автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.03, диссертация на тему:Технико-экономическое обоснование проектных характеристик судов для охраны экономических зон и для морских исследований

УДК 629.12.001

На правах рукописи

проектных характеристик судов для охраны экономических зон и для морских исследований

05.08.03 - Проектирование и конструкция судов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003478Э13

Санкт-Петербург 2009

003478913

Диссертационная работа выполнена на кафедре Проектирования Судов ГОУВПО «Санкт-Петербургский государственный морской технический университет».

Научный руководитель:

доктор технических наук профессор Царев Борис Абрамович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук профессор Савинов Геннадий Володарович

Защита диссертации состоится «27» октября 2009 г. в 14 час. в ауд. Актовый зал на заседании диссертационного совета Д 212.228.01 по присуждению ученых степеней доктора технических наук при Санкт-Петербургском морском техническом университете по адресу: 190008, Санкт-Петербург, Лоцманская ул., д. 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПБГМТУ. Отзывы просим направлять в адрес диссертационного совета университета Д 212.228.01 в двух экземплярах, заверенных печатью.

Автореферат разослан « 22 » сентября 2009 г.

Ученый секретарь

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Власов Василий Анатольевич

Ведущее предприятие:

Военно-Морской инженерный институт

диссертационного совета доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Разработка способов проектного обоснования характеристик судов для охраны экономических зон и для морских исследований актуальна в связи с тем, что эти суда играют важную роль в регулировании международного сотрудничества по использованию морских ресурсов. Экономическая зона представляет собой район, находящийся за пределами территориальных вод страны, в котором действует конкретный правовой режим.

Суда для охраны экономических зон играют значительную роль в таких районах, где к контролю за морскими ресурсами стремится несколько государств (например, это регионы Охотского и Каспийского морей). При создании методик проектирования судов для охраны экономических зон и для морских исследований необходимо решить несколько актуальных задач:

а) установить перечень выполняемых этими судами функций, свойств и проектных характеристик; подтвердить количественные значения конкретных характеристик анализом базы данных;

б) проверить возможность охраны экономической зоны какой-то группой существующих судов и сопоставить их эффективность;

в) проанализировать характеристики и опыт использования судов береговой охраны в странах, где такие суда применяются (США, Япония, Норвегия и др.).

При планировании флота для охраны экономических зон большой интерес представляет анализ применимости судов пограничных, рыболовных, исследовательских. В экономических зонах необходимы, как правило, достаточно крупные и мореходные суда.

Разрабатываемая методика базируется на общей теории проектирования судов. Проектные задачи здесь тесно увязываются с вопросами мореходности, конструктивной рациональности, экономичности. С этих позиций наиболее полезно использование работ Ашика В.В., Бронникова A.B., Пашина В.М., Борисова Р.В., Бойцова Г.В., Кизилова Д.И., Савинова Г.В., Смирнова А.Г., Фирсова В.Б., Шляхтенко A.B. Согласованию общих и частных критериев оптимизации, анализу подсистем и подзадач, их доминантности и взаимосвязи посвящены работы Пашина В.М. Большой вклад в обоснование проектных решений и мореходных качеств судов аналогичных типов внесли Ачкинадзе А.Ш., Гайкович А.И., Демешко Г.Ф., Ляховицкий А.Г., Никитин Н.В., Суслов А.Н., Селиверстов КЛ., Челпанов И.В., Родионов В.В., Власов В.А., Курочкин Д.В.

Объектом исследования являются суда, движущиеся в водоизмещающем режиме при числах Фруда свыше 0,3 с полной массой в интервале от 1200 до 5000 т, способы их оптимизации и модульного формирования, модели проектного анализа, учитывающие взаимосвязи характеристик, способы выявления особенностей компоновки и архитеюурно-конструктивных типов рассматриваемых судов.

Цель и содержание диссертационном работы

Целью работы является создание методики проектного обоснования главных размерений и общего облика рассматриваемых судов. Задача состоит в получении рациональной совокупности элементов и характеристик судна, которые, выполняя свои функции, соответствуют установленному заказчиком региону. Предметом зашиты являются:

- Разработанная автором методика проектного обоснования элементов и характеристик судов, дающая возможность определять главные проектные величины для трёх возможных условий эксплуатации (в Морском, Океанском и Полярном районах).

- Программный комплекс для определения важнейших проектных характеристик судна по основным позициям технического задания. Этот же комплекс адаптирован для проектирования судов сходных типов при условии их создания на основе унифицированных корпусов и модульного оборудования.

- Схемы архитектурно-компоновочного проектирования с конкретной процедурой возможного применения модульных решений (с параллельной оценкой позиций, по которым модульность влияет на эффективность, и с оценкой возможности мсжпроектной унификации).

- Результаты расчетов, выявляющие рациональные интервалы изменения требований к функциональному оборудованию, к скорости и к дальности.

Научная новизна и достоверность результатов

Наиболее важным из новых результатов является отсутствовавшая ранее методика определения главных элементов судов, основанная на анализе базы данных и на реконструктивном анализе. Научная новизна диссертационного исследования заключается в том, что впервые систематизированы основные элементы и характеристики функционального оборудования судов рассматриваемых типов, данные о которых ранее были разбросаны по разрозненным источникам.

Новые результаты включают в себя также: способ определения состава нагрузки, позволяющий проводить оценку их полной массы; схему детализированной оценки строительной стоимости; установление характерных особенностей . компоновочного облика судов и оценку возможностей применения модульных решений с различным уровнем универсализации или специализации; конкретизацию экспортных требований к рассматриваемым судам; учет разных условий в возможных районах охраны.

Достоверность результатов обеспечивается применением теории проектирования судов и оптимизации, методов математической статистики и анализа мореходных и конструктивных качеств, использованием

достоверных проектных материалов и реконструктивным анализом в случае неполноты информации. В необходимых случаях проводились тестовые расчеты, результаты которых были сопоставлены с практикой проектирования н данными по существующим судам.

Личный пк-лзд автора диссертации п выносимые на защиту научные положения. Диссертационное исследование выполнено автором работы самостоятельно, авторскими являются все выводы и рекомендации. Результаты разработаны автором диссертации самостоятельно, что подтверждается публикациями и докладами в 1999-2008 годах. В совместных публикациях указываются доля участия автора и положения работы, постановка и выполнение которых принадлежит диссертанту. Практическая значимость

Практическая значимость диссертационного исследования заключается в создании проектных алгоритмов и рекомендаций, снабжённых практическими примерами и инструкциями по использованию. И сама работа и дополняющие её программные комплексы определённо имеют прикладной характер. Программные комплексы апробированы в практике проектных организаций. Внедпеине

Разработки по определению основных характеристик судов для патрулирования в экономических зонах Дальнего Востока, Севера, и Запада на ранних стадиях проектирования внедрены в ОАО ЦКБ «Айсберг», филиале ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова - ЦКБ «Балтсудопроект» и ФГУП «Адмиралтейские верфи». Апробация:

Наиболее важные результаты исследования докладывались на международных конференциях: в 1993 году на конференции в ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, в 1999, 2001 и 2008 годах на конференциях по морским интеллектуальным технологиям «Моринтех», на конференциях «Моршггех-Юниор» в 2000, 2002 и 2004 годах, на Межвузовских конференциях во ВМИИ в 2000 и 2002 году, на конференции во Владивостоке в 2001 году, на конференции РАРАН «Актуальные проблемы защиты и безопасности» в 2007 году, а также на конференциях СПбГМТУ и на научном семинаре НТО судостроителей им. А.Н. Крылова в 2007 г. Публикации:

Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в 13 статьях, из которых две в журнале «Морской Вестник», входящему в Перечень ВАК РФ. При этом 7 публикаций выполнены без соавторов, в остальных доля участия автора составляет от 25 до 50%. Объем и структура работы

Работа состоит из введения, 5 глав и заключения. Объем - 219 страниц, в том числе 63 рисунков, графиков и блок-схем, 57 страниц приложений. В списке литературы 109 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении даны обзор разработок по судам для экономических зон, постановка задачи исследования. При ориентации на существующие методики проектирования спасательных и исследовательских судов для рассматриваемого в диссертации типа судов определен объем корректировки и установлены пределы их использования. Методика обоснования характеристик рассматриваемых судов разработана с объединением нескольких подходов. Оптимизация устанавливает экономически выгодную связь между массами, размерениями и характеристиками формы корпуса. Ряд проектных вопросов решён путем системного анализа базы данных.

Постановка диссертационного исследования является оптимизационной и начинается с выбора структуры модели и критериев. Выясняется связь формы целевых функций оптимизации с конкретными задачами судов. Проводится количественное сопоставление характеристик по вариантам судов с помощью проектировочной модели. Оптимальные решения соответствуют наилучшему значению критерия эффективности при выполнении требований к мореходным и конструктивным качествам при заданных заказчиком значениях грузоподъёмности, вместимости помещений, скорости и оборудованное™. Основным критерием считаются рекомендованные И.Г. Бубновым совокупные затраты.

Применительно к судам для охраны экономических зон должны быть заданы:

1. Полезная функциональная нагрузка, куда войдут массы минимально необходимого оснащения и массы исследовательского (спасательного) комплекса. Этим определено свойство оборудованное™.

2. Уровень мореходности, определяемый регионом охраны или проведения исследований, характерной длиной и высотой волны, повторяемостью волнения.

3. Скорость полного хода (исследование показало, что в современной практике её нижний предел для сходных судов ограничивается 15 узлами, верхний 22 узлами).

4. Дальность плавания, связанная с протяжённостью экономической зоны.

Могут быть заданы или согласованы в ходе проектирования: численность экипажа, научного персонала, ожидаемое количество спасённых, материал корпуса, тип энергетической установки. Дополнительным ограничением на область возможной оптимизации является необходимое увеличение размерений для обеспечения достаточной мореходности.

В число функциональных зависимостей - ограничений, целесообразно включить, такие, которые для исследуемых судов имеют особые формы:

1. Условие минимальной длины, обеспечивающей требуемую мореходность

V

Л-

где: Ь - максимальная длина судна по КВЛ; Хв - средняя длина волны в заданном регионе патрулирования; в квадратных скобках - рекомендуемая величина.

2. Условие вместимости по площадям:

= (« х £ х В х Кяр)Пч, £ ¿ГБ; (2)

/=I

где: £ - длина судна по КВЛ; В - ширина судна по КВЛ; -располагаемая площадь; а - коэффициент полноты соответствующей палубы; К,Р - коэффициент использования площади ярусов; пю - число ярусов надстройки; 5, - необходимая площадь поу-ой составляющей.

3. Условие обеспечения безопасности можно представить в виде совокупности факторов, связанных с безаварийной эксплуатацией судна:

и (я) \ «,

[«]<«; = (3)

I »=( ) <=1

Здесь [се] - показатель допустимого уровня безопасности (вводится экспертным путём на основе прототипа, характеристики которого признаны приемлемыми в эксплуатации, и сопоставляется с фактическим); я, -долевой коэффициент, показатель относительной важности данной составной части в общей их совокупности; се1 - характеристика одного из конкретных свойств, обеспечивающих безопасность и живучесть судна; П -знак перемножения; bi - контрольный фактор выполнения требований по данному виду безопасности. Оцениваемыми характеристиками будут, например: се1 - компоновочно-конструктивные характеристики обеспечения непотопляемости; (В2 - характеристики, связанные с пожаробезопасностью и эвакуацией; се- - характеристики общей готовности судна.

4. Условие противодействия дрейфу в качестве одного из условий управляемости. Первоначальная оценка может быть сделана на основе вычисления коэффициента ветробойноспг.

К. (4)

£ х Т

где: К„ - коэффициент ветробойности; - площадь парусности.

5. Показатель оборудованное™ (косвенно входит в задание, но в ходе проектирования может быть изменен и проверяется в согласованном объёме):

/"»(9) >(9)

[9]«7= 2>.х<?. П6' (5)

V<=1 / <=1

Здесь: [17] - показатель допустимого уровня оборудованное™; а, - долевой коэффициент вида оборудованное™; <у, - частный показатель уропня оборудованности; Ь, - фактор наличия данного вида оборудованности.

В модель входит также учёт обычных вопросов, по которым проектные методики достаточно отработаны: плавучесть, рациональная структура нагрузки, мощность, мореходность, остойчивость, прочность, удифферентовка, себестоимость и цена, совокупные затраты.

При разработке моделей проектирования в качестве наиболее важных были приняты для исследования такие наиболее существенные разделы:

1) требования, предъявляемые к судам для охраны экономических зон и для морских исследований. Зарубежные данные по судам близких типов;

2) характеристики и методики проектирования судов сходных типов;

3) взаимосвязь проектных характеристик. Выявление наиболее важных условий. Обоснование частных критериев оптимизации;

4) формирование рациональной структуры проектных алгоритмов.

В разделе В2 дан краткий обзор публикаций по теме. Технические

Рис. 1. Судно береговой охраны Нордкап

Первая глава диссертации содержит базу данных по рассматриваемым судам. Даются термины экономической зоны. Рассматриваются конвенционные права и обязанности прибрежного государства, свобода судоходства в экономической зоне. Учтен вопрос о мерах борьбы с неблагоприятной экологической обстановкой и о ее мониторинге.

Дан обзор сходных отечественных судов: гидрограф1гческого судна «Тайга», спасательного судна «Памир», транспортного судна «Илга», близкого по своим параметрам к тендерам Береговой Охраны США, исследовательских судов «Камчатка», «Меридиан» (рис. 2), судна «Айсберг» (рис. 3), приспособленного для охраны в северных широтах и имеющего достаточную ледопроходимость.

В рассмотренной группе судов характеристики ранее определялись стихийно, поэтому при построении графиков наблюдается большой разброс

описания сопровождаются выявлением части характеристик из графических материалов. Пример компоновки судна Нордкап показан на рис. 1.

Рис. 2. Исследовательское судно «Меридиан»

Рис.ЗЛедоколыюе судно «Айсберг»

точек. Можно лишь зафиксировать общую тенденцию и определить рабочим диапазон для обсуждаемых характеристик. В случае заметной группировки точек выведены приближенные формулы, позволяющие определять допустимые варианты. Для изменения ширины В по интервалу длины L справедлива формула:

В = 6,5 + 0,091 L±1,2(M) (6)

Среднее В/Т меняется от 2,6 до 2,9 по интервалу полной массы:

В/Т = 3,05 - 7xlO~sD (7)

Это соответствует благоприятному балансу между нижним и верхним пределами остойчивости. При анализе коэффициента общей полноты видна физически понятная закономерность:

S = 0,76 -0.84 Fr ± 0,04 (8)

Анализ высоты надводного борта показал, что для судов полярного региона средний надводный борт в районе бака составляет около 4 м. Для морского региона увеличение составляет в среднем 0,5-0,6 м. Для океанского региона по требованиям повышенной мореходности происходит добавочный рост 4,5-6 м.

Далее дан анализ зарубежных данных по судам, близким по типу к судам для охраны экономических зон. Распределение исследованных судов таково: наиболее значителен вклад Японии (31%) и США (16%). Заметную роль играют также Индия, Малайзия, Канада и Франция. Японский опыт актуален для российских судов по Дальнему Востоку (океанский регион), а опыт США и Канады - также и для Арктики (полярный регион).

