15.12.91. Бюл. №46//Открытия. Изобретения.-№46, 1991.

13. Аснин Б.А., Горбачев Ю.Н., Никитин Г.С., Сахновский Б.М., Смердов В.Н., Старобинский В.Б., Турбал В.К. A.c. 1627444 СССР. Туннельная корма судна.-№4411820/11; Заявлено 15.04.89; Опуб. 15.02.91. Бюл. № 6// Открытия. Изобретения.^« 6, 1991.

14. Аснин Б.А., Сахновский Б.М., Старобинский В.Б. Пропульсивные качества буксира-толкача пр.81510 с новой формой кормовой оконечности. Сборник «Наука и техника на речном транспорте» № 11, 1994 г., ЦБНТИ Департамента речного транспорта РФ.

15. Аснин Б.А., Сахновский Б.М., Федоров Е.П. Лихтерные составы: ходовые и маневренные качества. Речной транспорт, 1984, №8, с. 29-31.

16. Аснин Б.А., Сахновский Б.М., Федоров Е.П. Ходкость и маневренность лих-терных составов в речных условиях. Судостроение, 1985, № 2.

17. Ашик В.В. Проектирование судов. Л.: Судостроение, 1985.

18. Басин A.M. Ходкость и управляемость судов. М.: Транспорт, 1977.

19. Басин A.M., В.Н.Анфимов. Гидродинамика судна. Л.: Речной транспорт, 1961.

20. Басин A.M., Веледницкий И.О, Ляховицкий А.Г. Гидродинамика судов на мелководье. Л.: Судостроение, 1976.

21. Бейлин М.К., Дмитриев A.M. Экономический анализ при проектировании судов внутреннего плавания—Л.: Судостроение, 1979. 134 с.

22. Белкин А.Б., Сахновский Б.М. О типе колесного буксира-толкача.: Речной транспорт, 1982, №7, с.20-25.

23. Беляев В.В, Гофман А.Д., Келим Б.И., Никитин Г.С., Сахновский Б.М., Тихомиров A.A. Новый тип ДРК для мелкосидящих судов. Речной транспорт, 1983, №11, с. 28-29.

24. Берестецкий A.M., Зорин М.П., Ляховицкий А.Г., Мамонтов Ю.Н. Определение скорости хода судов смешанного плавания на встречном волнении.- Труды ЛИВТ, вып. 148, Л.: Транспорт, 1974.

25. Богданов Б.В., Слуцкий A.B., Шмаков М.Г. и др. Буксирные суда.: Л., -Судостроение, 1974.

26. Борисов Р.В. Статика корабля. : СПб, Судостроение, 2005, 256 с.

27. Бойцов Г.В., Палий О.М. Прочность и конструкция корпуса судов новых типов.: Л., Судостроение, 1979.

28. Боцан М.Г., Пошерстников Г.С., Сахновский Б.М., Кузнецова Н.П. A.c. 1164148 СССР. Движительно-рулевой комплекс судна. .-№3634163/27-11; Заявлено 11.07.83; Опуб. 30.06.85. Бюл. № 24// Открытия. Изобретения.-№ 24, 1985.

29. Блюмин В.И., Иванов Л.А., Масеев М.Б. Транспортные суда на подводных крыльях. М.: Транспорт, 1964.

30. Бронников A.B. Проектирование судов.- Л.: Судостроение, 1991.

31. Брук М.А., Рихтер A.A. Режимы работы судовых дизелей. Л.: Судпромгиз, 1963.

32. Ваганов A.M. Проектирование скоростных судов. Л.: Судостроение, 1978.

33. Васильев A.B. Управляемость судов. Л.: Судостроение, 1989.

34. Воронцов Ю.Б. Сухогрузные суда смешанного «река-море» плавания.: Судостроение, 2005, №4.

35. Врублевская Л.Н., Сиротина Г.Н., Чижов A.M. Определение мощности энергетической установки в начальной стадии проектирования пассажирских и грузопассажирских судов. В кн.: Теория и проектирование судов. Горький, 1977, с.20-34 (труды ГИИВТа, вып. 160).

36. Врублевская Л.Н. Оптимизация основных элементов и характеристик сухогрузных судов для малых рек. Дисс. на соискание уч. степени кандидата технических наук. ГИИВТ, 1985.

37. Гайкович А.И. Основы теории проектирования сложных технических систем.-СПб.: ТОО-Моринтех, 2001.

38. 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.

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

40. Горбунов Ю.В., Любимов В.И., Гамзин Б.П. Суда для малых рек. М.: Транспорт, 1990.

41. Голомянов И.С. Волногасящее крыльевое устройство для теплохода пр. Р 83 типа «Заря». Материалы юбилейной научно-технической конференции. Новосибирск: Изд-во НГАВТ. 2001, с.85-87.

42. Горбачев Ю.Н., Аснин Б.А., Сахновский Б.М., Никитин Г.С. A.c. 1439025 СССР. Приставка лихтера.-№3653284/27-11; Заявлено 18.10.83; Опуб. 23.11.88. Бюл. № 43// Открытия. Изобретения.-№ 43, 1988.

