Устройство стабилизации движения
В процессе проведения испытаний буксируемой модели морского быстроходного контейнерного судна по гидродинамической схеме « Моноклин » были зафиксированы заметные величины размахов продольной и вертикальной качки, а также прослеживалась зависимость увеличения сопротивления движению от угла ходового дифферента.
С целью уменьшения амплитуд и периодов вертикальной и килевой качек, а также улучшения мореходных качеств судна было предложено устройство стабилизации движения( УСД), общий вид которого представлен на рисунке 7. На основе этого предложения был получен патент на изобретение « Устройство стабилизации движения надводного однокорпусного водоизмещающего быстроходного судна »( регистрационный № 2562086 от 07.08.2015 года).
Для проверки технического решения на расчетном уровне волнения было разработано, изготовлено и установлено в кормовой оконечности буксируемой модели устройство стабилизации движения. Оно состояло из подводного крыла и вертикальных стоек, крепящихся к бортам модели. Размах УСД соответствовал ширине корпуса модели в кормовой оконечности. Конструкция устройства позволила оперативно изменять угол атаки крыла в процессе испытаний модели. Диапазон изменения угла атаки составил ± 3 градуса.
При испытании буксируемой модели в опытовом бассейне ЦКБ по СПК им. Р. Е. Алексеева на регулярном волнении и в условиях открытой воды при нерегулярном ветровом волнении в качестве характеристик исследуемых процессов были приняты средние значения размахов килевой и вертикальной качки, а также средние значения периодов колебаний модели.
Результаты экспериментов продемонстрировали, что сопротивление на спокойной воде( рис. 8) практически не меняется в зависимости от наличия или отсутствия УСД. В условиях сильного волнения( рис. 9) сопротивление меньше на 10 – 18 % в рассматриваемом диапазоне скоростей при наличии УСД, благодаря оптимальному ходовому дифференту. Также при наличии УСД размахи килевой качки уменьшаются на 15 – 40 %, а вертикальной качки – на 15 – 45 % в условиях расчетного волнения( рис. 10) в зависимости от скорости движения. Однако главной особенностью применения УСД является то, что сопротивление движению модели быстроходного морского контейнеровоза в условиях сильного волнения незначительно отличается от значений сопротивления движению в условиях спокойной воды( рис. 8 и 9).
Полученные результаты позволили сделать вывод об эффективности устройства стабилизации движения применительно к морскому быстроходному контейнерному судну по гидродинамической схеме « Моноклин » [ 3 ].
Таблица 5
Главные размерения и основные характеристики морского быстроходного контейнеровоза по гидродинамической схеме « Моноклин »
Наименование
Значение Длина наибольшая, м 214,1
Длина по КВЛ, м 190
Ширина наибольшая, м 37,24 Ширина по КВЛ на миделе, м 20,8 Ширина по КВЛ на транце, м 29,4
Высота борта, м 21,85 Высота наибольшая, м 37
Осадка, м 10,28 Водоизмещение, т 21100 Автономность, сут 10
Экипаж, чел 20
Технико-экономический расчет морского быстроходного контейнерного судна
На основе результатов модельных исследований в опытовом бассейне и на открытой воде было разработано техническое предложение морского быстроходного контейнеровоза вместимостью 900 TEU( стандартных морских 20‐футовых контейнеров) [ 3 ]. Главные размерения и основные характеристики контейнеровоза приведены в таблице 5; на рисунке 11 приведена схема общего расположения.
Технико-экономическое обоснование и рекомендации по маршрутам плавания были произведены на основе сравнительного анализа результатов морского быстроходного контейнеровоза гидродинамической схемы « Моноклин » и судна с традиционными обводами [ 3 ].
В качестве основного района плавания для расчетов было выбрано Северное море, где волнение 5 и более баллов составляет в среднем 31 % времени. Использование гидродинамической схемы « Моноклин » позволяет проектируемому судну в условиях расчетного волнения идти со скоростью 25-30 узлов, тогда как обычный контейнеровоз вынужден значительно ее снижать.
Расчет затрат на эксплуатацию показал, что навигация контейнерного судна с использованием гидродинамической схемы « Моноклин » в условиях Северного моря на линиях, протяженностью ≤ 300 миль, благодаря более высо-
60 Морские информационно-управляющие системы, 2017 / No. 2( 12)