База данных по зарубежным судам достаточно представительна, по сгущениям точек обнаруживается дискретность изменения ширины В по интервалу длины. Имеются три дискретных группы судов с почти унифицированными значениями ширины 7-8, 10-11, 15 метров. Это благоприятный факт для внедрения модульного подхода. При анализе данных по судам, построенных в США, Канаде и в европейских странах изменение ширины по интервалу длины принимает следующий вид:

В = 0,1/41 + 3,8 (9)

Это приводит к менее широким судам по сравнению с (6). Малое изменение отношения В/Н было установлено еще В.В. Ашиком для судов обычного типа. Дискретность выбора осадки Т при сравнительно малом изменении соотношений В/Т и Н/Т порождает разброс В и Н . Общая тенденция изменения Т по интервалу длины:

Г = 1,7 + 0,0351 (10),

но разброс данных значителен. В то же время визуальный анализ графика показал, что имеются группы судов с устойчивыми интервалами осадок Т = 2,2 + 2,7 м; Т = 3,4 -f 4,7 м; Т = 5,8 * 6,4 м.

Сравнительно устойчивое изменение скорости по диапазону длины показывают только японские суда (рис. 4):

У = 11,7+0.0781 (1!)

Данные по судам других стран в среднем близки к (11), но разброс более значителен.

т

4

»15.0 1 и • ...

•00 •од а 0 103Д 120 Л 140Л 1604 ДПЯН«!..*

Рис. 4. График изменения скорости по интервалу длины судна

Обнаружен линейный рост дальности г при росте Ь по формуле: г = 67,5Ь + 150 (12)

Это подтверждает, что длина является главным фактором мореходности.

Выше уже говорилось о возможности унификации некоторых характеристик. Это видно и из анализа гистограмм распределения длин. При модульных разработках можно исходить из следующих базовых длин: 40; 51; 63; 76; 92; 109 м. Таким длинам дискретно соответствует упомянутый выше ряд ширин 7-8; 10-11; 15 м и осадок 2,2-2,7: 3,4-4,7; 5,8-45,4 м.

Вторая глава посвящена следующему этапу в разработке алгоритма проектирования рассматриваемых судов. К проблемным вопросам можно отнести:

1. Определение и уточнение состава нагрузки на основе конструктивных и компоновочных схем.

2. Обоснование состава и размещение функционального оборудования.

3. Разработка компоновки и уточнение размерений судна, его деления на отсеки, установление размеров надстроек.

4. Рассмотрение непотопляемости и рациональное размещение переборок.

5. Оценка характеристик других наиболее важных качеств: остойчивости, удифферентовки, ходкости.

В каждом варианте проекта необходим учёт конкретных компоновочных схем и композиции применённых материалов по их удельной прочности (влияющей на структуру толщин в составе мидель -шпангоута).

При разработке алгоритма проектирования (на примере датского судна «Тетис» и итальянского судна «Кассиопея») выделены доминирующие подсистемы. По характеру основных требований к рассматриваемым судам (задержание нарушителей, дежурство в плохих погодных условиях, разнообразие конкретных ситуаций эксплуатации) к числу наиболее

важных условий необходимо отнести: ходкость, мореходность, функциональную оборудованнссть. Имеется в виду преобладающее значение эгих условий в эффективности судна. Учитываются неблагоприятные условия ветра и волнения, при которых качка, заливаемость и связанные с ними ограничения в маневрировании и применения функциональных и технических средств могут привести к снижению эффективности. К одному из основных условий, определяющих мореходность, отнесена приспособленность архитектуры, функциональных и технических средств к выполнению задач, решаемых в штормовых условиях. Она обеспечивается высотой надводного борта, соотношением главных размерений, формой корпуса, размерами и формой надстройки судна.

В разделе 2.2 дана общая характеристика компоновки многоцелевых судов, основного оборудования и рекомендации по объемам, площадям и компоновочным размерам. Выделены посты по управлению функциональным оборудованием; энергетический комплекс н технические помещения; жилые помещения; многоцелевая площадь, в том числе кладовые обеспечения и помещения, связанные с обслуживанием вертолёта.

При проектировании компоновки после уточнения мощности и выбора главного двигателя длину машинного отделения (МО) можно определить, выразив её через длину главного двигателя:

¿а/О = вх1а , (13)

где /г1 - длина собственно дизеля; а - коэффициент, значение которого берётся из базы данных. Далее можно определить объём МО:

И,ио = ^охВхНио , (14)

где В - ширина от борта до борта; Нмо - высота МО до верхней палубы. Можно использовать в качестве характеристики для определения объёма МО непосредственно полную мощность:

= Я,о (15)

Здесь IVм0 - объём МО; <7,та - плотность компоновки энергетической установки (а среднем = 0,063); N- полная мощность.

Объём, предназначенный для жилых помещений, определяется в зависимости от комплектации судна экипажем и норматива среднего объёма на одного человека. Численность экипажа в первом приближении может быть оценена по зависимости:

Пэк = 0/К , (16)

где й - полная масса, К = 12-14 т / чел.

Численность экипажа рассматриваемых судов, как правило, составляет 70 - 95 человек. Общую площадь помещений экипажа можно определить по формуле:

5, = Кк хпк + К„ хпт + Км хПлп (17)

где Кт Км - нормы площади на человека; пк , пт , пм - число лиц командного, технического состава и матросов соответственно.

В разделе 2.3 представлено распределение объемов и площадей, рассмотрены вопросы обеспечения непотопляемости и других условий безопасности, построения чертежей общего расположения. Компоновка рассматриваемых судов включает в себя четыре основных вида помещений: 1. Энергетический. 2. Командно-служебный. 3. Жилой, 4. Функциональный (оборудование и спасательно-исследовательский комплексы). Схематичное распределение перечисленных видов помещений по судну представлено

на рис. 5.

2 |

4 3 2 4

3 А 3 /

1_4. 1 2 2 2 /

Рис. 5. Условная компоновки судна

При решении

вопросов определения

числа и местоположения переборок был применён опыт типизации компоновок у судов сходных типов. По таким судам удалось выявить конкретные типовые архитектурно-компоновочные варианты и установить преобладающие значения относительных длин важнейших отсеков (в первую очередь, машинного отделения). Систематизированы данные по относительным длинам отсеков. Использование подобных данных на основе типизации позволяет выявить компоновочные тенденции, а также решать проектные задачи: задавать исходные относительные длины, а затем получать длины конкретных отсеков.

В подразделе 2.3.4 рассмотрена возможность более широкого применения модульных решений. Модульное формирование помещений и оборудования судов заключается в их проектной и построечной компоновке из заранее разработанных конструктивно-функциональных модулей для тех помещений и оборудования, которые либо многократно используются на одном и том же судне, либо являются заменяемыми объектами, позволяющими гибко менять назначение и объем выполняемых задач. Модульный подход имеет определенные преимущества:

- появляются возможности заблаговременной отработки компоновочных и конструктивно-технологических решений;

-удается обеспечивать рациональную повторяемость близких по назначению и одинаковых по размерам помещений;

- могут быть снижены затраты на постройку судов и изготовление для них оборудования;

-повышается гибкость использования, поскольку отдельные помещения и (или) элементы их оборудования могут экономично заменяться.

В третьей главе представлен анализ проектных характеристик, связанных с нагрузкой и мощностью. В разделе 3.1 рассмотрен способ определения состава нагрузки, оценки удифферентовки и остойчивости.

Дана оценка условных приведённых толщин обшивки проектируемого судна. Условной приведенной толщиной считается толщина связи, включающая в себя не только фактическую толщину данной связи, но и «размазанную» суммарную площадь установленных в пределах листа обшивки ребер жесткости:

Л = До + (со„а6./6), (18)

Здесь Д0 - фактическая толщина обшивки, мм; сош6 - площадь

поперечного сечения набора, мм2; Ь - продольная шпация, мм. При определении приведенных толщин были использованы схемы поперечных сечений судов - прототипов.

Приведена схема функционально-стоимостного анализа и рассмотрен пример экономического обоснования проектных характеристик. При экономическом обосновании использовались рекомендации И.Г. Бубнова и А.И. Балкашина:

Ц = £&хР) (19); Э = а,хЦ+а2хЦя+а3хЦя (20) Здесь: Ц - цена судна; / - ценовые коэффициенты Балкашина; а, - доля амортизационных и ремонтных отчислений, а также налогов и сборов; а2 -коэффициент регионального роста бункеровочных расходов; Цт - цена топлива и смазки; а} - коэффициент навигационных и накладных расходов; Цж - зарплата экипажа; Ц„ - цена топлива, которая, в свою очередь, соответствует формуле:

Цт = а< хРпо» ХПр (21),

где: а4 - цена тонны топлива, Ршлг - масса топлива на один рейс; пр -количество выходов в море. Полученные результаты для цен численно совпадают с современными данными по стоимости судов на мировом экспортном рынке.

В модели проектного анализа мореходности и рациональных форм обводов для переходных режимов движения выделены 5 основных групп значимых характеристик и соотношений: удлинённость (Ь/В, 1); полнота объёма (5, ф); форма поперечных сечений (Р, килеватость, форма шпангоутов); параметры форм горизонтальных сечений (а, форма \УЬ, углы заострения центровка и связанная с ней форма батоксов, подъём скулы. При создании судов охраны экономических зон иногда может быть актуально применение форм, характерных для переходных режимов движения, когда необходима мореходность для дальней охраны и кратковременное достижение на волне приемлемо высоких скоростей задержания.

Четвертая глава посвящена этапу обобщенного проектного обоснования судов. Представлена общая блок-схема проектирования судов для охраны экономических зон (рис. 6).

1 задание на проектирование

1

2 | обшая база данных |

4

и база данных по доминирующим подсистемам

1

:.2 база данных по компоновке

i

3 базисные характеристики первое приближение

1'

4 исследуемые варианты

5 архитектурная компоновка. варианты расположения помещения и оборудования

ж

нагрузка, координаты, удифферентшка базового варианта

7 энергетика

8 надводный борт и непотопляемость

выбор творен гй5ского чертёжа

конструкция и материалы;

11 уточнение массы корпуса

12 размерен! 1я во втором приближении

Рис. 6. Общая блок-схема для технико-экономического обоснования проектных характеристик

В число функциональных зависимостей для различных позиций общей блок- схемы, кроме ранее упомянутых, включены и обычные условия:

1. Плавучесть и рациональная структура нагрузки:

rxSxLxBxT^gf^P, (22)

>•1

где: у= 1,025 т/м3 - удельный вес воды; 8- коэффициент общей полноты; L - длина судна по KBJI; В - ширина судна по KBJI; Т - осадка судна по KBJI; g = 9.81 м/с2 - ускорение свободного падения; £ - знак суммирования; Р, - соответствующая конкретная статья нагрузки.

2. Благоприятность бортовой качки. Проверяется условие выхода из области резонанса:

тс > 1,25т, (23)

Развёрнутое выражение формулы (23):

-^>1,25*0,8Д" (24)

где: тс - период собственных колебаний; г, - период волны; hMrm -метацентрическая высота; А, - длина волны; 1.25 - коэффициент запаса по отношению к резонансу.

3. Мощность и ходкость. При предварительном анализе в методике применяются следующие зависимости:

а) уравнение мощности для энергетической подсистемы в общем виде:

102/f

-«ОТ 14

б) формула адмиралтейского коэффициента (при Рг > 0,26):

л'--—-<[л] (26)

в) «флотская» формула (при Рг < 0,26):

N = Клич X о* XI/* (27)

г) пересчёт по близкому прототипу:

Здесь N - мощность ЭУ (кВт); £) - полная масса судна (т); V - скорость полного хода (узл.); СА - адмиралтейский коэффициент; /?, - сопротивление движению судна по /-ой составляющей; V/ - скорость в м/с; г) - КПД двигателя с поправками (пропульсивный коэффициент); КАач -коэффициент Ашика-Царева-Челпанова.

4. Соответствие начальной остойчивости проектным нормативам:

где: - положение центра тяжести судна по высоте; дл - изменение начальной метацентрической высоты (из-за наличия свободных уровней жидкости).

5. Оценка конструктивных характеристик. Применительно к продольному изгибу судна:

а = (30)

где: о - расчётное напряжение; К - коэффициент изгибающего момента; 1¥,0ПР - момент сопротивлсши при изгибе; [ст] - допускаемые напряжения.

6. Удифферснтовка. Обеспечение совпадения продольного положения ЦТ и ЦВ из условий посадки на ровный киль:

ЦР-Х! И 14

АД/»

где: Хе - положение центра тяжести судна по длине; Т.Р& - суммарный момент; Хс - значение абсциссы центра величины, удовлетворяющее условию ходкости.

7. Оценка компоновки с позиций непотопляемости:

а) при использовании типизированных кривых предельных длин отсеков:

¡'(„ <['„„]} (32)

б) по оценке рационального запаса плавучести:

в) по оценке аварийной остойчивости при затоплении наиболее длинного отсека:

/ х й3

ДА <1, (34)

матма.

Здесь: 1,м - фактическая длина 5-го отсека; [/,г„] - допустимая длина ¡-го отсека по диафамме предельных длин; [дк] _ относительный запас плавучести; АV - абсолютный запас плавучести; V - объёмное водоизмещение; Н - высота борта судна; ЛИметм - аварийная метацентрическая высота; 1пах - длина наибольшего затопленного отсека.

В разделе 4.2 по результатам исследования сформированы требования (табл. 1) к судам для патрулирования в Экономических Зонах для трёх регионов.

Таблица 1

Требования к судам для патрулирования в Экономических Зонах.

Параметры задания Регионы

Морской Океанский Полярный

Комплектация экипажа 45 + 25 чел. 60 + 35 чел. 40 + 35 чел.

Скорость (узл) 22 22 17

Мореходность (баллы) 7 по волне; неограниченная по ветру неограниченная неограниченная

Дальность плавания (мили) 4000 4500-6000 6000

Автономность (сутки) 20 30 50

Состав функциональною оборудования Типовой ТИПОВОЙ типовой

Вертолет ангар или площадка ангар ангар

Возможные интервалы основных характеристик Ь 65-5-80 м; В 11-15 м; Т 3+4.5 м О 1200-3500 т; N 4500 кВт 1 75-100 м; В 13+16 м; Т 4+5.5 м; О 2000+4000т N 6700 кВт Ь 70+90 м; В 15+18 м; Т 4.5+6 м й 3000+5000 т, Ь, 2 0.7 м; N 4000 кВт

В главе 5 рассмотрено конкретное применение методики для начальной стадии разработки проекта. Представлена схема модульного формирования.

На рис. 7 представлена блок-схема процесса модульной разработки для этапа формирования технического задания. Модульность будет являться одним из преимуществ, как для завода и его конструкторского бюро при реализации экспортного варианта, так и для заказчика, когда возникнет необходимость создания более полноценной функциональной единицы. Строить судно полной массой до 3000 т (с возможностью расширить его функциональность в будущем с помощью сменных функциональных модулей) предпочтительнее. Единый корпус может выбираться из типоразмерного ряда корпусов морских или океанских траулеров, научно-исследовательских или гидрографических судов. Надо заранее представить степень модульности объекта и оценить, реализуема ли она для конкретного случая. Размещение функциональных и укрупнённых модулей в корпусе судна проводится в последовательности:

а) функциональные модули; б) обитаемые модули; в) агрегатные модули.