43. Горбачев Ю.Н., Никитин Г.С., Сахновский Б.М. A.c. 1291482 СССР. Мелкосидящее судно.-№3920766/27-11; Заявлено 02.07.85; Опуб. 23.02.87. Бюл. № 7// Открытия. Изобретения.-№ 7, 1987.

44. Горбачев Ю.Н., Иванов Е.А., Сахновский Б.М. Оптимизация размерений грузовых судов с воздушной прослойкой на днище. В кн.: «Прочность и вибрация судов внутреннего плавания и вопросы их проектирования», Труды ГИИВТа, вып.251, 1990 г.

45. Горбачев Ю.Н., Сахновский Б.М. Гидродинамические аспекты создания перспективных транспортных судов внутреннего плавания. Тезисы докладов Третьей научно-технической конференции «Алферьевские чтения», ГИИВТ, Нижний Новгород, 1990 г.

46. Горбачев Ю.Н. Разработка теоретических основ и практических методов проектирования речных грузовых судов с воздушной прослойкой на днище. Автореферат дисс. на соискание уч. степени доктора технических наук. СПбГМТУ, 1990.

47. Горбачев Ю.Н., Сахновский Б.М. Повышение пропульсивных характеристик речных судов с переменной осадкой. Судостроение, 1991, № 1.

48. Городецкий А.З., Соколов В.П. О ходкости и мореходности глиссирующих катамаранов и однокорпусных судов. Труды ЛИВТ, вып. 175, 1982г. с.39-42 (в разд.5)

49. Гофман А.Д. Теория и расчет поворотливости судов внутреннего плавания.: Л., Судостроение, 1989.

50. Демешко Г.Ф. Проектирование судов. Амфибийные суда на воздушной подушке.- СПб.: Судостроение, 1992.

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

52. Демешко Г.Ф., Цимляков Д.Е. Место и тенденции развития скоростных судов в мировом судоходстве. Сборник докладов конференции «Моринтех-97», СПб.: ТОО-Моринтех.

53. 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.

54. Дормидонтов Н.К и др. Проектирование судов внутреннего плавания.: JI., -Судостроение, 1974.

55. Дрейнер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М.: Статистика, 1973, 391 с.

56. Дубровский В.А. Исследование технико-эксплуатационных качеств многокорпусных судов в обеспечение вариантного проектирования и оптимизации их раз-мерений. Докторская дисс. на соискание уч. степени доктора технических наук. СПбГМТУ, 1992.

57. Егоров Г.В. Выбор главных элементов сухогрузных и нефтеналивных судов смешанного «река-море» плавания.: Судостроение, 2004, №6.

58. Егоров Г.В., Методология обеспечения надежности и безопасности корпусов судов ограниченных районов плавания. Автореферат дисс. на соискание ученой степени доктора технических наук, Национальный университет кораблестроения имени адмирала Макарова, 2004.

59. Егоров И.Т., Соколов В.Т. Гидродинамика быстроходных судов. JL: Судостроение, 1971.

60. Ермилкин А.П., Соколов В.П. Концептуальная модель судов с доминированием требований к скорости и мореходности. Сборник докладов конференции «Моринтех-97», СПб.: ТОО-Моринтех.

61. Ермолаев С.Г., Афрамеев Э.А., Тедер Л.А., Рабинович Я.С. Особенности гидродинамики быстроходных катамаранов. Судостроение, 1976, № 8.

62. Ефремов Н.А. Перспективное направление обновления флота. Вестник НГАВТ., вып.8, Нижний Новгород, 2004.

63. Зайков В.И. Торможение многовального судна. Проблемы динамики корабля. Л.: Судостроение, 1978.

64. Захаров И.Г. Теория компромиссных решений при проектировании корабля. Л.: Судостроение, 1987.

65. Изучение буксировочного сопротивления и качки быстроходного катамарана с крыльевым устройством и без него. Отчет по договору с НПО «Судостроение» /Руководитель В.А. Дубровский/, СПб, 1995.

66. Иконников В.В., Маскалик А.И. Особенности проектирования и конструкции судов на подводных крыльях. Л.: Судостроение, 1987.

67. Инструкция по нормированию габаритов судов и толкаемых составов. Горький, МРФ РСФСР, 1980,38 с.

68. Исследование мореходности катамарана по проекту 16220. Научно-технический отчет ЦНИИИ им. акад.А.Н. Крылова, вып. 33764, Л., 1991.

69. Исследование и оптимизация формы обводов катамарана. Проект 82060. Отчет МП «МАГДА» при СФ «Алмаз» по договору №18 с НПО «Судостроение», Л., 1992.

70. Карпов А.Б. Приближенные расчеты скорости судна и мощности его энергетической установки.- Судостроение, 1974, №4, с. 18-19.

71. Кацман Ф.М., Пустотный А.Ф., Штумпф В.М. Пропульсивные качества морских судов. Л., Судостроение, 1972.