[ | заявка цказчика"

ВВОД ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

2 условия нрименкння судна

проектио-техпическое задание

РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

высот птшушитьенного назначения и доминирующего оборудования

4 согласование требования к выилшншу

КОРПУСУ шзан0.1скоиорлл* ^

7 БАЗА ДАННЫХ ПО ФМ. а ТОМ ЧИСЛЕ ПО РАЗРАБОТКАМ ЗАКАЗЧИКА

8 СОСТАВ ПОЛНОГО ОБОРУДОВАНИЯ в ВИДЕ ФМ ДЛЯ НЕСКОЛЬКИХ ВАРИАНТОВ

*

9 В 1 ОМ ЧИСЛЕ СОСТАВ ОЬОРУДОВА11ИЯ ДЛЯ ОХРАНЫ ЭКОНОМИЧЕСКИХ зон

расчёт коэффициентов полноты

1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

РАСЧЁТ МОЩНОСТИ

т

определение агрегатной мощности

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАТЕЙ НАГРУЗКИ

корректировка разм ¡.рении с учётом нагрузки

т

9 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ ДВИЖИТЕЛЯ

УДИФФЕРЕНТОВКА

расчёт стоимости

вывод основных характеристик проекта

Рис. 8. Алгоритм расчётного комплекса

Рис. 7. Блок-схема процесса молулыюй разработки сулое для охраны экономических зон. Примечание к позиции 6: * При вторичном «НЕТ» отказ от модульного формирования или поиск других возможностей реализовать модульность эффективно для завода

В разделе 5.5 описаны возможности программного комплекса для определения основных проектных характеристик. Программа рассчитывает значения проектных характеристик варианта судна. Алгоритм представлен на рис. 8.

Судно может быть спроектировано по одному из трех вариантов:

1. Морской (Балтийское, Черное и Каспийское моря).

2. Океанский (Дальний Восток).

3. Полярный (северные широты).

Программа позволяет: определить основные характеристики судна и предъявить схему компоновки; получить основные статьи нагрузки; определить мощность энергетической установки (в том числе, мощность

для хода во льдах); представить форму корпуса па основе типизированного теоретического чертежа и оценить основные характеристик» мореходности; оценить стоимость судна и его эксплуатации.

, В диалоговом окне «задание на проектирование» вводятся необходимые данные: выбор региона (Морской, Океанский, Полярный); выбор для требуемой мощности энергетической установки; массу функционального оборудования; количество ярусов надстройки; скорость хода (максимальную); дальность плавания; автономность; численность экипажа (с учетом добавляющихся людей); коэффициент общей полноты (если не задан, то может быть рассчитан программой или введен по прототипу).

Результаты исследования. В результате исследований сформулирована и проверена на типовых примерах базовая методика исследовательского проектирования судов для охраны экономических зон и морских исследований. Выявлена доминантная роль мореходности для этих судов и необходимость выбора длины и формы обводов с первоочередным учётом именно этого фактора. Методика позволяет решать задачи исследовательского проектирования и содержит ряд новых научных, практически важных результатов:

1. Сформирован программный комплекс, позволяющий корректировать исходное проектное задание, проверять согласованность его позиций и выполнять обоснование основных проектных элементов в объеме, достаточном для заключения контракта на проектирование и постройку. Проверена работоспособность методики и конкретного программного комплекса.

2. Проведены сопоставительные расчеты, позволившие выявить возможности и рациональные интервалы изменения требований к функциональному оборудованию, скорости и дальности. Проведено обобщение зарубежного опыта в новой и актуальной области теории проектирования судов, позволяющее решать наряду с обычными проектными задачами также задачи переоборудования и задачи создания судов на экспорт.

3. Показана эффективность модульного подхода при значительном объеме заказываемых судов и предложена конкретная схема применения модульных решений (с параллельной оценкой позиций, влияния модульности на эффективность).

4. В результате исследований по базе данных определены взаимосвязь и интервалы изменения характеристик судов, близких к судам для охраны экономических зон, и их соотношений, построен ряд графиков для практического применения, а также предложен ряд конкретных проектировочных формул. При проектировании исследовательских судов доминантность обеспечения мореходности, дальности, обитаемости и автономности отражается, прежде всего, в последовательности обоснования проектных элементов и формы корпуса. Эффективная (оптимальная) длина

оказывается, как правило, больше по величине, чем это происходит при обычном применении уравнений масс и объёмов. Значение коэффициента обшей полноты оказывается меньше, чем это требуется по сложившимся нормативам для конкретных интервалов чисел Фруда. Понимание приоритета мореходности позволяет эффективно проводить оптимизацию главных элементов и формы корпуса, добиваться согласованного баланса требований заказчика и проектных характеристик. Список публикаций автора: В изданиях, входящих в перечень ВАК РФ:

1. Первые артиллерийские катера в России (автор 25%) / Измайлов И.А., Селезнёв A.A., Шагиданов В.И., Царев Б.А. «Первые артиллерийские катера в России» // Морской Вестник, 2002, №3, с. 83-85.

2. Модульное формирование помещений судов для охраны экономических зон и их оборудования (автор 100%) / Шагиданов В.И. «Модульное формирование помещений судов для охраны экономических зон и их оборудования» // Морской Вестник, 2007, №1, март - с. 26-31.

Прочие публикации:

3. Исследование диапазона показателей для оценки характеристик энергетики при проектировании судов (автор 35%) / Хализев O.A., Шагиданов В.И., Шихова Е.И., «Исследование диапазона показателей для оценки характеристик энергетики при проектировании судов» // Труды третьей международной конференции по морским интеллектуальным технологиям «МОРИНТЕХ 99». С-Пб., НИЦ Моринтех, 1999 г., т.2, с. 70-72.

4. Модель проектного анализа корабельных обводов для переходных режимов движения (автор 100%) / Шагиданов В.И. «Модель проектного анализа корабельных обводов для переходных режимов движения» // Труды первой конференции молодых учёных и специалистов по морским интеллектуальным технологиям «МОРИНТЕХ-ЮНИОР 2000». С-Пб., 2000 г., с. 25-26.

5. Значение количественных интервалов проектных характеристик корабля при оценке эволюционных тенденций (автор 35%) / Захаров А.И., Царев Б.А., Шагиданов В.И. «Значение количественных интервалов проектных характеристик корабля при оценке эволюционных тенденций» // Сборник тезисов докладов Межвузовской конференции. С-Пб, ВМИИ, 2000 г., с. 83-84.

6. Особенности модели проектного анализа судов для охраны экономических зон (автор 100%) / Шагиданов В.И. «Особенности модели проектного анализа судов для охраны экономических зон» // Труды четвёртой международной конференции по морским интеллектуальным технологиям «МОРИНТЕХ 2001».С-Пб., 2001 г., с. 35-38.

7. Модернизационные вопросы, возникающие при создании судов для патрулирования экономической зоны (автор 35%) / Захаров А.И., Царев

Б.А., Шагиданов В.И. «Модернизанионные вопросы, возникающие при создании судов для патрулирования экономической зоны» // Материалы междунар. конф. «Кораблестроение и океанотехника. Проблемы и перспективы». Владивосток, ДВ Гос.Техн.Университет, 2001 г., с. 47-49.

8. Обоснование блок-схемы проектирования судов для охраны экономических зон (автор 100%) / Шагиданов В.И. «Обоснование блок-схемы проектирования судов для охраны экономических зон» // Труды второй конференции молодых учёных и специалистов по морским интеллектуальным технологиям «МОРИНТЕХ-ЮНИОР 2002». С-Пб. 2002 г., с. 28-30.

9. Этапы совершенствования теории проектирования кораблей (автор 100%) / Шагиданов В.И. «Этапы совершенствования теории проектирования кораблей» // Сборник тезисов докладов межвузовской конференции, С-Пб, ВМИИ, 2002 г., с. 34-36.

10. Сопоставление базовых региональных вариантов при обосновании проектных характеристик судов для охраны экономических зон (автор 100%) / Шагиданов В.И. «Сопоставление базовых региональных вариантов при обосновании проектных характеристик судов для охраны экономических зон» // Труды третьей конференции молодых учёных и специалистов по морским интеллектуальным технологиям «МОРИНТЕХ-ЮНИОР 2004». С-Пб. 2004 г., с. 39-41.

11. Экологическое значение исследований, связанных с обеспечением безопасности экипажей судов при наличии неблагоприятных факторов риска (автор 50%) / Любимова Н.Е., Шагнданов В.И. «Экологическое значение исследований, связанных с обеспечением безопасности экипажей судов при наличии неблагоприятных факторов риска» // Труды десятой всероссийской научно-практической конференции, том 4 «Актуальные проблемы защиты и безопасности», Российская Академия Ракетных и Артиллерийских Наук. С-Пб. 2007 г., с. 168-171.

12. Проектное обоснование характеристик судов для охраны экономических зон и исследования океана (автор 100%) / Шагиданов В.И. Проектное обоснование характеристик судов для охраны экономических зон и исследования океана Н Сборник докладов международного семинара «Суда будущего», НТО судостроителей им. акад. А.Н. Крылова, С-Пб., 2007 г., с. 60-63.

13. Особенности эволюционного совершенствования проектных характеристик сложной морской техники (автор 25%) / Апалько Т.А., Демидов H.A., Царев Б.А., Шагиданов В.И. «Особенности эволюционного совершенствования проектных характеристик сложной морской техники» // Доклады секции №1 на «Круглом столе» по проблеме конкурентоспособности судостроительной промышленности. С-Пб. НТО судостроителей им. А.Н. Крылова, 2008, с. 21-23.

11ЦСП6ГМТУ, Лоцманская, 10 Подписано в печать 16.09.2009. Зак. 3857. Тир. 100.1,1 печ. л.

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

В.1. АКТУАЛЬНОСТЬ И НАПРАВЛЕННОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ.

В.2. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ТЕМЕ.

В.З. ВЫЯВЛЕНИЕ ВАЖНЕЙШИХ ПРОБЛЕМ.

В.4. ПОСТАНОВКА И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ТРЕБОВАНИЙ К СУДАМ ДЛЯ ОХРАНЫ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ЗОН. ОБЗОР ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК.

1.1. Определение новой группы судов и понятия экономической зоны. Режим экономических зон и пребывания в них иностранных судов.

1.2. Задачи мониторинга окружающей среды, выполняемые судами для охраны экономических зон.

1.3. Анализ отечественных данных по судам, близким по типу к судам для охраны экономических зон.

1.4. Анализ данных по зарубежным судам, сходным по типу с судами для охраны экономических зон.

1.5. Особенности судов для морских исследований.

ГЛАВА 2. ВЗАИМОСВЯЗЬ БАЗИСНЫХ И КОМПОНОВОЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК.

2.1. Выявление характеристик доминирующих подсистем. Нагрузка, состав и компоновка функционального оборудования.

2.1.1. Проблемные вопросы проектирования и способы их решения.

2.1.2. Пример выделения доминирующих подсистем.

2.1.3. Мореходность как основной доминирующий фактор для судов охраны экономических зон.

2.2. Проектный анализ компоновки и выделение доминирующих помещений.

2.2.1. Общая характеристика компоновки.

2.2.2. Рекомендации по объёмам, площадям и компоновочным размерам

2.2.3. Общая характеристика основного оборудования.

2.3. Компоновка помещений в корпусе и надстройках.

2.3.1. Распределение объемов и площадей для последующего построения чертежей общего расположения.

2.3.2. Анализ компоновки с позиций обеспечение непотопляемости и других факторов безопасности.

2.3.3. Характеристики машинных отделений.

2.3.4. Модульные подходы при формировании общего расположения.

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ПРОЕКТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК, СВЯЗАННЫХ С НАГРУЗКОЙ И ФОРМОЙ ОБВОДОВ.

3.1. Схемы определения состава нагрузки.

3.2. Учет конструктивных факторов. Разработка мидель-шпангоутов по схеме приведенных толщин.

3.3. Схема оценки удифферентовки и остойчивости.

3.4. Критерии оптимизации и определение экономических показателей. Схема функционально-стоимостного анализа.

3.5. Обоснование проектных решений, связанных с мореходностью, ходкостью и энергетикой.

3.5.1. Форма корпуса, способы её обоснования и совершенствования. Мореходные формы обводов для переходных режимов движения.

3.5.2. Требования к форме корпуса судна для охраны экономических зон.

3.5.3. Варианты теоретического чертежа при оптимизации.

ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ И ДЕТАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

4.1. Предварительная блок-схема проектирования судов для охраны экономических зон и морских исследований.

4.2. Формирование проектного задания.

4.3. Детализация блок-схемы методики.

2. Характеристика программного комплекса.172

3. Инструкция пользователю по работе с программным комплексом.174

4. Пример. Расчёт основных проектных характеристик судна для охраны экономических зон. Океанский регион».175

ПРИЛОЖЕНИЕ № 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ МОДУЛЕЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СУДОВ С ДОМИНИРОВАНИЕМ СПАСАТЕЛЬНЫХ ИЛИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ ФУНКЦИЙ.184

1. Общие положения.186

2. Преимущества модульного формирования.186

3. Рекомендации по применению модулей.187

4. Последовательность применения модулей.188

5. Выбор базового корпуса на основе требований к судам для охраны экономических зон для «Океанского региона».191

Приложение А. Развитие концепции МЕКО.197

Приложение Б. Пример использования модульных решений в разработках

ЦКБ «Айсберг».199

Приложение В. Принципы разработки обитаемых модулей.199

Приложение Г. База данных для формирования модульного объекта.203

ПРИЛОЖЕНИЕ № 3. ТАБЛИЦЫ И ГРАФИКИ ПО ОТЕЧЕСТВЕННЫМ СУДАМ, БЛИЗКИМ ПО ТИПУ К ИССЛЕДОВАННЫМ СУДАМ.206

ПРИЛОЖЕНИЕ № 4. ТАБЛИЦЫ И ГРАФИКИ ПО ЗАРУБЕЖНЫМ СУДАМ .210

ВВЕДЕНИЕ

В.1. АКТУАЛЬНОСТЬ И НАПРАВЛЕННОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность темы

Технико-экономическое обоснование проектных характеристик судов для охраны экономических зон и для морских исследований актуально в связи с тем, что такие суда играют важную роль в регулировании международного сотрудничества по использованию морских ресурсов. Эти ресурсы должны служить всему человечеству на основе гармоничного учета интересов как прибрежных государств каждого конкретного региона, так и стран отдаленных, но традиционно ведущих активную морскую деятельность.

Одним из давних примеров является китобойный промысел, который активно развивался в 50-80 годы и в котором, например, активно участвовали Норвегия и Россия, хотя сам промысел проходил, в основном, в антарктических водах.

Идея о возможности установления прибрежными государствами 200-мильной прибрежной морской зоны в строго функциональных целях, главным образом для защиты экономических интересов, высказывалась в конце 1960-х годов, окончательно она сформировалась лишь в ходе работы III Конференции ООН по морскому праву. Первыми эту идею предложили развивающиеся страны, которые полагали, что рыбные и иные ресурсы 200-мильной зоны послужат в качестве основы для их экономического развития.

Согласно ст. 55 Конвенции ООН по морскому праву 1982 г. экономическая зона представляет собой район, находящийся за пределами территориальных вод и прилегающий к ним, в котором действует особый правовой режим, предусмотренный положениями этой Конвенции. Ширина экономической зоны не может превышать 200 морских миль и отсчитывается от тех же исходных линий, что и территориальные воды.

Экономической зоне прибрежных государств предоставляется целый ряд суверенных прав, но эта зона не подпадает под полный суверенитет прибрежного государства и является частью открытого моря со всеми вытекающими из этого правовыми последствиями.

В последние десятилетия ряд прибрежных государств при поддержке ООН закрепил за собой право контроля добычи полезных ресурсов (рыба, нефть, газ, руда) в экономических зонах, далеко выходящих за пределы территориальных вод, издавна контролировавшихся пограничными службами. Однако экономические зоны в некоторых случаях очень велики, например, Чили и Перу ввели режим экономических зон в Тихом океане на удалении многих сотен миль от берега. И ООН это признала, так как не было столкновения с интересами других стран, а право свободного прохода кораблей и судов других стран Чили и Перу не подвергают сомнению. В других случаях вопрос о границах экономических зон вызывает конфликты (например, между Китаем и Вьетнамом в районе островов Пенхуледао), которые постепенно улаживаются при международном посредничестве.

Для России очень важным конкретным вопросом является охрана экономической зоны в Охотском море. С одной стороны оно почти по всему периметру окружено Российской территорией, с другой стороны — Охотское море издавна имеет международный статус, а его биоресурсы настолько богаты, что конфликты экономических интересов неизбежны. Другим наглядным примером является Каспий, где в настоящее время имеется пять государств, и где юристы спорят даже о том, море это или озеро. От этого зависит принцип проведения границ между территориальными водами и экономическими зонами. Суда для охраны экономических зон нужны везде, где установлен соответствующий статус. Но наиболее значительна роль таких судов в конфликтных зонах.

При решении проблемы технико-экономического обоснования судов для охраны экономических зон и для морских исследований необходимо решить несколько актуальных задач: а) установить рациональный состав функций, выполняемых судами, требуемых для этого свойств и вытекающих из этого проектных характеристик; подтвердить значение конкретных характеристик анализом базы данных; б) проверить возможность выполнения задач по охране экономических зон какой-либо группой существующих судов (возможно, с проведением их модернизации) и сопоставить эффективность такого варианта с вариантом создания новых судов; в) проанализировать конкретные характеристики и опыт использования судов береговой охраны в тех странах, где такие суда существуют (США, Япония, Норвегия и др.); г) разработать рациональные способы проектирования судов для охраны экономических зон и судов для морских исследований на основе современных компьютерных технологий и модульных подходов.

Необходимо учесть и то, что рассматриваемые суда могут привлекаться к решению экологических задач, тесно смыкающихся с задачами охраны биоресурсов. При планировании флота для охраны экономических зон большой интерес представляет анализ возможностей смежных флотов, а именно, пограничного, рыболовного, экспедиционно-исследовательского.

В пограничный флот, как правило, входят катера водоизмещением от 50 до 350 т. Это быстроходные суда, способные оперативно реагировать на обстановку, однако радиус их действия ограничивается прибрежной зоной. Поэтому в отдалённых частях экономических зон и в зонах контроля экологической безопасности необходимы более крупные и мореходные суда.

Рыболовный и экспедиционный исследовательские флоты также представляют значительный интерес. Суда этих флотов могут, по-видимому, выполнять часть задач судов для охраны экономических зон, либо служить основой для переоборудования.

С учетом упомянутых выше задач далее дан обзор тех судов, которые актуальны при разработке методики проектирования судов для охраны экономических зон. На основе обзора выявлены наиболее существенные особенности проектирования. Особое внимание обращено на новые, до этого мало освещенные вопросы.

После учета в проектировочной модели взаимосвязи основных характеристик и элементов создается возможность для построения компьютерных алгоритмов. При разработке отдельных под систем, и подмоделей использованы модульные подходы.

В результате приложения сформированной методики к конкретным, практически значимым вариантам показана работоспособность методики и отмечены наиболее существенные новые результаты.

Разрабатываемая методика базируется на выделении в современной теории проектирования судов понятия о внешней и внутренней задачах оптимизации, о согласованности критериев в этих задачах. Сами проектные задачи тесно связываются с вопросами мореходности, прочности, экономичности. С этих позиций наиболее важны работы Ашика В.В., Бронникова A.B., Пашина В.М., Борисова Р.В., Бойцова Г.В., Гайковича А.И., Демешко Г.Ф., Кизилова Д.И., Родионова В.В., Смирнова А.Г., Фирсова В.Б., Челпанова И.В., Шауба П.А., Шляхтенко A.B., Юхнина В.Е. Понятие о структуре двух задач оптимизации сформулировано Ашиком В.В. и Бронниковым A.B. Много внимания согласованию общих и локальных критериев, анализу подсистем и подзадач, их доминантности и взаимосвязи уделено Пашиным В.М.

Объектом исследования являются способы оптимизации и модульного формирования, модели взаимосвязи проектных характеристик, способы выявления особенностей компоновки и архитектурно-конструктивного типа судов для охраны экономических зон и для морских исследований (среднескоростные суда, движущиеся в водоизмещающем режиме при числах Фруда свыше 0,3 с водоизмещением от 1200 до 5000 т), а также спасательных и вспомогательных судов, близких к рассматриваемому назначению. Цель и содержание работы

Целью диссертационной работы является создание вариантной методики проектного обоснования главных размерений и концептуального облика судов для патрулирования в экономических зонах. Концепцией разрабатываемой методики является получение оптимальной совокупности характеристик судна (главных размерений, мощности, структуры масс и др.), которые соответствуют поставленным целям и выбранному заказчиком региону патрулирования. Глубина проработки соответствует этапу предэскизного проектного анализа. Этот этап важен тем, что именно в нем производится выбор основных характеристик судна й формируется его будущий облик.

Предметом защиты являются:

Разработанные автором способы проектного обоснования характеристик судов для патрулирования в экономических зонах, дающие возможность обоснованно определять главные проектные характеристики для трёх типизированных регионов патрулирования (Морской, Океанский, Полярный).

Программный комплекс, позволяющий определять важнейшие характеристики судов для патрулирования в экономических зонах по основным главным задаваемым параметрам проектного задания (для стадии исследовательского проектирования). Этот же комплекс адаптирован для проектирования исследовательских судов при условии их создания в рамках унифицированных корпусов и модульного оборудования.

Схемы архитектурно-компоновочного проектирования рассматриваемых судов с конкретной процедурой полного или частичного применения модульных решений (с параллельной оценкой позиций, по которым модульность влияет на эффективность). Оценка возможности межпроектной унификации.

Результаты сопоставительных расчетов, выявляющие рациональные интервалы изменения требований к функциональному оборудованию, скорости и дальности.

Научная новизна и достоверность результатов

В работе получен ряд новых научных результатов. Наиболее важным из них является методика определения главных элементов судов для охраны в экономических зонах и для морских исследований, основанная на анализе базы данных и на реконструктивном анализе. Научная новизна диссертационного исследования и связанных с ним публикаций автора заключается также в том, что впервые систематизированы основные элементы и характеристики функционального оборудования рассматриваемых судов, которые ранее были разбросаны по многочисленным разрозненным источникам. Новые результаты, полученные в диссертации, включают в себя также:

Способ определения статей нагрузки по реконструктивной схеме, позволяющей проводить и уточнять оценку полной массы и требуемых составных частей;

Способ детализированной оценки строительной стоимости рассматриваемых судов;

Установление характерных особенностей компоновочно-конструктивного облика судов для охраны экономических зон и для морских исследований, и оценку возможностей применения различных модульных сочетаний, обеспечивающих универсализацию или специализацию рассмотренных судов.

Конкретизацию требований к рассматриваемым судам с учетом возможных регионов охраны или задач экспорта.

Достоверность результатов исследования обеспечивается применением теории проектирования судов, теории оптимизации, методов математической статистики, методов анализа мореходных и прочностных качеств, использованием достоверных проектных материалов и реконструктивным анализом в случае неполноты информации. В необходимых случаях проводились конкретные расчеты, результаты которых были сопоставлены с практикой проектирования.

Личный вклад автора диссертации в выносимые на защиту научные положения

Защищаемые результаты разработаны автором диссертации самостоятельно, что подтверждается публикациями и докладами в 1999—2008 годах. В случае совместных публикаций указываются доля автора и конкретные вопросы, оригинальная постановка которых принадлежит диссертанту. Практическая значимость

Практическая значимость диссертационного исследования заключается в создании актуальных практически адаптированных методических указаний, использование которых разъяснено на рабочих примерах, а также обеспечено прикладной направленностью работы и созданием конкретных программных комплексов. Их работоспособность примененительно к практике работы проектных организаций проверена при внедрении. Внедрение

Разработки по определению основных характеристик судов для патрулирования в экономических зонах Дальнего Востока («Океанский регион») Севера («Полярный регион») и Запада («Морской регион») на ранних стадиях проектирования внедрены в ряде организаций: ОАО ЦКБ «Айсберг», филиал ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова - ЦКБ «Балтсудопроект» и ФГУП «Адмиралтейские верфи». Апробация:

Наиболее важные части исследования докладывались на международных конференциях: в 1998 году на конференции в ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, в 1999, 2001 и 2008 годах на конференциях по морским интеллектуальным технологиям «Моринтех», на конференциях «Моринтех-Юниор» в 2000, 2002 и 2004 годах, на Межвузовских конференциях во ВМИИ в 2000 и 2002 году, на конференции во Владивостоке в 2001 году, на конференции РАРАН

Актуальные проблемы защиты и безопасности» в 2007 году, а также на конференциях СПбГМТУ и на научном семинаре НТО судостроителей им. А.Н. Крылова. Публикации:

Основные результаты диссертационного исследования отражены в 13 статьях, из которых две опубликованы в журнале «Морской Вестник», входящему в Перечень ВАК РФ. При этом 7 публикаций выполнены без соавторов, в остальных додя автора составляет от 25 до 50%. (В среднем по всем публикациям доля автора составляет около 75%) Объем и структура работы

Работа состоит из введения, 5 глав и заключения. Объем - 219 страниц, в том числе 63 рисунков, графиков и блок-схем, 57 страниц приложений.

В.2. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ТЕМЕ

Систематическое изложение вопросов проектирования судов для охраны экономических зон в современной методической литературе по теории к проектирования судов отсутствует. Отдельные обзорные публикации рассматриваются далее. Специфика судов для охраны экономических зон не всегда позволяет применять при их проектировании методы, нормы, расчеты, предназначенные для обычных судов и кораблей. Некоторые особенности корпуса, необходимые для того или иного региона патрулирования с позиций ходкости (в том числе многорежимности) или ледопроходимости, использование специализированного, спасательного и противопожарного оборудования накладывают отпечаток на компоновку судов, обусловливают иные компромиссные решения, промежуточные между транспортными и судами для охраны. Поэтому, при выработке методики, оказалось целесообразным рассмотреть методические подходы к судам смежных типов. К таким судам относятся:

1. Суда береговой охраны.

2. Спасательные и пожарные суда, а также относительно небольшие исследовательские суда.

Разрабатываемая методика базируется на выделении в современной теории проектирования судов понятия о внешней и внутренней задачах оптимизации, о согласованности критериев в этих задачах. С этих позиций наиболее важны работы Ашика В.В., Бронникова A.B., и Пашина. Понятие о структуре двух задач оптимизации сформулировано Ашиком В.В. и Бронниковым A.B.

Согласованию общих и локальных критериев много внимания уделено Пашиным В.М. Проблема 200-мильной экономической зоны и патрулирования в ней за рубежом освещается уже более двух десятилетий. Данному вопросу посвящен ряд статей на симпозиуме по малым быстроходным боевым кораблям и патрульным судам, проведенном в Королевском Институте Военно-Морских Инженеров (Англия).

Статья командора M.B.F. Ranken "The Offshore Tapestry and the 200-mile Exclusive Economic Zone" (Оффшорный участок и 200-мильная исключительная экономическая зона) посвящена рассмотрению некоторых из многих задач по защите морских рубежей в 200-мильной экономической зоне. Статья освещает такие вопросы, как оффшорная морская деятельность (экономическая, социальная); оффшорные задачи и их выполнение (полицейские, вспомогательные, спасательные); средства, необходимые для выполнения задач патрулирования; цели и принципы оффшорной патрульной службы; общие требования к оффшорным и прибрежным патрульным судам (применительно к условиям Соединенного Королевства). [94]

Эти вопросы наиболее ценны для диссертационного исследования с позиций сравнительного анализа. Сюда входят требования по операционным возможностям, скорости хода, автономности и дальности плавания, по основным характеристикам, мореходности, конструкции корпуса, размещению экипажа и др.

Статья капитана D.M. Eckersley-Maslin и J.F. Coates "Operational Requirements and Choice of Craft" («Операционные требования и выбор судна») посвящена детальному рассмотрению оффшорных задач и выбору сбалансированного по функциональным возможностям судна. В статье освещены оффшорные задачи, в том числе: а) наблюдение, включающее в себя обнаружение и опознавание судов, работающих в подконтрольных водах; б) рыбнадзор, включающий в себя: патрулирование и мониторинг рыболовной активности, задержание браконьерских судов, задержание и инспекция судов, использующих нелегальные способы ловли, преследование рыболовных судов; в) защита оффшорных ресурсов, таможенный и иммиграционный надзор.

Освещен также вопрос о скорости хода. Авторы приводят график, показывающий, как достигается непрерывная скорость хода в зависимости от состояния моря для 5 типов судов.

Говоря о мощности, авторы приводят ряд графиков, один из которых отражает зависимость скорости хода от мощности пропульсивной установки для судов водоизмещением в 100, 500, 1000, 1500 т и длиной 27,5; 55, 75 и 90 м по KBJI соответственно. [92]

Освещены также меры обеспечения всепогодности, переоборудование и модернизация, работоспособность судов и стоимость. Приведены таблицы, в которых даются оценки возможностям выполнения тех или иных задач патрулирования в зависимости от размеров судов (30, 60, 90, и 120 м) в следующем виде: «ограниченные возможности», «средние возможности», «высокие возможности».

Большой интерес для диссертационного исследования представляют также статьи, посвященные описанию существующих проектов судов береговой охраны.

В статье Т. Kvinge и А.Р. Gjerde "Development of the NORDKAPP Class. The New Norwegian Coastguard Vessels" («Развитие класса Нордкап. Новые суда для Норвежской береговой охраны») дается техническое описание судна Нордкап (рис. В.2.1). Авторы рассмотрели такие вопросы, как: история и этапы проектирования; программа постройки; описание основных характеристик. Приведены чертежи общего расположения (планы палуб) и внешний вид судна; охарактеризовано судовое оборудование (спасательное, вертолетное, противопожарное, научно-исследовательское), энергетическая установка. Приведены схемы общего расположения ЭУ, а также описана система дистанционного управления ЭУ. Охарактеризованы системы управления (навигационные, командно-информационные системы управления). Эта статья послужила основой для детального формирования требований к судну для охраны в океанском регионе. [109]

Очень интересной является статья капитана N. S. Mohan Ram "Offshore Patrol Vessels for the Indian Coast Guard" («Оффшорные патрульные суда для индийской береговой охраны»). В статье дается описание основных проектных характеристик судна Vikram (рис. В.2.2) и рассмотрены подходы, использовавшиеся в проектировании. Схема общего расположения, приведенная в статье, дает достаточное представление о составе помещений на судне такого класса для Морской зоны.