72. Клепиков Н.П., Соколов С.Н. Анализ и планирование экспериментов методом максимума правдоподобия. М.: Наука, 1964, 183 с.

73. Кожина В. Проблемы ценообразования.-Речной транспорт (XXI) век, 2006, №1.

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

75. Корытов H.B. Скоростные катамараны "гибридных" типов.- Катера и яхты, 2000, № 174.

76. Корытов Н.В. Катамараны на подводных крыльях и воздушной подушке -Морской флот, 2002, № 1.

77. Корытов Н.В. Скоростные суда с необычными водометными установками.- Катера и яхты, 1999, № 167.

78. Кочаров М.А., Соколов В.П., Ермилкин А.П. Проектные особенности скоростных катамаранов. Сборник докладов конференции «Моринтех-99». - СПб.: ТОО-Моринтех.

79. Краев В.В. Экономические обоснования при проектировании морских судов. 2-е изд. Л.: Судостроение, 1981. 280 с.

80. Краснер И.А., Сахновский Б.М. A.c. 797945 СССР. Речное мелкосидящее судно. .-№2745676/27-11; Заявлено 04.04.79; Опуб. 23.01.81. Бюл. № 3// Открытия. Изобретения.-№ 3, 1981.

81. Круглов А.Д., Леви Б.З., Петров A.C., Шур С.Б. Скоростное судно-катамаран повышенной мореходности на 250 пассажиров. Л.: Судостроение, 1995, №4.

82. Крыжевич Г.Б. Вопросы рационального выбора материалов и полуфабрикатов для строительства больших высокоскоростных судов. СПб.: Морской вестник, 2005, №4.

83. Крылов А.Н. О волновом сопротивлении воды и о спутной волне. В кн.: Мои воспоминания.- Л.: Судостроение, 1979, с.364 -368.

84. Кузьмин A.C. Буксировочные и самоходные испытания модели кормовой секции теплохода для малых рек проекта PI43 (Отчет), вып.17757. Арх. № K-XVII-626. Предприятие п/я В-8662, Л., 1977, 46 с.

85. Леви Б.З. Пассажирские суда прибрежного плавания. Л.: Судостроение, 1975.

86. Логачёв С.И. Транспортные суда будущего. Л. Судостроение, 1976.

87. Логачев С.И., Чугунов В.В. Мировое судостроение. Современное состояние и перспективы развития. СПб.: Судостроение, 2000.

88. Логачев С.И. О технической конкурентоспособности транспортных судов. -СПб.: Морской вестник, 2004, №2 (10).

89. Любимов В.И. Определение главных размерений скеговых судов на воздушной подушке по пассажировместимости. В кн.: «Вопросы проектирования, прочности и динамики судов внутреннего плавания». Труды ГИИВТ, вып. 211, 1985 г., сЛ 59-173.

90. Любимов В.И. Комплексное обоснование технико-эксплуатационных характеристик и архитектурно-компоновочных параметров пассажирских скоростных судов. Автореферат дисс. на соискание уч. степени доктора технических наук. ВГАВТ, 1997.

91. Ляховицкий А.Г. Волновое воздействие скоростных транспортных судов на окружающую среду. Всесоюз. науч. техн. симпозиум. «Крыловские чтения», 1978, с.11-13.

92. Ляховицкий А.Г., Зорин М.П. Анализ результатов ходовых испытаний катамарана со сверхкритической скоростью в условиях мелководья. В кн. «Гидромеханические и технико-экономические качества судов речного флота», Труды ЛИВТ, вып. 168, 1980 г, с.48-54.

93. Ляховицкий А.Г., Петров А.Б. Определение энергии ограниченного водоема, вызванной трансформацией свободной поверхности при движении судна. Труды ЛИВТ, вып. 175, 1982, с. 42 50.

94. Ляховицкий А.Г. Специфические проблемы гидромеханики речных судов. Совершенствование ходовых, мореходных и маневренных качеств судов. Сб. НТО Судпрома, вып. 414,1985, с. 50 55.

95. Ляховицкий А.Г. Теория, методы расчета и выбор энергосберегающих гидромеханических комплексов судов внутреннего плавания. Дисс. на соискание уч. степени доктора технических наук. ЖИ, 1988.

96. Ляховицкий А.Г., Сахновский Э.Б. Проблемы проектирования скоростных катамаранов с подводными крыльями,- Сб. докладов научно-технической конференции «Моринтех-2001, СПб.: ТОО-Моринтех.

97. Ляховицкий А.Г., Сахновский Э.Б. Оценка ближнего волнового поля при оптимизации проектов скоростных катамаранов. Материалы юбилейной научно-технической конференции СПб ГМТУ, Санкт-Петербург, 2003.

98. Ляховицкий А.Г., Сахновский Э.Б., Сахновский Б.М. Проектирование скоростных катамаранов с подводными крыльями. Л.: Судостроение, 2005, № 2.