V. ч! X'J li—\ T^-^r^-F^ ■ "тп. ~ a о о ! □ » ---------- j---------- e о в ■ в в в ««,•*•»• i ------- y \ y h ! --" Ь. A ! ) I/o

Рис, В.2.2. Оффшорное патрульное судно УИсгат

В табличной форме описано влияние правил классификационного общества на различные элементы судна при его проектировании. Автором также затронуты следующие вопросы:

1. Требования службы береговой охраны Индии (функции, критерии, срок службы, автономность, скорость, дальность плавания, осадка, экипаж, мореходность, вооружение).

2. Форма корпуса с приведенным теоретическим чертежом.

3. Конструкция корпуса. В статье приведен конструктивный мидель-шпангоут судна с данными по набору корпуса.

4. Энергетическая установка с планом машинного отделения судна.

5. Электроэнергетическая система судна.

6. Связь и навигационное оборудование.

7. Размещение вертолета.

8. Успокоители качки.

9. Размещение и обитаемость личного состава,

10. Возможность переоснащения (так называемая гибкость проекта). [93]

В статье морского инженера Olli Östring "The Finnish TURVA Class Offshore Patrol Vessel" («Финское оффшорное патрульное судно класса Турва») рассказывается о структуре финской береговой охраны и о проектировании, постройке и опыте эксплуатации патрульного судна Turva (рис. В.2.3). В статье дается основное описание, а также чертежи общего расположения. Автор большое внимание уделяет ледокольным качествам судна. Приводятся результаты модельных испытаний в виде графиков. Помимо этого, в статье достаточно подробно описаны вопросы проектирования теоретического чертежа, остойчивости (приводится график с кривыми остойчивости неповреждённого и повреждённого судна при нормальном водоизмещении), маневренности в условиях мелководья финского архипелага.

Рис. В.2.3. Оффшорное патрульное судно Turva

Рассмотрены также следующие вопросы: а) энергетическая установка судна, а также режим работы в летний и зимний период навигации; б) охранные возможности; в) жилые помещения; г) состав и размещение палубного оборудования; д) буксирное устройство.

Рассматривая буксирное устройство, автор отметил, что судно, которое при необходимости действует как спасательное, должно иметь возможность буксировки других судов. Наиболее распространённая операция для судов береговой охраны - это снятие севших на мель судов и последующая буксировка их в безопасные бухты или док. Возможность буксировки, однако, не особо важный критерий при проектировании, и это не должно влиять на реализацию других, более важных, оперативных функций судна. Поэтому, к примеру, судно не имеет направляющей насадки, а винт - открытого типа. [102]

Таким образом, в рассмотренных зарубежных публикациях основное внимание уделено следующим проблемам:

1. Особенности использования полицейских, вспомогательных, спасательных и патрульных судов; средства, необходимые для выполнения этих задач; изменение требований в конкретных регионах. Вопросы конструкции корпуса.

2. Интервалы операционных возможностей, скоростей хода, автономностей и дальностей плавания, основных характеристик, уровней мореходности, вариантов конструкции корпуса, размещения экипажа. Обеспечение ледопроходимости.

3. Схема выбора сбалансированного по функциональным возможностям судна, в том числе на основе принципов компьютерного проектирования. Влияние военно-морских правил и правил классификационного общества на различные элементы судна при его проектировании.

4. Вопрос о достижении стабильной скорости хода в зависимости от состояния моря; конкретно вопрос рассмотрен для 5 типов судов; этим создается основа для проектирования судна, у которого обеспечена всепогодность.

5. Вопросы переоборудования и модернизации, функциональной работоспособности судов и их стоимости.

В отечественном судостроении имеется ряд публикаций, хотя и не связанных конкретно с рассматриваемым в диссертации типом судов, но в них разработаны отдельные стороны проблемы. В книге Гуровича А.Н. и Родионова A.A. «Проектирование спасательных и пожарных судов» рассмотрен процесс проектирования судов спасательного и пожарного классов, обеспечивающих спасение судов и людей в море. В ней рассмотрены, с учетом специфики эксплуатации, требования к судам, изложены принципы выбора главных элементов, общей компоновки судов, назначения и определения их ходовых и мореходных качеств. Приведено описание конструктивных особенностей корпуса и судовых устройств. Изложенные в книге методики направлены на создание проекта на начальной стадии выбора основных характеристик. С точки зрения проектного анализа изложенные вопросы обоснования выбора начальных параметров (соотношения главных размерений, коэффициентов полноты, центровки, и т.д.) очень ценны, так как являются обобщением опыта проектирования. Большое внимание уделено вместимости, выданы рекомендации по выбору удельных показателей площадей помещений, емкостей для судовых запасов. Разработанные этими авторами данные позволяют провести предварительный анализ нагрузки и выбрать ориентировочно главные размерения. Однако принятая ими детализация нагрузки недостаточна для проектно-исследовательских целей. Кроме этого, имеются неясности при выборе коэффициентов формы корпуса в зависимости от числа Фруда. [31]

Особенностью методики проектного обоснования судов для охраны экономических зон является интеграция требований, предъявляемых к схожим с ними судам. По исследовательским судам важную информацию содержит книга Медведева Н.Ф. «Суда для исследования мирового океана». Одной из основных причин, по которой необходимо рассмотрение исследовательских судов в данном диссертационном исследовании, - это высокая степень мореходности, а именно длительное пребывание в той или иной точке мирового океана, несмотря на погодные условия. Как для успешного проведения исследовательских работ в океане, так и для успешного постоянного патрулирования необходимо судно, обладающее высокими мореходными качествами. Это означает, что если коммерческое судно может воздержаться от выхода в океан из-за неблагоприятных метеорологических условий или изменить курс, то, как исследовательское судно, так и судно для патрулирования в экономических зонах не должно уступать дорогу шторму. Наибольший интерес в книге представляют формулы определения водоизмещения и коэффициентов теоретического чертежа в первом приближении. Автором рассмотрена определенная зависимость между общей площадью лабораторных помещений и водоизмещением соответствующего

Рис. В.2.4. Зависимость площади лабораторий от полной массы [49]

Следовательно, задавшись площадью лабораторных помещений и используя график зависимости, можно определить в первом приближении водоизмещение проектируемого судна. Этот график представляет интерес в диссертационном исследовании, так как площадь лабораторных помещений может рассматриваться как функционально-полезная площадь при проектировании судов для патрулирования в экономических зонах. Пределы водоизмещения научно-исследовательских судов сопоставимы с пределами потенциально исследовательского судна (рис. В.2.4). чОО

55 а 5

СЭ

I ¿00

00

1000 г оо о шо оооо водоизмещение. <п рассматриваемых судов для охраны экономических зон - 2000-^4000 т. Длину судна между перпендикулярами Ь для экспедиционных судов в первом приближении предлагается определять по известной формуле академика В.Л. Поздюнина:

L = к

Г \2 ' v ^ v + 2

IÍD, (В.2.1) где v - эксплуатационная скорость хода судна, уз; D - водоизмещение судна в тоннах; определяют по кривой в зависимости от заданной площади лабораторий; К= 7,1 - безразмерный коэффициент.

В книге автор приводит график зависимости длины судна от водоизмещения для некоторых построенных исследовательских судов (рис. В.2.5).

W0

50

1000 гооо

3000 то

Водоизмещение, т

5000

В = kxL,

Рис. В.2.5 график зависимости длины судна от водоизмещения для некоторых построенных исследовательских судов [49]

Этот график может быть выражен приближенной формулой

Ь = 45 + 0,01 Ш ± 5 м . (В.2.2)

Ширина судна вычисляется в первом приближении по следующей формуле:

В.2.3) где кI - безразмерный коэффициент; для современных научно-исследовательских судов и океанографических судов - 0,21.

Высота борта определяется по следующей эмпирической формуле:

Н = к2Ь, (В.2.4) где - безразмерный коэффициент, равный 0,12.

Выбор оптимального надводного борта для исследовательских судов, как и для судов, рассматриваемых в диссертационном исследовании, является одной из важных задач. Ученые-океанологи просят располагать рабочие площадки как можно ближе к поверхности воды, чтобы удобно было работать с забортной исследовательской аппаратурой. У судов для охраны экономических зон задача аналогична - возможность взятия на борт спасаемых или задерживаемых людей со шлюпок или лодок малого водоизмещения также важна. В книге автором приводятся несколько примеров выбора высоты надводного борта у различных построенных исследовательских судов различных стран. Так, например, по мнению специалистов США, высота надводного борта на исследовательском судне «Дискавери», равная 3,1 м, слишком велика, что затрудняет работу с современной забортной аппаратурой. Самой приемлемой для судов водоизмещением 3000 т они считают высоту борта, равную 2,13 м. Однако на японском судне «Хокухо Мару» (рис. В.2.6), водоизмещением 4207 т высота надводного борта на миделе, в районе рабочей площадки, равна всего 1,8 м. Эта цифра, очевидно, является нижним пределом по условиям незаливаемости и непотопляемости для судна подобного водоизмещения. архитектуры и общего расположения, требования к обитаемости для океанографических, гидрографических и метеорологических судов. Приведены особенности энергетических установок этих судов. Необходимо отметить многовариантность архитектурно-компоновочных решений судов данного типа.

В то время как до середины 1980-х годов все публикации по судам для охраны носили характер общей информации, в настоящее время ситуация в определенной степени изменилась. Огромное значение для разработки методологических проблем проектирования имеет проведение международных конференций по морским интеллектуальным технологиям. В материалах этих конференций хорошо изложены концептуальные вопросы, хотя иногда

Рис. В.2,6. Научно-исследовательское судно Хокухо Мару |49|

В книге Медведева Н.Ф. рассмотрены особенности недостает информации по конкретным количественным характеристикам, по компоновочным решениям, по форме обводов подводной части корпуса, по характеристикам ходкости. Такой же скупостью информации характеризуются и зарубежные публикации. В то же время надо отметить, что для методологии проектирования судов сохраняют большую ценность опубликованные в предшествующий период работы Бубнова И.Г., Ногида Л.М., Ашика В.В., Балкашина А.Н., Гордона Л.А., Попова Г.И. и многих других специалистов.

Принципиальные научные основы методологии проектирования заложены профессором И.Г. Бубновым (1872-1919). Его подходы, использующие функционально-структурное моделирование и способ частных производных, не устарели до наших дней. [15, 16] В разработке внешней задачи оптимизации проектных характеристик значителен вклад академика А.Н. Крылова (1863-1945). В дальнейшем развитии теории проектирования большую роль сыграли Боклевский К.П., Поздюнин В.Л., Пашин В.М., Савинов Г.В., Захаров И.Г., Шауб П.А., Фирсов В.Б., Юхнин В.Е. и многие другие специалисты.

В большинстве работ по теории проектирования объектов морской техники её основные положения устанавливаются на примере транспортных судов. Считается, что модель проектирования таких судов может быть фундаментом, над которым должна быть достроена та часть полной модели, которая необходима для другого назначения, в том числе для охраны.

Это несколько упрощенный подход. На самом деле более продуктивным должно быть построение более сложной (избыточной) модели. В этой модели должен быть выделен функциональный блок (блок доминирующих функциональных подсистем), решающим образом влияющий на архитектурно-компоновочные и габаритные параметры. Только тогда путём упрощения может быть получена модель проектирования различных видов транспортных судов, а путём замены функциональных блоков - варианты моделей для спасательных, исследовательских, патрульных судов и судов иных назначений.

Построение моделей на основе доминантного принципа исходит из идеи выделения в структуре корабля и в его логико-математической модели доминирующих функциональных подсистем, которым и должно уделяться главное внимание при построении и использовании моделей. У обычных судов (в том числе и транспортных судов) доминанта также есть, но ею является привычный для всех корпус. Доминантная роль корпуса заключается в том, что он является одновременно и основной ёмкостью (для большинства судов -грузовой ёмкостью), и плавучим объёмом, и обтекаемым телом (обеспечивающим через заданную форму теоретического чертежа требуемые характеристики ходкости), и жёсткой структурой, обеспечивающей прочность и антивибрационные свойства объекта морской техники (МТ). Из теории доминантности следует, что все объекты МТ можно разделить на несколько групп по виду доминирующей функциональной подсистемы (ДФП). Первая группа - это и есть обычные суда, у которых сам корпус играет роль ДФП. Вторая группа - это объекты морской техники, у которых корпус (кроме упомянутых выше четырёх обычных функций) выполняет какие-либо дополнительные задачи (обеспечение ледопроходимости и неразрушаемости для ледокола, обеспечение глиссирования и сохранения продольной устойчивости движения для быстроходного реданного катера). К третьей группе относятся объекты многокомпонентного типа (катамараны, тримараны, суда с малой площадью ватерлинии, полупогружные буровые установки и др.).

Самой многочисленной является четвёртая группа, в которой в качестве ДФП выступает комплекс основного функционального оборудования. Как раз суда для охраны и являются лидерами в этой группе, у них специализированное оборудование, средства радиосвязи, управления в комплексе образуют ДФП. Другими примерами в четвёртой группе являются спасательные, исследовательские, пассажирские суда, промысловые суда, буксиры, плавучие электростанции, ремонтные плавмастерские и другие. Именно поэтому принципы доминантного проектирования судов 4-й группы и положены в основу диссертационного исследования.

Пятой группой являются объекты морской техники с несущими системами, например, суда на подводных крыльях. Для шестой группы характерным признаком является доминантность вертикального перемещения, поэтому сюда входят такие, например, объекты, как доки.

К седьмой группе относятся объекты с доминантностью энергетики, наиболее важным примером являются суда со сложными и разнообразными установками при повышенном уровне энерговооружённости. Восьмая группа включает суда с ветроустройствами, у которых в противовес предыдущей группе обычные двигатели имеют пренебрежимо малую мощность. Современные суда с ветроустройствами разделяются на традиционно парусные и на суда с новыми типами ветроустройств (роторами, жёсткими крыльями, лопастными ветроустройствами). Наконец, девятая группа - это относительно небольшие объекты МТ, у которых роль ДФП играет человек (рекордно-гоночные катера, скоростные швертботы и катамараны, виндсерферы, спортивные гребные суда типа каноэ, байдарок, академичек). [75]

Возвращаясь к теории проектирования судов, следует отметить, что в большинстве случаев ДФП будет фиксироваться по четвёртой группе, однако в отдельных случаях может оказаться более существенным влияния ДФП второй, третьей, пятой, шестой и седьмой групп.

При изложенной постановке вопроса как раз судно для охраны (ввиду большого разнообразия присущих ему ДФП) могло бы стать базовым объектом для построения содержательной теории проектного анализа объектов морской техники. Пожалуй, трудности информационного порядка затрудняют реализацию этой идеи. В этом случае другими вариантами базовых объектов морской техники стоило бы считать экспедиционно-исследовательское судно, либо промысловое судно с развитым обрабатывающим комплексом и наличием ёмкостей для временного хранения продукции (например, БМРТ - большой морозильный рыболовный траулер с кормовым тралением), либо автомобильно-пассажирский паром, имеющий и блок пассажирских помещений, и грузовые помещения значительного объёма, и достаточно сложные шлюпочно-спасательные и погрузочно-аппарельные устройства. Известно, что именно на основе пассажирско-грузовых судов предложил достаточно полную методологию проектирования академик В.Л. Поздюнин. Примечательно также, что эстафету развития теории проектирования судов перенял у В.Л. Поздюнина профессор Л.М. Ногид, имевший опыт работы главным конструктором по промысловым судам. Однако лишь в первых работах Л.М. Ногид при построении уравнений проектирования в равной мере учитывал разные группы гражданских судов. [54, 55]

Из авторов наиболее современных работ теории проектирования судов значительное внимание уделил И.Г. Захаров. Он отметил, что только системный подход позволил преодолеть двойственности теории проектирования судна: она является и синтезом ряда методических рекомендаций смежных наук, и самостоятельной наукой, позволяющей обосновать концептуальный облик судна. На каждом уровне системной иерархии теория проектирования ставит задачи перед методиками смежных наук, получает частные решения, оптимально балансирует их и затем переходит к решению задач следующих уровней по аналогичной схеме. [37]

Для теории проектирования судов для охраны экономических зон при системной декомпозиции процесса проектирования решающее значение имеет вопрос о частных (уровневых) критериях оптимизации и их взаимосвязи с общим критерием. Этот вопрос осложняется тем, что на выбор критерия сильное влияние оказывают три фактора (менее выраженные при проектировании транспортных судов):

1. Масштабность задач охраны.

2. Длительность жизненного цикла.

3. Динамичность экономико-политической ситуации.

Одним из вариантов компромиссного выхода из этой сложной ситуации является многокритериальная оптимизация, разработанная И.Г. Захаровым. В этом отношении теория концептуального проектирования И. Г. Захарова может считаться относительно автономным разделом теории проектирования судов аналогично тому, как в оптимизационной теории проектирования судов выделены внешняя и внутренняя задачи оптимизации (работы B.JL Поздюнина, В.М. Пашина, В.В. Ашика, A.B. Бронникова и др.). [3, 12, 13, 57]

В теории проектирования судов важное место занимает также проблема математического моделирования, в этой проблеме важную роль играет различие между моделями проектными, построечными и эксплуатационными. Большое значение имеет разработка таких алгоритмов, которые наиболее эффективно учитывают реальные возможности компьютерной техники в каждый конкретный период её развития. В целом в современной теории проектирования судов необходимо сбалансированное решение системы «модель - критерий - алгоритм» при решающем значении модели. В конкретную разработку математических моделей для решения актуальных задач проектирования корабля большой вклад внесли: Г.В. Савинов,

A.Н. Суслов, И.В. Челпанов, А.И. Гайкович и др. [21] Особенно большое значение имело дополнение аналитической модели геометрической моделью благодаря работам Н.В. Никитина, В.В. Родионова, В.В. Власова и др. [52] Решению важных проблем теории проектирования судов посвящены работы

B.Б.Фирсова, В.П. Кузина, K.JI. Селиверстова. [44, 67, 68] Принципиальной основой методики является последовательное применение алгоритмических процедур, связанных с использованием базы данных прототипов, разработкой архитектурной компоновки, анализом структуры масс, определением центра тяжести, удифферентовкой, оценкой остойчивости и непотопляемости, анализом ходкости и мощности, уточнением нагрузки в результате конструктивного и прочностного анализа, а также детализацией функционального оборудования, помещений и экономических показателей.

В монографии Пашина В.М. «Оптимизация судов» изложены методы и принципы построения оптимизационной модели как для судна в целом, так и для некоторой подсистемы судна. Основой построения оптимизационной модели судна является разделение задачи проектирования на два уровня: нижний (оптимизация подсистем) и верхний (оптимизация судна в целом).

Взаимодействие подмоделей и характеристик уровней производится с помощью локальных критериев. Обоснованное определение элементов судна зависит от глубины проработки проекта. В работе дано много рекомендаций по порядку проведения оптимизации, выбору и построению критериев. Создание системы взаимодействующих задач для оптимизации судна означает автоматизацию системного проектирования. В этой монографии также глубоко рассмотрены вопросы об оптимизации состава флота.

С позиций проектного анализа вопросы оптимизации в постановке В.М. Пашина практически применены к рассматриваемому типу судов для охраны экономических зон в данном диссертационном исследовании. [57]

В учебниках Ашика В.В. «Проектирование судов» и Ногида Л.М. «Проектирование морских судов» рассмотрены вопросы проектного анализа судов и кораблей, выбора показателей формы и определения мощности энергетической установки проектируемого судна. Эти вопросы изложены применительно к морским транспортным судам, но общий подход справедлив и для рассматриваемого типа судов. [3, 55]

В учебном пособии Царева Б.А. «Модульные задачи в проектировании судов» рассмотрены принципы создания проектных модулей и их применения при проектировании судов, в том числе и скоростных. [74]

Учебное пособие «Оптимизационное проектирование скоростных судов» Б.А. Царева рассматривает следующие вопросы:

1. Подход к проектированию скоростного судна как сложной системы, состоящей из ряда взаимодействующих подсистем разного уровня функциональной значимости. Данный подход подразумевает под собой оптимизационное проектирование. Особое внимание выделено выбору критерия оптимизации.

2. Методика выбора основных характеристик судна (главные размерения, мощность) путем решения уравнений теории проектирования судов (нагрузки, ходкости, вместимости, плавучести, центровки, управляемости, мореходности, остойчивости, непотопляемости, безопасности, прочности, экономичности). Разработан алгоритм поэтапного вовлечения уравнений разной формы развернутости при оптимизационном проектировании судна. Выведены практические формы основных уравнений теории проектирования судна. Для возможности использования ряда уравнений (позволяющих определить пропульсивный коэффициент движителя, запас мощности на движение судна в условиях волнения и ряд др.), общий вид которых весьма сложен и не пригоден для стадии проектного анализа, приведены упрощенные аналитические зависимости.

3. Расчет строительной стоимости и эффективности судна, приведены формы данных уравнений.

4. Прогнозирование характеристик скоростных судов.

С позиций проектного анализа глиссеров изложенные методические положения и блок-схемы в диссертации получили практическую реализацию в оптимизационных расчетах. [75]

Большую методическую ценность имеет учебник Демешко Г.Ф. «Проектирование судов. Амфибийные суда на воздушной подушке». Хотя в нем рассмотрены вопросы проектирования судов на воздушной подушке, но очень рационально использованы подходы, позволяющие создать полную математическую модель судна другого типа. Подробно рассмотрены вопросы методологии проектирования, начиная от формирования технического задания и заканчивая проектом. Большая часть этой информации подходит и для судов, рассматриваемых в данном исследовании. [32]

Очень актуальна работа Демешко Г.Ф. «Использование метода приращений в расчетах нагрузки скоростных судов», опубликованная в трудах ЛКИ. В ней освещен вопрос использования уравнений нагрузки в дифференциальной форме при модернизации, переоборудовании или незначительном изменении характеристик прототипа, что актуально для исследуемых судов с двух точек зрения:

1. Среди судов для охраны экономических зон имеется группа относительно малых судов.

2. Нередко суда для охраны экономических зон создаются путем модернизации.

Статьи Дробышевского Р.В. «Учет взаимосвязи характеристик посадки и параметров обводов при проектном анализе судов переходного режима движения», «Обоснование выбора энергетической установки при проектном анализе скоростных судов» и его диссертационное исследование «Разработка методики оптимизации обводов корпуса при проектировании судов переходного режима движения» посвящены таким важным вопросам, как оптимизация характеристик формы корпуса по требованиям ходкости (по критерию, учитывающему многорежимность работы судна). В таком же плане рассмотрен вопрос обоснования характеристик энергетической установки. Выведены теоретические зависимости, показывающие зависимость сопротивления, площади смоченной поверхности от посадки судна. Производится выбор варианта энергетической установки для рассчитанных мощностей на минимальных и максимальных скоростях. На основе этого производится оптимизация формы корпуса и размерений по критерию минимума расхода топлива. Эти публикации также могут быть применены для группы судов для охраны экономических зон, характеризующейся более высокими скоростями. [34]

По этим же причинам представляют интерес статьи В.П. Соколова и C.B. Разумова «Выделение области оптимальных значений главных размерений при проектировании глиссирующих судов» и «Учет перегрузок по ускорениям в структуре критерия мореходности при проектировании скоростных судов» (в Трудах ЛЕСИ). В них описаны два варианта методики определения главных размерений по критерию максимума гидродинамического качества, с граничными условиями в форме уравнений устойчивости движения и вместимости. Первый вариант заключается в совместном решении уравнения ходкости и вместимости, а второй в совместном решении уравнений центровки весовой и гидродинамической (которой соответствует максимальное качество). Также предложены зависимости, позволяющие оценить перегрузки на стадии проектного анализа в форме: п =/(С, а; кв/Уш; у/(#//2хУ//б); Ь/В) (В.2.5) где С - некоторый коэффициент, а - угол атаки, Ьв - высота волны, V -объемное водоизмещение, Ь, В - длина и ширина судна, Ф - скорость.

В публикациях Гайковича А.И. «Применение современных математических методов в проектировании судов», Шауба П.А. «Особенности формирования математической модели судна», Шауба П.А., Четвертакова М.М. «Общие принципы разработки математических моделей судов» изложены принципы создания математической модели судна и методы ее оптимизации. [88]

Из наиболее современных работ большое значение имеет работа С.Н. Рюмина «Обоснование проектных и конструктивных характеристик скоростного судна с учетом нормативных требований». Ее положения могут быть применены для вариантов наиболее быстроходных судов, исследуемых в диссертации.

Таким образом, в рассмотренных отечественных публикациях основное внимание уделено следующим проблемам:

1. Определение особенностей процесса проектирования судов спасательного, пожарного и других типов, близких к исследуемым в диссертации судам. Рассмотрены, с учетом специфики эксплуатации, требования к судам, изложены принципы выбора главных элементов, общей компоновки судов, назначения и определения их ходовых и мореходных качеств. Приведено описание конструктивных особенностей корпуса и судовых устройств. Изложенные методики направлены на создание сбалансированного проекта на начальной стадии выбора основных характеристик.

2. Оценка вместимости и формирование рекомендаций по выбору удельных показателей площадей помещений, емкостей для судовых запасов.

Графоаналитический способ определения водоизмещения судна в зависимости от заданных площадей помещений.

3. Определение главных элементов с учетом архитектурно-компоновочных решений, а также теория и методы обоснования проектных решений при создании новых объектов. Выбор оптимального надводного борта.

4. Теория концептуального проектирования как относительно автономный раздел теории проектирования. Построение моделей на основе доминантного принципа. Выделение в структуре судна и в его логико-математической модели доминирующих функциональных подсистем.

5. Построение вариантной модели как для судна в целом, так и для некоторой подсистемы судна, входящей в его состав. Применение при этом математического моделирования. Разделение задачи проектирования на два уровня: нижний (оптимизация подсистем) и верхний (оптимизация судна в целом).

6. Оценка строительной стоимости и эффективности судна.

В.З. ВЫЯВЛЕНИЕ ВАЖНЕЙШИХ ПРОБЛЕМ

К настоящему моменту, как видно из обзора, в отечественном судостроении отсутствуют систематически накопленные знания по судам для охраны в экономических зонах. Проблема отсутствия работающей методики проектирования таких судов ставит перед проектантами - исследователями ряд методических вопросов, подлежащих рассмотрению в диссертационном исследовании:

1. Сопоставление определения данного типа судов в зарубежной практике с терминами диссертационного исследования.

2. Использование существующих методик проектирования спасательных и исследовательских судов для рассматриваемого в диссертации типа судов, определение объема необходимой корректировки.

3. Возможность применения разрабатываемой методики для условий и требований в различных регионах охраны.

Из перечисленных в обзорах зарубежной и отечественной литературы проблем и вопросов к непосредственной проработке в диссертационном исследовании приняты следующие:

1. Определение общей логико-математической схемы, позволяющей учитывать доминантные вопросы с тех позиций, которые характерны для судов охраны экономических зон (и смежных с ними групп судов). Обеспечение рациональной схемы сочетания внешней и внутренней задач оптимизации. Выработка практических рекомендаций по необходимой структуре проектных заданий. Уточнение критериев оптимизации и определение входящих в них экономических и технических показателей.

2. Формирование методики модульного типа, позволяющей применять программные модули как аналогичные модулям для сходных типов судов, так и специализированные для судов охраны экономических зон (оффшорных судов по зарубежной терминологии). Необходимо также предусмотреть возможность корректировки проектировочных формул статистического типа по мере пополнения базы данных. Оценка целесообразности и объема применения модульных подходов в более широком плане. Анализ с этих позиций концепции МеКо. Адаптация методики использования базы данных при обосновании судов для охраны экономических зон.

3. Формирование практических рекомендаций по необходимой структуре проектных заданий и по рациональной последовательности поиска проектных решений. Анализ рациональной структуры проектных алгоритмов при разработке доминирующих подсистем (по нагрузке, по составу и компоновке функционального оборудования, по удифферентовке, непотопляемости и остойчивости). Уточнение схем построения чертежей общего расположения и других графических проектных материалов на основе опорных вариантов в базе данных.

4. Анализ возможности построения схем конструктивных мидель-шпангоутов на основе базовых вариантов. Обоснование проектных решений, связанных с ходкостью и энергетикой. Построение теоретического чертежа на основе базовых вариантов.

На основе перечисленного можно сделать вывод, что ОБЩАЯ СХЕМА исследования может быть следующей: НОВАЯ МЕТОДИКА = типовая оптимизационная структура + насыщение модулей материалами по сходным типам судов + разделы дорабатываемые. Например, при расчете нагрузки:

1) что и как считать; 2) какие измерители берутся от судов-спасателей, от исследовательских судов, от рыболовных судов; 3) не хватает учета массы надстроек - берется своя схема; 4) согласование всего в единое целое. Далее показаны схемы базы данных, в которых этот подход представлен на примерах.

В.4. ПОСТАНОВКА И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Методика проектного обоснования характеристик судов для охраны в экономических зонах может быть разработана на основе объединения нескольких подходов: путем установления связи между массами, размерениями, параметрами формы корпуса и другими проектными и эксплуатационно-экономическими характеристиками на основе оптимизации; путем статистического анализа данных по ряду судов; путем использования фрагментов и модулей из сходных методик и из схем общесудостроительных расчетов.

Непосредственная логико-математическая постановка диссертационного исследования является оптимизационной и начинается с выбора структуры модели и критериев для оптимизации судов. Для этого необходимо:

1. Определить значение критерия оптимизации (целевой функции).

2. Сформировать модель, то есть определить связь критерия с подмоделями системной оптимизации при конкретных вариантах совокупности элементов и характеристик.

3. Провести содержательный анализ модели и критериев для рассматриваемых судов, а затем провести количественное сопоставление актуальных вариантов судов по проектировочной модели.

Под оптимальными характеристиками или элементами понимают такие, при которых достигается наилучшее значение критерия, определяющего экономическую эффективность судна, и выполняются требования к его качествам (плавучести, остойчивости, удифферентовки и др.) при заданных заказчиком судна значениях грузоподъёмности, вместимости грузовых помещений, скорости и т.д. [3]

Применительно к судам для охраны экономических зон можно считать, что заказчиком обязательно заданы:

1. Полезная функциональная нагрузка, куда войдут массы минимально необходимого оснащения, оборудования и массы составных частей исследовательского (спасательного) комплекса.

2. Уровень мореходности, задаваемый регионом патрулирования (Морской, Океанский, Полярный) и характеризуемый длиной и высотой волны, повторяемостью характерного волнения.

3. Скорость полного хода, (исследование показало, что её нижний предел ограничивается 15 узлами, верхний 22 узлами).

4. Дальность плавания, характеризующаяся протяжённостью экономической зоны для условий соответствующего заказчика.

Кроме этого задаются или согласовываются в ходе проектирования: численность экипажа, научного персонала, ожидаемое число спасённых, материал корпуса, тип энергетической установки (такой установкой будет, как правило, дизельная средноборотная).