99. Лукашевич А.Б., Русецкий A.A. Основные этапы проектирования и создания судов на подводных крыльях и вклад ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова в эти работы. СПб.: Морской вестник, 2005, №4.

100. Мавлюдов М.А., Русецкий A.A., Садовников Ю.М., Фишер Э.А. Движители быстроходных судов (гидродинамический расчет). Л.: Судостроение, 1973.

101. Масеев М.Б., Блюмин В.И. Взаимодействие винта и корпуса туннельных кораблей.: М., Бюро научной информации ЦАГИ, 1957, вып. 139, 18 с.

102. Маскалик А.И. XX век и скоростные суда. СПб.: Морской журнал, 2000, №2.

103. Меглицкий А. Волны в канале от судов на подводных крыльях. Речной транспорт, 1967, №4.

104. Многокорпусные суда./Под редакцией В.А. Дубровского. Л.: Судостроение, 1978.

105. Мореходные качества судна пр.15220. № 15220.360060-023. НПО «Судостроение», Л, 1993.

106. Нестеров О.Л. Оптимизация характеристик сухогрузных судов смешанного река-море плавания с учетом вероятностных условий их работы. Дисс. на соискание уч. степени кандидата технических наук. ВГАВТ, 2005.

107. Нечаев Ю.И. Остойчивость судов на попутном волнении, Л.: Судостроение, 1975.

108. Никитин Г.С., Сахновский Б.М. A.c. 1321630 СССР. Несамоходное судно.-№3876541/27-11; Заявлено 01.04.85; Опуб. 07.07.87. Бюл. № 25// Открытия. Изобретения.^ 25,1987.

109. Никитин Н.В. Основы теории геометрического моделирования кораблей и судов при автоматизированном исследовательском проектировании.// Труды научно-технической конференции «Моринтех-99».-СПб.:ТОО-Моринтех.

110. Николаев В.А. Обоснование методики оптимизационного проектирования скоростных пассажирских катамаранов. Дисс. на соискание уч. степени кандидата технических наук. СПбГМТУ, 2003.

111. Новосельцев Б.Ф., Ефремов H.A., Воронцов В.М., Поспелов В.И. Внутренний водный транспорт России.- М.: 2006, 224с.

112. Ногид Л.М. Проектирование морских судов. Выбор показателей формы и определение мощности энергетической установки проектирования судна. Л.: Судостроение, 1976, 206 с

113. ОАО «Морской завод «Алмаз». Судостроение. 2000, № 6.

114. ОАО «Морской завод «Алмаз». Судостроение. 2002, № 3.

115. Павленко В.Г. Элементы теории судовождения на внутренних путях. М., Транспорт, 1964, ч.2; 1971, ч.З.

116. Павленко В.Г., Сахновский Б.М. О закономерностях распределения глубин равнинных рек.- Труды НИИВТ, 1980, вып. 152, с. 7 19.

117. Павленко В.Г., Сахновский Б.М. Обоснование расчетной глубины при проектировании движителей.- Речной транспорт, 1982, № 2, с. 32 33.

118. Павленко В.Г., Сахновский Б.М., Врублевская Л.Н. Грузовые транспортные средства для малых рек. Л.: Судостроение, 1985.

119. Павленко В.Г. и др. САПР речных судов. Подсистема «Ходкость и движители». Задача «Расчет сопротивления», НИИВТ, 1986.

120. Пашин В.М. Некоторые тенденции и направления в создании морских судов на подводных крыльях и судов на воздушной подушке. Всесоюзная научно-техническая конференция по малотоннажному судостроению, вып. 79, 1966.

121. Пашин В.М. Критерии для согласованной оптимизации подсистем судна. Л.: Судостроение, 1976.

122. Пашин В.М. Оптимизация судов. Л.: Судостроение, 1983. 296 с.

123. Пашин В.М. Содружество фундаментальной и прикладной наук путь в реализации наукоемких прорывных технологий в судостроении. Инновации, 2000, №3-4 (30-31).

124. Полунин A.M. Определение безопасных режимов движения речных судов по мелководью. Новосибирск. Зап. Сиб. кн. изд-во, 1965.

125. Поспелов В.И. Выбор на ЭВМ оптимальных элементов грузовых судов внутреннего плавания. Л.: Судостроение, 1978.

126. Поспелов В.И., Поспелова О.И., Роннов Е.П. Методика оптимизации характеристик буксиров-толкачей и большегрузных составов. Труды ГИИВТа, Вып.192, 1982 г, с.189-199.

127. Потапов О.Ф., Старобинский В.Б. Особенности расчета продольной качки судов смешанного плавания. Труды ЛИВТ, вып.168, Л.: Транспорт, 1980.

128. Правила плавания по внутренним водным путям РФ. М.: Транспорт, 1995.

129. Правила классификации и постройки морских судов. Российский Морской Регистр Судоходства, СПб, 2003.

130. Правила классификации и постройки высокоскоростных судов» Бюллетень дополнений и изменений №1 (часть II. «Конструкция и прочность корпуса») PC, изд. 2000.