Эти требования ограничивают область возможных изменений оптимизируемых элементов. Дополнительными особенностями для исследуемых судов являются: необходимое увеличение размерений для обеспечения достаточной мореходности (по отношению к минимальной при выполнении только требований грузоподъёмности); наличие существенной волновой составляющей в изгибающем моменте. В число функциональных зависимостей, диктующих ограничения на область допустимых значений оптимизируемых переменных, целесообразно включить следующие основные зависимости: условие максимальной длины, обеспечивающей требуемую мореходность

У\-Ш <ВЛ.) где: Ь — максимальная длина судна по КВЛ; Хй — средняя длина волны в заданном регионе патрулирования; [Ь/А,в] - рекомендуемая величина. плавучесть и рациональная структура нагрузки:

18 рх8хдхЬхВхТ= (В.4.2)

1=1 где: р — 1,025 т/м3 - плотность воды; 8 — коэффициент общей полноты; Ь — длина судна по КВЛ; В - ширина судна по КВЛ; Т- осадка судна по КВЛ; g = 9,81 м/с - ускорение свободного падения; Р, — соответствующая конкретная статья нагрузки. благоприятность бортовой качки. Проверяется условие выхода из области резонанса: 1,25г„ (ВАЗ)

Развёрнутое соотношение формулы В.4.3:

0,8 В Л

1,25 х 0,8 (ВАЗ)1 где: тс — период собственных колебаний; тв — период волны; кмет — метацентрическая высота; Ла - длина волны; 1,25 — коэффициент запаса по отношению к резонансу.

- мощность и ходкость. При предварительном анализе применяются следующие зависимости: а) уравнение мощности для энергетической подсистемы в общем виде:

В.4.4)

10277 б) формула адмиралтейского коэффициента (при Бг > 0,26):

Г)% XI/3 лг=-<[ЛП (В .4.4а)

Са в) флотская формула (из анализа современной статистики, при Рг<0,26):

М = КАЦЧхОУгхул (В.4.46) г) пересчёт по близкому прототипу:

Г Л3

В.4.4в)' о о где: N - мощность ЭУ (кВт); /ТУ/ - конкретная мощность по каталогу; Б — полная масса судна (т); V - скорость полного хода (узл.); СА — адмиралтейский коэффициент; - сопротивление движению судна по у-ой составляющей; V/ — скорость в м/с; 77 — КПД двидагеля с поправками (пропульсивный коэффициент); КАцЧ — коэффициент Ашика—Царева—Челпанова во флотской формуле. Применимость перечисленных формул зависит от выбранной совокупности оптимизируемых переменных, а также от относительной скорости. [7]

- уравнение вместимости по площадям:

Храсп = (ахЬхВхКяр)пяр > £(В.4.5)

7=1 где: Зрасп — располагаемая площадь; а - коэффициент полноты конструктивной ватерлинии; Кяр - коэффициент использования площади ярусов; пяр - число ярусов надстройки; 8] — требуемая площадь по у-ой составляющей.

- соответствие начальной остойчивости проектным нормативам: г = х— +1,02Т х —- г - А/г (В.4.6) tm 11,4£ Т сс+д s где: - положение центра тяжести судна по высоте; ДА — изменение начальной метацентрической высоты (из-за наличия свободных уровней жидкости).

- оценка конструктивных характеристик. Применительно к продольному изгибу судна: gxDxL су - --< [су] (В 4 7") где: а - расчётное напряжение; К — коэффициент изгибающего момента; Wconp — момент сопротивления изгиба; [а] — допускаемые напряжения. безопасность можно представить в виде функции, которая определяется i совокупностью факторов, обеспечивающих безаварийную эксплуатацию судна: n(w) Л л,г а?]<а?= Yjaixcei \[bi (В.4.8)

V u=i у (=1 где: [се] — показатель допустимого уровня безопасности; щ — долевой коэффициент уровня безопасности; cei — локальный показатель уровня безопасности; bt - фактор выполнения требований по данной категории безопасности.

- удифферентовка. Обеспечение совпадения продольного положения ЦТ и ЦВ из условий посадки на ровный киль:

18

ЕРХ ' СВ 4 9)

Xg=^- = Xc(Fr) (В-4'У) где: Xs - положение центра тяжести судна по длине; ХР/Х,- - суммарный момент;

Хс — значение абсциссы центра величины, удовлетворяющее условию ходкости. управляемость (противодействие дрейфу). Первоначальная оценка может быть сделана на основе вычисления коэффициента ветробойности: где: Кв — коэффициент ветробойности; Sn — площадь парусности (боковая надводная поверхность судна).

- оценка компоновки с позиций непотопляемости. При предварительном анализе применяются следующие зависимости: а) при использовании типизированных кривых предельных длин отсеков: к,)]} (В.4.11) б) по оценке рационального запаса плавучести:

ДУ ОГХ^ХВ(Я-Г) /н

А = —--'- = /\ — \ (В.4Л 1а)

V дхЬхВхТ [Т 1 ^ ; в) по оценке аварийной остойчивости х Д3

Ыг = тм < /г (В.4Л16) метле. ^ .чем V ' где: 1](х) - фактическая длина ьго отсека; [1!(х)] — допустимая длина 1-го отсека по диаграмме предельных длин; ^^ — относительный запас плавучести; — абсолютный запас плавучести; V - объёмное водоизмещение; Н — высота борта судна; АЬмет ав. - аварийная метацентрическая высота; 1тах - длина наибольшего затопленного отсека. оборудованность (косвенно диктуется заданием, но в ходе проектирования может быть изменена и в дальнейшем проверяется в согласованном объёме):

1>,х<7, № (В.4.12)

V 1=1 У 1=1 где: [<?] — показатель допустимого уровня оборудованности; щ — долевой коэффициент уровня оборудованности; — локальный показатель уровня оборудованности; Ь1 - фактор выполнения данной категории оборудованности. экономичность по капиталовложениям (цена судна):

Ц = акхРк + аус х Рус + аэу х Рэу + аэш х Рэш + афп х Рфп (В.4.13) экономичность по затратам:

Э = аххЦ + а2хРТхпр+аъхпж +а4хЦ (В.4.14)

Эти зависимости используются в последующих разделах. Там же даётся характеристика интервалов величин для учтённых в формулах В.4.1-В.4.14 величинах.

С учетом структуры приведенных в диссертации зависимостей разработаны модели и подмодели, конкретно необходимые при проектировании судов для охраны экономических зон. При выполнении диссертационного исследования были выделены в качестве доминантных такие наиболее существенные разделы:

1. Выявление особенностей требований к судам охраны экономических зон Анализ зарубежных данных по судам близких типов (графики и формулы).

2. Анализ характеристик судов сходных типов в качестве опорных вариантов для исследуемых судов. Использование данных и методик по спасательным, пожарным и исследовательским судам.

3. Исследование взаимосвязи проектных характеристик, характеристик доминирующих подсистем. Обоснование оптимизации.

4. Анализ рациональной структуры проектных алгоритмов и доминирующих подсистем.

5. Формирование методики, ее детальных алгоритмов и программ, проверка работоспособности на конкретных примерах.

Выявление критериев разработки

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итоги проведенному исследованию, необходимо отметить, что по ходу разработки диссертации приходилось корректировать многие исходные позиции.

В начальный момент исследования представлялось возможным применять для патрулирования экономических зон суда из состава выводимых из эксплуатации объектов Министерства Обороны. Однако к настоящему моменту такие объекты уже непригодны для поставленных целей из-за достижения предельных сроков службы, ориентация на использование рыболовных судов теперь невозможна из-за изменения их форм собственности и неудовлетворительного поддержания их технического состояния. Строительство гидрографических судов почти прекратилось, а остающиеся в действии подошли к предельному сроку службы.

Поэтому при создании судов для охраны экономических зон главной альтернативой становится новое строительство, и это еще больше повышает актуальность методики, разработанной в данном исследовании.

Вместе с тем, за прошедшее время накоплен опыт работы в экономических зонах, и изучение этого опыта подтверждает правильность подходов, принятых в данном диссертационном исследовании.

Ограниченные финансовые возможности заказчика при организации постройки как судов для охраны экономических зон, так и судов для морских исследований, настоятельно указывают на актуальность применения модульных подходов, позволяющих и сэкономить расходы, и гибко перенастраивать строительство по мере возникновения конкретных задач в конкретных регионах.

При формулировании основных выводов и рекомендаций по диссертации важно отметить наиболее важные позиции разделов исследования.

С учетом структуры приведенных в диссертации зависимостей разработаны модели и подмодели, конкретно необходимые при проектировании судов для охраны экономических зон и для морских исследований. При выполнении диссертационного исследования были выделены в качестве доминантных такие, наиболее существенные направления для анализа:

1. Выявление особенностей требований к судам для охраны экономических зон и для морских исследований. Анализ зарубежных данных по судам близких типов (построение графиков, формулы).

2. Анализ характеристик судов сходных типов в качестве опорных вариантов для исследуемых судов. Использование данных и методик по спасательным, пожарным и исследовательским судам.

3. Исследование взаимосвязи проектных характеристик. Выявление характеристик доминирующих подсистем. Обоснование критериев оптимизации.

4. Анализ рациональной структуры проектных алгоритмов и разработка модулей для доминирующих подсистем.

5. Формирование методики, ее детальных алгоритмов и программ, проверка работоспособности на конкретных примерах.

Изучение отечественных и зарубежных разработок дало возможность обосновать важнейшие фрагменты конкретной методики, опираясь на накопленный в мире опыт: а) К выполнению задач охраны экономических зон в настоящее время наиболее приспособлены суда береговой охраны США, Японии, Канады, Южной Кореи и некоторых других стран. Именно в упомянутых странах, обладающих большой судостроительной базой, охрану экономических зон ведут наиболее современные, специально построенные суда (а не суда, раньше входившие в основной состав флота). Для России по экономическим соображениям приемлемы оба варианта. б) Для рассматриваемых судов доминирующим свойством является мореходность, которая предопределяет минимум длины. в) Выявлено также различие в подходе российских и зарубежных специалистов к определению числа и местоположения переборок. На основании рассмотренных положений получены рекомендации по компоновке и другим характеристикам судов для охраны экономической зоны. Полученные варианты могут рассматриваться в качестве промежуточных прототипов (по положениям методологии И.Г. Бубнова) и на их основе можно решать вариантные задачи, сначала в рамках обоснования характеристик трёх доминирующих подсистем, а затем при частной оптимизации конструктивных компоновочных решений. г) На основе проанализированных материалов можно построить новую упрощенную схему оценки уровня непотопляемости вновь создаваемых судов. При разработке общей компоновки подбирается наиболее подходящий прототип. На его основе у исследуемого варианта расстановка переборок производится с превышением их числа на одну - две переборки, то есть с уменьшенными относительными длинами отсеков. Если это не удается, то в одном или двух районах для отсеков, несколько превышающих по относительной длине отсеки прототипа, проводится прямой расчет затопления на основе применения метацентрических формул продольной остойчивости и плавучести. д) При функционально-стоимостном анализе и при сопоставлении рациональных вариантов базовым является подход И.Г. Бубнова, сформулировавшего понятие совокупных затрат. Для определения цены наилучшие результаты дает способ А.И. Балкашина с ценовыми показателями, откорректированными по современным данным.

Основным результатом исследования явилось формирование блок-схемы проектирования судов для охраны экономических зон и для морских исследований. Алгоритм разработан на основе проведенного системного анализа базы данных по судам аналогичного и смежного назначения. Алгоритм, состоящий из двух частей, дает наглядное представление о начальных этапах исследовательского проектирования таких судов. Основные комплексы, вошедшие в начальный этап алгоритма, детализированы. Система расчетных примеров позволила рассмотреть их особенности. Это дало возможность ответить на один из основных вопросов, задаваемых при начале проектирования нового типа судов, - каковы особенности в подходе к разработке проектного задания для таких судов.

Важным результатом стало формулирование основных технических характеристик рассматриваемых судов для трех регионов патрулирования.

Разработанная блок-схема и сформулированные требования в виде таблицы основных позиций задания позволяют решать задачи практики проектирования таких судов: решать внешнюю задачу (или задачу по разработке задания на проект) и внутреннюю задачу - определение таких элементов проектируемого судна, сочетание которых обеспечивало бы выполнение всех предъявляемых к этому судну требований. В проектной практике появилась возможность использовать разработанные алгоритмы для исследовательского проектирования новой группы судов.

Таким образом, в результате исследований сформулирована и проверена на типовых примерах методика исследовательского проектирования судов для охраны экономических зон и для морских исследований. Выявлена доминантная роль мореходности для этих судов и необходимость выбора длины и формы обводов с первоочередным учётом именно этого фактора. Разработанная методика позволяет обоснованно решать задачи концептуального проектирования рассмотренных судов и содержит ряд новых научных, практически важных результатов:

1. Сформирован программный комплекс, позволяющий корректировать исходное проектное задание, проверять согласованность его позиций и выполнять обоснование основных проектных элементов и характеристик в объеме, достаточном для заключения контракта на проектирование и постройку. Проверена работоспособность предлагаемой методики и конкретного программного комплекса, показана возможность их реального внедрения в проектно-конструкторскую практику.

2. Проведены сопоставительные расчеты, позволившие выявить возможности и рациональные интервалы изменения требований к функциональному оборудованию, скорости и дальности.

3. Показана эффективность модульного подхода при значительном объеме заказываемых судов и предложена конкретная схема полного или частичного применения модульных решений (с параллельной оценкой позиций, по которым модульность влияет на эффективность).

4. В результате изучения базы данных определены взаимосвязь и интервалы изменения проектных характеристик судов, близких к судам для охраны экономических зон и для морских исследований, их соотношений, построен ряд графиков для практического применения, а также предложен ряд конкретных проектировочных формул. Они могут быть применены также и при проектировании других судов сходных типов.

5. Проведено обобщение зарубежного опыта в новой и актуальной области теории проектирования судов, позволяющее решать наряду с обычными проектными задачами также задачи переоборудования и задачи создания судов на экспорт. Установлены характерные особенности компоновочно-конструктивного облика судов для охраны экономических зон и показаны возможности применения различных сочетаний универсализации или специализации рассмотренных судов.

1. Ашик В.В. Интерполяционный способ построения теоретического чертежа. -«Судостроение», 1962, № 2, с. 9-11.

2. Ашик В.В. Проектирование судов. JL: Судостроение, 1985 г.

3. Ашик В.В., Царев Б.А. Обоснование оптимальных характеристик судов способами, развивающими идеи B.JI. Поздюнина. Труды ЛКИ: Перспективные направления в проектировании судов, 1983.

4. Ашик. В. В. Значение идеи исправленного прототипа И.Г. Бубнова для дифференциальных методов определения главных размерений и водоизмещения судна. : «Судостроение», 1963, № 4, с. 13-15.

5. Ашик В.В., Царев Б.А., Челпанов И.В. Зависимость длины современных судов от их скорости. : «Судостроение», 1971, № 3, с. 10-13.

6. Ашик В.В., Царев Б.А., Челпанов И.В. Приближенная оценка мощности судовой энергетической установки. : «Судостроение», 1972, № 5, с. 6-11.

7. Балкашин А.И. Проектирование судов. JL, BMA, 1926.

8. Балкашин А.И. Проектирование кораблей. М. : Оборонгиз, 1954.