131. Правила классификации и постройки судов внутреннего плавания. Российский Речной Регистр, т. 2 и 4, М. 2002.

132. Проведение модельных испытаний т/х проекта 82060. Техническая справка ЛКИ по теме 1-4-1-Х-102 /Руководитель A.A. Лузянин/, Л., 1992.

133. Разуваев В.Н. Разработка моделей и алгоритмов для анализа характеристик пассажирских судов на подводных крыльях в исследовательских стадиях проектирования. Дисс. на соискание уч. степени кандидата технических наук. ЛКИ, 1979.

134. Разуваев В.Н. Влияние архитектурно конструктивной компоновки быстроходных судов на структуру их нагрузки. / Труды ЛКИ: Проектирование судов, 1980, с. 127-132.

135. Разуваев В.Н. Обеспечение конкурентоспособности морской техники на начальных этапах проектирования. СПб.: Морской вестник, 2002, №2.

136. Разуваев В.Н. Царев Б.А. Логико-математическая модель оптимизации судна на подводных крыльях. /В кн.: Архитектура и проектирование судов. Владивосток, ДВГУ, 1977, вып. 1, с. 80-85.

137. Роннов Е.П. Исследование влияния относительной длины воздушной подушки на проектные характеристики скеговых СВП. Автореферат дисс. на соискание уч. степени канд. технических наук. ГИИВТ, 1974.

138. Роннов Е.П. Расчет характеристик остойчивости грузовых судов внутреннего плавания на ранних стадиях проектирования. В кн.: «Вопросы проектирования, прочности и динамики судов внутреннего плавания». Труды ГИИВТ, вып. 211, 1985 г., с.151-158.

139. Роннов Е.П. Основы оптимизационного проектирования грузовых судов внутреннего и смешанного плавания. Дисс. на соискание уч. степени доктора технических наук. ЖИ, 1990.

140. PI04-07-3. Отчет по натурным испытаниям головного т/х пр. Р 104 "А.Угловский", ЦТКБ МРФ, Ленинград, 1975.

141. Руководство по расчету и проектированию гребных винтов судов внутреннего плавания. Л.: Транспорт, 1977.

142. Руководство по теплотехническому контролю серийных теплоходов. М.: Транспорт, 1980.

143. Русецкий A.A. Снижение сопротивления судов: проблемы и перспективы. -СПб.: Морской вестник, 2004, №2 (10).

144. Русецкий A.A. Крылатые корабли. СПб.: Морской журнал, 2000, №2.

145. Савинов Г.В. Методология оптимизационного проектирования морских судов на основе многоуровневых математических моделей и методов активного диалога. Автореферат дисс. на соискание уч. степени доктора технических наук. ЛКИ, 1998.

146. Савинов Г.В., Царев Б.А. Оптимизационные математические модели проектирования судов и пути совершенствования методологии их анализа. СПб.: Морской журнал, 2000, №2.

147. Сандлер Л. Б. Взаимодействия комплекса винт-насадка с корпусом тоннельного судна в условиях глубокой воды и мелководья. Труды НИИВТ, 1974, вып.96, с.60-72.

148. Сахновский Б.М. Выбор главных размерений и элементов туннельной кормы речных судов внутреннего плавания.- В кн.: Передовой опыт и новая техника, 1977, вып. 8(44), с.22-28.

149. Сахновский Б.М. Закономерности распределения глубин судового хода малых рек Сибири.- В кн.: Теория и проектирование судов речного флота, Сб. трудов ЛИВТ. Л., 1977, с.85-95.

150. Сахновский Б.М. Статистический анализ главных размерений корпуса и элементов туннельной кормы судов внутреннего плавания,- В кн.: Теория и проектирование судов речного флота, Сб. трудов ЛИВТ. Л., 1977, с.96-110.

151. Сахновский Б.М. Анализ методов расчета комплекса винт-насадка мелкосидящих речных судов.- В кн.: Теория и проектирование судов речного флота, Сб. трудов ЛИВТ. Л., 1977, с.111-120.

152. Сахновский Б.М. Экономические качества мелкосидящих судов. Речной транспорт, 1979, № 10, с. 33-34.

153. Сахновский Б.М. Исследование и разработка экономико-математической модели проектирования системы «корпус-двигатель-движитель» мелкосидящих речных судов. Дисс. на соискание уч. степени канд. техн. наук. ГИИВТ, 1979.

154. Сахновский Б.М. Исследование и оптимизация характеристик и режима работы пропульсивного комплекса мелкосидящих судов.- Труды ЛИВТ, 1981, вып. 172, с.54-60.

155. Сахновский Б.М. Основные направления повышения пропульсивных качеств речных судов. В кн.: Водным магистралям страны/ Под ред. Ю.Н. Горбачева. -.Л: Судостроение, 1985, с. 164-171.

156. Сахновский Б.М. Оптимизация движителей речных судов. Речной транспорт, 1982, №4.

157. Сахновский Б.М. РД 212.0079-78. Требования к проектированию и изготовлению гребных винтов. Российский государственный концерн речного флота. М.: Транспорт, 1991, 74 с.

158. Сахновский Б.М. Отчет о НИР (тема VIII-1.2.4/86-120) «Исследовать и разработать оптимальные гребные винты из стали повышенной прочности с переменным по радиусу шагом и программу их расчета на ЭВМ», НПО «Судостроение», Л, 1987, с.76.

159. Сахновский Б.М. Исследование ходкости обстановочного теплохода пр. 81610. Отчет по заказу НПО «Речпорт». ОАО «Инженерный центр судостроения», С-Петербург, 1989,36 с.

160. Сахновский Б.М. Отработка пропульсивного комплекса грузового теплохода для Волжского бассейна. Отчет по научно-технической договору №81820. ОАО «Инженерный центр судостроения», С-Петербург, 1990,20 с.

161. Сахновский Б.М. Разработка схемы проведения эксперимента. Отчет по НИР (тема 24-111) «Исследование устойчивости на курсе крупнотоннажной баржи». /Руководитель Яцук Ю.В./; СПГУВК, С-Петербург, 2004, с. 3-8.

162. Сахновский Б.М. Особенности оптимизационного обоснования характеристик судов с учетом доминирующих факторов эксплуатации.-Труды СПбГМТУ, СПб, 2006.

163. Сахновский Б.М. Особенности постановки задачи проектного обоснования оптимальных элементов и характеристик судов с учетом доминирующих факторов эксплуатации. Сб. докл. СПб.: Изд-во СЗТУ, 2006, с.252-257.

164. Сахновский Б.М. Математическая модель для оптимизационного проектирования кормовой оконечности речных судов. Сб. докл.-СПб.: Изд-во СЗТУ, 2006, с.366-373.

165. Сахновский Б.М. Пропульсивные качества скоростных катамаранов. СПб.: Морской вестник, 2006, №3, с.97-102.

166. Сахновский Б.М. Проектные характеристики пропульсивных комплексов скоростных судов. Сборник трудов Международного семинара «Исследование, проектирование и техническая эксплуатация судовых ДВС», СПб, СПГУВК, 2006.

167. Сахновский Б.М. Прогнозирование мощности главных двигателей при проектном обосновании характеристик скоростных судов.- Судостроение, 2006, № 5, с.17-21.

168. Сахновский Б.М., Никитин Г.С., Павленко В.Г. A.c. 1063692 СССР. Мелкосидящее судно.- №3502373/27-11; Заявлено 20.10.82; Опуб. 30.12.83. Бюл. № 48// Открытия. Изобретения.- № 48, 1983.

169. Сахновский Б.М., Румянцев Е.Я., Никитин Г.С., Лаппо Ю.С. A.c. 1276558 СССР. Туннельная корма речного судна.- №3839398/27-11; Заявлено 09.01.85; Опуб. 15.12.86. Бюл. № 46// Открытия. Изобретения.-№ 46, 1986. (81290 и т. д).

170. Сахновский Б.М., Тихомиров A.A. Опыт проектирования движителей речных судов. -В кн.: Вопросы гидродинамики, прочности и проектирования судов речного флота: Сборник науч. Трудов ЛИВТ. Л., 1989, с.98-108.

171. Сахновский Б.М., Сахновский Э.Б. Оценка нагрузки масс скоростных катама-ранов//Современные технологии в кораблестроительном образовании, науке и производстве: Материалы конференции, посвященной памяти В.М.Керичева. С. 110-117. Нижний Новгород, 2002.

172. Сахновский Б.М., Сахновский Э.Б. Экспериментальное исследование ходкости традиционных и «гибридных» скоростных катамаранов. Труды ННТУ, том 46, Нижний Новгород, 2004, с.30-39.

173. Сахновский Б.М., Сахновский Э.Б. Методика оценки эффективности элементов гидродинамической разгрузки корпуса при проектировании скоростных катамаранов. Вестник НГАВТ., вып.8, Нижний Новгород, 2004.

174. Сахновский Б.М., Черноситова Л.А. Результаты оптимизации гребных винтов. «Речной транспорт», 1983, №1.

175. Сахновский Э.Б. Проектная оценка эффективности оборудования скоростного катамарана элементами гидродинамической разгрузки корпуса. СПб.: Морской вестник, 2003, №4.

176. Сахновский Э.Б. Разработка методики проектного обоснования скоростных катамаранов с подводными крыльями. Дисс. на соискание уч. степени кандидата технических наук. СПбГМТУ, 2005.

177. Семенова-тян-Шанская В.А. Некоторые аспекты применения носовых бульбов на современных судах зарубежной постройки. «Судостроение за рубежом», 1982, №Ц (191), с.3-18.

178. Сиротина Г.Н. Об определении остаточного сопротивления грузовых судов внутреннего и смешанного плавания при расчете энерговооруженности судна и оптимизации его элементов. ТрудыГИИВТа, Вып.192, 1982 г, с.135-148.

179. Скоростной катамаран-перспективное судно для пассажирских перевозок в Москве. Речной транспорт (XXI век), 2005, №6.