9. Барабанов Н.В. Конструкция корпуса морских судов: Учебник. Том 1. Общие вопросы конструирования корпуса судна. - СПб. : Судостроение, 1993. - 304 с.

10. Барабанов Н.В. Конструкция корпуса морских судов: Учебник. Том 2.

11. Местная прочность и проектирование отдельных корпусных конструкций судна.

12. СПб. : «Судостроение», 1993. 336 с.

13. Бронников A.B. Проектирование судов. JL : «Судостроение», 1991.

14. Бронников A.B. Особенности проектирования морских транспортных судов. -JL : «Судостроение», 1971.

15. Бигелоу Г.Б. и Эдмондсон В.Т. Морские ветровые волны и прибой: Пер. с англ. Л. : Изд. ИЛ, 1951. - 212 с.

16. Бубнов И.Г. Об одном методе определения главных размеров проектируемого судна. : Ежегодник Союза Морских инженеров, 1916, т. 1.

17. Бубнов И.Г. О непотопляемости судов. : «Морской сборник», 1901, № 4, с. 111-115; №5, с. 127-182.

18. Ваганов A.M. Проектирование скоростных судов. Л. : Судостроение, 1978. -280 с.

19. Возный П.С., Дадеко А.Г., Кириллов Е.А. Океанский буксир-спасатель «Ягуар».: Судостроение, 1977, № 10, с. 6-10.

20. Власов В.А., Корсуков В.Я., Москвина C.B. Конструктивные и организационные мероприятия на судах рейдового плавания по предотвращению загрязнения моря. // Сборник тезисов докладов межвузовской научной конференции, С-Пб., ВМИИ, 2002, с. 135-136.

21. Власов В.А., Ларионов A.A. Исследования принципов и путей развития комплекса плавучих средств обеспечения системы базирования. // Сборник тезисов докладов международной конференции «Моринтех 2003», С-Пб, Моринтех, 2003, с. 26.

22. Гайкович А.И. Выявление структуры системы по её математической модели. Труды научно-технической конференции («Бубновские чтения 1997 г.»). С-Пб., ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова.

23. Гайкович А.И. Проблемы когнитивной графики при проектировании судов. Труды научно-технической конференции («Бубновские чтения 1997 г.»). С-Пб., ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова.

24. Гайкович А.И. Основы теории проектирования сложных технических систем. С-Пб., Моринтех, 2001.

25. Гайкович Б.А., Кочаров М.А., Ляховицкий А.Г., Царев Б.А., Шагиданов В.И. Концепция и модель сложноструктурной компоновки быстроходных кораблей. Труды третьей международной конференции по морским интеллектуальным технологиям МОРИНТЕХ 99. С-Пб. 1999.

26. Гайкович А.И., Никитин Н.В., Норов А.Т. Система автоматизированного исследовательского и эскизного проектирования. Труды научно-технической конференции («Бубновские чтения 1997 г.»). С-Пб., ЦНИИ им. акад.1. А.Н. Крылова.

27. Герасимов А. В., Пастухов А. И., Соловьев В. И. Основы теории корабля. — М. : Военное издательство МО Союза ССР, 1959. 372 с.

28. Гилерович Ю.М., Чернух Е.А. Гребные электрические установки ледоколов береговой охраны США и Канады. Судостроение за рубежом, 1990, № 9,с. 37^16.

29. Гилмер Т.К. Проектирование современного корабля, JI.: Судостроение, 1984.

30. Гурович А. Н., Родионов А. А. Проектирование спасательных и пожарных судов. JI.: Судостроение, 1971. - 288 с.

31. Демешко Г.Ф. Проектирование судов. Амфибийные суда на воздушной подушке. 2 Т., С-Пб. : «Судостроение», 1992.

32. Дорин B.C. Об использовании дифференциальных уравнений весов. : Судостроение, 1959, № 7.

33. Дробышевский Р.В. Учет взаимосвязи характеристик посадки и параметров обводов при проектном анализе судов переходного режима движения. -Труды ЛКИ: Актуальные вопросы проектирования судов, JL, 1986.

34. Егоров В.А., Царев Б.А. Проблема безопасности и живучести морских судов: пути решения. : Морской вестник, 2002, № 3, с. 73-78.

35. Жинкин В. Б. Теория и устройство корабля. С-Пб. : «Судостроение», 1995, 336 с.

36. Захаров И.Г. Теория компромиссных решений при проектировании корабля. JI. : Судпромгиз, 1987.

37. Захаров А.И., Царев Б.А., Шагиданов В.И. Значение количественных интервалов проектных характеристик корабля при оценке эволюционных тенденций. Сборник тезисов докладов Межвузовской конференции. С-Пб, ВМИИ, 2000.

38. Измайлов И.А., Селезнёв A.A., Шагиданов В.И., Царев Б.А. Первые артиллерийские катера в России. : Морской Вестник — 2002 — № 3, с. 83-85.

39. Кочаров М.А., Кутенёв A.A., Царев Б.А., Шагиданов В.И. Задачи прочностной оптимизации многокорпусных судов. Труды третьей международной конференции по морским интеллектуальным технологиям МОРИНТЕХ 99. С-Пб. 1999.

40. Краев В.И. Методы экономико-эксплуатационного обоснования основных технических характеристик морских грузовых судов. «Труды ЦНИИМФ», 1965, вып. 65, с. 57-68.

41. Кузин В.П., Никольский В.И. Военно-Морской Флот СССР 1945-1991. С-Пб,: Историческое Морское Общество, 1996.

42. Ляховицкий А.Г., Николаев В.А., Шагиданов В.И. Исследование сопротивления воды движению судов с аутригерами и его учёт при проектировании. Труды междунар. научно-тех. конфер. ISO-98. С-Пб., ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, 1998.

43. Манинг Д.Ч. Теория и практика проектирования кораблей. М. : Воениздат, 1960.

44. Медведев Н.Ф. Суда для исследования мирового океана.

45. Михелёв К.С., Хайми А.Г., Царев Б.А. Исследования тенденций проектирования путем статистического и реконструктивного анализа. // Материалы конференции «Моринтех-2005», с. 54-59.

46. Муравьев Е.К. Модульные системы формирования помещений. Обзор опыта судостроения ПНР и Финляндии. Архитектура и художественное конструирование в судостроении, 1984, выпуск XXXVI, с. 16-25.

47. Никитин Н.В., Головань C.B. Разработка математической модели судовой поверхности для решения задачи оптимизации главных размерений судов. Труды научно-технической конференции («Бубновские чтения 1997 г.»). С-Пб., ЦНИИ им. акад.А.Н. Крылова. ,

48. Ногид Л.М. Проектирование формы судна и построение теоретического чертежа. Л. : Судпромгиз, 1962. - 244 с.

49. Ногид Л.М. Теория проектирования судов. : Судпромгиз, 1955.

50. Ногид Л.М. Проектирование морских судов. Ч. I. Методика определения элементов проектируемого судна. Л. : «Судостроение», 1964.

51. Олигер Б.А., Старшинов В.А., Дикарев А.Н. Научно-исследовательский ледокол «Отто Шмидт». : Судостроение, 1977, № 10, с. 6-10.

52. Пашин В.М. Оптимизация судов. JI. : Судостроение, 1983.

53. Пашин В.М., Сужение Э.Н. Возможные направления разработки подсистемы «оптимизация элементов» автоматизированной системы проектирования судов. «Вопросы судостроения». Сер. I, 1972, вып. 2., с. 48-64.

54. Питишук Э.М. Новый корабль охраны экономической зоны Ирландии Р31 Eithne. Судостроение за рубежом, 1987, № 1, с. 65-72.

55. Поздюнин B.JI. Теория проектирования судов. 4.1 . Общие вопросы проектирования. JL М.,ОНТИ, 1935.

56. Разуваев В.Н. Оценка концепции судна на начальной стадии проектирования. Труды научно-технической конференции («Бубновские чтения 1997 г.»), С-Пб., ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова.

57. Рюмин С.Н., Гайкович А.И. Дипломное проектирование с использованием САПР «ФЛОТ».: Учебное пособие, С-ПбГМТУ, С-Пб, 2005.

58. Савинов Г.В. Вычислительный эксперимент в задачах оптимального проектирования судов. Труды научно-технической конференции («Бубновские чтения 1997 г.»). С-Пб., ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова.

59. Савинов Г.В., Царев Б.А. Оптимизационные математические модели проектирования судов и пути совершенствования методологии их анализа. : Морской журнал , 2000 г., № 2, с. 40^5.

60. Смирнов Б.М. Экономический анализ при проектировании судов. JI. : Судпромгиз, 1961.

61. А.Н. Крылова. С-Пб., 2008, с. 49-52.

62. Фирсов В.Б. К вопросу о целесообразности внедрения «безремонтной» эксплуатации судовых корпусов. // Сборник тезисов докладов межвузовской научной конференции, С-Пб., ВМИИ, 2002, с. 371.

63. Фирсов В.Б., Калмук A.C. Автоматизированная система информационной поддержки и обучения специалистов проведению судоподъемных операций. // Сборник тезисов докладов межвузовской научной конференции, С-Пб., ВМИИ, 2002, с. 121-124.

64. Худяков Л.Ю. Исследовательское проектирование кораблей. JI. : Судостроение, 1980.

65. Царев Б.А. Значение метода И.Г. Бубнова при отображении функции и структуры проектируемых судов В кн.: Теория и проектирование судов, вып. 211, Л. : Судостроение, 1974.

66. Царев Б.А. Введение в художественное конструирование судов. JL, ЛКИ, 1973.

67. Царев Б.А. Модульные задачи в проектировании судов : Учебное пособие. JI. : Изд. ЖИ, 1986.

68. Царев Б.А. Оптимизационное проектирование скоростных судов. Д., ЛКИ, 1988 г.

69. Цой А.Г., Горшковский А.Г. Ледокольный флот России нуждается в обновлении. : Морской вестник, 2002, № 4, с. 9-16.

70. Четвертаков М.М., Шауб П.А. Общие принципы разработки математических моделей судов. Вопросы судостроения: Математические методы, вып.8, 1975.

71. Шагиданов В.И. Модель проектного анализа корабельных обводов для переходных режимов движения. Труды первой конференции молодых учёных и специалистов по морским интеллектуальным технологиям МОРИНТЕХ-ЮНИОР 2000. С-Пб. 2000.

72. Шагиданов В.И. Модульное формирование помещений судов для охраны экономических зон и их оборудования. : Морской Вестник — 2007. — № 1, март — с. 26-31.

73. Шагиданов В.И. Обоснование блок-схемы проектирования судов для охраны экономических зон. Труды второй конференции молодых учёных и специалистов по морским интеллектуальным технологиям МОРИНТЕХ-ЮНИОР 2002. С-Пб. 2002.

74. Шагиданов В.И. Особенности модели проектного анализа судов для охраны экономических зон. : Труды четвёртой международной конференции по морским интеллектуальным технологиям МОРИНТЕХ-2001. С-Пб., 2001.

75. Шагиданов В.И. Этапы совершенствования теории проектирования кораблей. Сборник тезисов докладов межвузовской конференции, С-Пб, ВМИИ, 2002.

76. Шауб П.А. Особенности аналитического моделирования функциональных структур при функциональном проектировании. Труды научно-технической конференции («Бубновские чтения 1997 г.»), С-Пб., ЦНИИ им. акад.1. А.Н. Крылова.

77. Шауб П.А., Никольский В.И. Особенности формирования математической модели судна с позиций САПР.: Судостроение, 1984., № 5.

78. A.L. Dorey, В.Sc. "General design aspects of small fast warships". Symposium on small fast warships and security vessels. Paper № 7, p. 101-114. The Royal Institution of Naval Architects. 1978.

79. Ashik V.V., Tschelpanov I.V., Zarjow B.A. Berücksichtigung eines Streuungmaßes für Berechnungsgroßen beim Shiffsentwurf Seewirtschaft, 1973, № 5.

80. Bright P. Corvettes find their place in the market/ Naval Forces, 2000, № 4, p. 2632.

81. Captain D.M. Eckersley Maslin, R.N. and J.F. Coates, O.B.E., M.A., R.C.N.C. "Operational requirements and choice of craft". Symposium on small fast warships and security vessels. Paper № 1, p. 1-13. The Royal Institution of Naval Architects. 1978.

82. Captain N.S. Mohan Ram, V.S.M., I.N. (Retd.), B. Tech. (Hons.), M.B.A. "Offshore patrol vessels for the Indian coast guard". Symposium on small fast warships and security vessels. Paper № 19, p. 253-267. The Royal Institution of Naval Architects. 1982.

83. Comdr. M.B.F. Ranken, R.N. (Ret'd), C. Eng., F.I. Mar. E. "The offshore tapestry and the 200-mile exclusive economic zone". Symposium on small fast warships and security vessels. Paper № 2, p. 15-30. The Royal Institution of Naval Architects. 1978.

84. David G.M. Watson "Practical ship design", Elsevier ocean engineering book series, volume 1, Elsevier, 1998.

85. George P. Stefun "Seaworthiness of three designs for a United States Coast Guard 160-foot water patrol craft". Research and development report, Report 1009, Navy department the David W. Taylor model basin, Washington 7, D.C., 1956.

86. HANSA International Maritime Journal, № 8, 1997, «Surface Ships for the Navies of the World», p. 20-31.

87. J-H Jorde and M.E. Monstad, Bergen college, Norway. "A feasibility study on a catamaran escort vessel for the RNoN". International symposium WARSHIP'98, Paper № 8,1998, London.

88. Louis M. Cunningham "Command and control of coastal water". Symposium on small fast warships and security vessels. Paper № 24, p. 315-324. The Royal Institution of Naval Architects. 1982.

89. Mr. J.A. Sadden, Mr. C. Nisbet, Yarrow Shipbuilders-GEC Marine, UK, "Are two hulls better than one or three?". International symposium WARSHIP'98, Paper № 7, 1998, London.

90. Paul Crossland "A rational approach to specifying seakeeping performance in the ship design process". International symposium WARSHIP'98, Paper №17, 1998, London.

91. R.D. Mulligan and M.D. Courts, Vosper Thornycroft (UK) Ltd., UK. "Corvette design consideration". International symposium WARSHIP'98, 1998, London.

92. R.G. Allen and R.S. Holcomb "The application of small SWATH ships to coastal and offshore patrol missions". Symposium on small fast warships and security vessels. Paper № 4, p. 41-58. The Royal Institution of Naval Architects. 1982.

93. Schiff & Hafen, № 9, 1997, «MECON International MECO® Conference», p. 6797.

94. Schönknecht R. Schiff im Schiff. Möglichkeiten und Problem der Bargecarrier — Jahrbuch 1974, Berlin, s. 35-40.

95. Shao Shiming and Wang Yuncai "Methods of improving the resistance and seakeeping qualities of high speed displacement hulls". Symposium on small fast warships and security vessels. Paper № 5, p. 59-69. The Royal Institution of Naval Architects. 1982.

96. T. Kvinge, M.Sc. and A.P. Gjerde, B.Sc. "Development of the NORDKAPP class the new Norwegian coast guard vessels". Symposium on small fast warships and security vessels. Paper № 20, p. 269-282. The Royal Institution of Naval Architects. 1982.

97. Федеральное агентство по образованию

98. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский Государственный Морской Технический Университет»1. С-ПбГМТУ)

99. Кафедра проектирования судов1. ШАГИДАНОВ В.И.