180. Соколов В.П. Разработка методики проектирования скоростных многокорпусных судов, сочетающих статическое и динамическое поддержание. Дисс. на соискание уч. степени кандидата технических наук. СПбГМТУ, 2005.

181. Справочник по серийным речным судам. Том 1-10: Москва, 1972.2000 г.

182. Справочник по строительной механике корабля / Бойцов Г.В., Палий О.М., Постнов В.А., Чувиковский B.C./ В трех томах. Том 1- Судостроение, 1982, 376 с.

183. Справочник по теории корабля./Под редакцией. Я.И. Войткунского, Л.: Судостроение, 1985.

184. Степанюк Е.И., Чудновский A.M. Анализ существующих методов расчета движительного комплекса винт-насадка. Труды ЛИВТ, 1963, вып.45, с. 27-43.

185. Суслов А.Н. Геометрическое моделирование в системах проектирования и эксплуатации судна. Диссертация доктора т.н. 05.08.03.Л. ЛЕСИ, 1998, 254 с.

186. Терпигорев К. «Капитан Корсак» скорость и комфорт. - СПб.: Морской клуб, 1996, №2.

187. Тихомиров А.П., Келим Б.И., Никитин Г.С., Сахновский Б.М., Горбунов Ю.В., Гофман А.Д. A.c. 1011459 СССР. Рулевое устройство судна.-№3301691/27-11; Заявлено 15.06.81; Опуб. 15.04.83. Бюл. № 14// Открытия. Изобретения.-№ 14, 1983. (Р 45Б ).

188. Турбал В.К. и др. Проектирование обводов и движителей морских транспортных судов. Л.: Судостроение, 1983.

189. Фомин В.Г. Оптимальные скорости грузовых теплоходов при движении по рекам с ограниченными глубинами. Труды ЦНИЭВТ, 1972, вып. 92, с. 86-109.

190. Фомкинский Л.И. Методика тяговых расчетов при обосновании речного флота. Труды ЦНИИЭВТ, 1972, вып.92, с. 86-109.

191. Холодилин А.Н., Трунин В.К. Гидродинамические задачи мореходности и стабилизации судна на волнении. СПб, 1993,218 с.

192. Хоренко В.И. Автоматизация расчетов ходкости на основе математических моделей. Л.: Судостроение, 1977,44 с.

193. Хохлов Е.А. Анализ состояния скоростного пассажирского флота и эффективность его использования. Вестник ВГАВТ. 2004, №11, с.200-203.

194. Храбров И.А. Определение расчетной скорости движителей судна с переменными условиями плавания. Труды ЛИВТ, 1982, вып. 175, с. 54-59.

195. Царев Б. А. Методология оптимизационного проектирования судов с доминирующими функциональными подсистемами. Дисс. на соискание уч. степени доктора технических наук, ЖИ, 1988.

196. Царев Б.А. Оптимизационное проектирование скоростных судов. — Л., Изд. ЖИ, 1988.

197. Царев Б.А. Формирование логико-математических моделей при оптимизации судов / Труды НКИ: Автоматизированное проектирование судов и судовых устройств., 1990, с. 105-114.

198. Царев Б.А. Пути обеспечения конкурентоспособности проектных решений. СПб.: Морской вестник, 2005, №4.

199. Царев Б.А., Соколов В.П. Проектные аспекты гидродинамического совершенствования скоростных судов. СПб.: Морской вестник, 2002, №1.316

200. Шауб П.А., Никольский В.И. Особенности формирования математическоймодели судна с позиций САПР-Судостроение, 1984, №5, с.8-9.

201. Шварев Ю.В. Об эффективности использования танкеров нового поколения типа река-море. СПб.: Морской журнал, 2000, №2.

202. Шляхтенко А.В. Проектные аспекты создания и направления развития малых высокоскоростных боевых кораблей и катеров. СПб.: Морской вестник, 2003, №4.

203. Штумпф В.М. Практические пути совершенствования формы обводов перспективных транспортных судов. Сб. Проблемы прикладной гидромеханики судна. Д., Судостроение, 1975, с.32-53.

204. Экономическое обоснование проектных решений: Пособие для конструктора-судостроителя: Справочник/ Н.И. Третников и др.; Под общей ред. Н.П. Лю-бушкина-Л.: Судостроение, 1990. 216 с.

205. Юмин Н.А. Обоснование оптимального режима работы буксирных судов. Труды НИИВТа, вып. 118, Новосибирск, 1975, с.63-76.

206. Allen R., Clements R. Ship Wash Impact Management. FAST 2001 Papers, Vol.1, RINA, 2001

207. Arii Т., Miyata H, Kawaguchi H.,Hatta K. Development of a Foil-Assisted Catamaran "SUPERJET-30", FAST93, v.l.pp 295-304.

208. Bolt E. Fast Ferry Wash Measurement and Criteria. FAST 2001 Papers, Vol.1, RINA, 2001

209. Bayer L.A. American river towboats.- International Shipbuilding Progress, 1959, 6, №63. p. 12-17.

210. Christopoulos В., Latorre R. The river towboat hull and propulsion.- Marine Technology, 1983,v.20, №.3, p.p. 209-226.

211. Cassella P., Miranda S., Pensa C., Russo Krauss G. Comparison between catamarans and monohull resistance characteristics. Труды МСГС посвященной 85-летию со дня рождения А.М.Басина., С-Петербург, 1995.

212. Day А.Н., Doctors L J. Concept Evaluation for High Speed Low - Wash Vessels. FAST 2001 Papers, Vol.1, RINA, 2001

213. Doctors L.J. et al. Focussing the Wave Wake System of High - Speed Marine Ferry. FAST 2001 Papers, Vol.1, RINA, 2001

214. Doyle R. et al. A Study of Fast Ferry Wash in Shallow Water . FAST 2001 Papers,

215. Dubrovsky V., Lyakhovitsky A. Multi-Hull Ships. Backbone Publishing Company, USA, 2001,495 p.

216. Fairlie-Clarke A.C. Regression analysis of ship data. International Shipnuilding Progress, 1975, 22, N251, p, 227-250.

217. Feldtmann M. Early assesment limits wake wash effects. Speed at Sea, February 2001, p. 12-15.

218. Gerritsma Ir.J. Sustained sea speed. 12 IT T C, Proc., Seakeeping Committee, Appendix VIII.

219. Gorbachev Y.N., Sachnowsky B.M. Propulsionskomplex der Flußschiffe, die iür den Betrieb bei verschiedenem Tiefgang bestimmt sind. Binnenschiffahrt-ZfB Nr.21 -November 1992.

220. Grothues-Spork. Ablosungserscheinungen an volligen Hinterschiffen. Schiff und Hafen, 1976,28, N8, p. 701-704.

221. Hitachi delivers Superjet-30 foil assisted catamarans. Fast Ferry International, Ju-nuary-February 1994, p.57-59.257. "High Speed Surface Craft", 1987, v.26, No.2. p.34-36.

222. Holtrop I., Mannen G. An Approximate Power Prediction Method. Int. Shipb.Progress, v.29. №335, 1982, p.p. 166-170.

223. Hoppe K-G. Perfomence Evaluation of High Speed Surface Craft with Reference to the Hysucat Development, Fast Ferry International, January-February and April, 1991.------— 318

224. Hoppe K-G. Optimization of Hydrofoil-Supported Planing Catamarans. FAST95, Lubeck-Travemunde, 1995.

225. Hoppe, K.G. Recent applications of hydrofoil supported catamarans. Fast Ferry International, September, 2001.

226. IMO High-Speed Craft Code. London, 1995.1.ternational Conference on High Performance Marine Vehicles, p. 92-101,1999.

227. Kahy O., Novae I. An experimental stady on the hydrodynamic performances of a fast hybrid catfoil ship. Inter. Symp. On Ship Hydr., ISSK 95, St. Petersburg, 1995, p.373-380.

228. Karayannis T., Molland A.F., Williams Y.S. Desing Date for High-Speed Vessels. FAST"99, Seattle, USA, 1999, p.605-615.

229. Karayannis T., Molland A.F. Technical and economic investigations of fast ferry operations, FAST03, Ischia, Italy, 2003, p.21-28.

230. Karppinen T. Criteria for Seakeeping Perfomance Prediction, VIT, ESPOO, 1987.

231. Katamaran-Reederei Bodensee GmbH. Internet: www. bodensee-katamaran. de.

232. Kent J.L. Ships in rongh waves. London, Tromas Nelson and Sons Ltd., 1958.

233. Kihara K. Ditstl Driven Fully Submerged Hydrofoil Catamaran: Mitsubishi SuperShuttle 400, the "Rainbow". FAST93, v.l pp. 139-150.

234. Koushan K. et al. Experimental and Theoretical Investigation of Wake Wash. FAST 2001 Papers, Vol.1, RINA, 2001

235. Kvaerner Fjellstrand delivers first two 35m Foilcats. Fast Ferry International, Jule-August 1995, p.21,22.

236. Lyakhovitsky A.G., Sakhnovsky E.B. Design Date for High Speed Catamarans. ISC'2002 Proceedings, Section A, St.-Petersburg, 2002, p.95 - 102.

237. Migeotte,G., Hoppe, K.G., Kornev, N. (2001) Desing and Efficiency of Hydrofoil Assisted Catamarans //Fast 2001, Papers, Vol. Ill, p.41-54.274. «Medium speed» ferry first in Australia. Ship and Boat Int. 2004, May-June, c.36-37.

238. Morye releases details of 30m foil assisted catamaran design. Fast Ferry Interna-ional, June 2000, p.7.

239. Pavlov, S.D., Prodnicov, S.A., Norrstrand, C., Eriksson H., 'Means and Method for )ynamic Trim of a Fast, Planning or Semi-Planning Boathulf, International Patent Pub-ication Number: WO 96/20105, 1996.