Экспресс-оценка исходной информации для технико-экономического обоснования в начальной стадии проектирования речных ледоколов

Rapid assessment of initial information for the feasibility study in the initial stage of designing river icebreakers


УДК 338.984

24.09.2014
 

Выходные сведения:
Зуева Е.В. Экспресс-оценка исходной информации для технико-экономического обоснования в начальной стадии проектирования речных ледоколов // ИТпортал, 2014. №3 (3). URL: http://itportal.ru/science/economy/ekspress-otsenka-iskhodnoy-informats/

Авторы:
Е.В. Зуева (ст. преподаватель НГТУ им. Р.Е. Алексеева)

Authors:
E.V. Zueva (senior teacher NSTU n. a. R. E. Alekseev)

Ключевые слова:
экспресс-оценка, технико-экономическое обоснование, начальная стадия проектирования, речной ледокол, трассы плавания

Keyword:
rapid assessment, feasibility study, initial design stages, river icebreaker voyage route

Аннотация: 
Начальная фаза проектирования ледоколов связана с изучением и анализом ледовых условий на трассах плавания.

Annotation: 
The initial phase of the design of ice-breakers associated with the study and analysis of ice conditions on the routes of navigation.

Экспресс-оценка исходной информации для технико-экономического обоснования в начальной стадии проектирования речных ледоколов


Начальная фаза проектирования ледоколов связана с изучением и анализом ледовых условий на трассах плавания. Эти условия включают толщины ледяного покрова, заснеженность льда, возможность образования торосов и заторов, продолжительность ледостава и т.п. Для технико-экономического обоснования в начальной стадии проектирования обычно задают ширину ледового канала для проводки транспортных судов Вк и среднюю толщину ледяного покрова, которую ледокол сможет преодолеть при устойчивом движении с предельно малой скоростью (~ 2 км/ч). Толщина льда, которую ледокол может преодолеть в этих условиях, называют предельной (1) [1, 2, 3].

Ширина ледового канала связана с расчетной шириной корпуса В приближенной зависимостью Вк ≈ 1,1 В. Задача состоит в определении связи между шириной канала (шириной судна), толщиной прочного неразрушенного льда h и необходимой мощностью ледокола N. Зависимости  имеют многочисленные экспериментальные подтверждения (1).

Представим зависимость необходимой мощности ледокола от ширины судна и толщины льда в виде

                                                                      (1)

 

где k – некоторый размерный коэффициент, (кВт·м-3,1).

Для определения неизвестных величин k, x, y воспользуемся характеристиками речных ледоколов, приведенных в табл. 1.

 

Таблица 1


 

В таблице обозначено: L,B,T– расчетные длина, ширина и осадка судна,
D – водоизмещение, P – тяга гребных винтов на швартовах, υ – скорость на чистой воде.

Анализ данных позволил получить:

 

  ,  кВт.                                    (2)

 

Отклонения рассчитанных по (2) величин от фактических не превышают ± 5%, что позволяет считать сходимость результатов удовлетворительной.

При малой и постоянной скорости хода ~ 2 км/ч, мощность энергетической установки и тягу винтов на швартовах можно полагать линейно зависимыми и записать:

 

               Р = 0,260·N·T,   кН.                                          (3)

 

Для оценки технико-экономической эффективности средств продления навигации необходимо располагать диаграммой ледопроходимости – зависимостью толщины преодолеваемого ледяного покрова от скорости движения при постоянной мощности энергетической установки судна [4].

Получить эту диаграмму можно путем трудоемких испытаний модели ледокола в ледовом бассейне или не менее трудоемких расчетов, когда судно, по существу, полностью спроектировано. Далее предлагается способ построения диаграммы ледопроходимости по полученным (1 и 2) приближенным зависимостям.

Диаграмма ледопроходимости имеет вид, приведенный на рис. 1. 

 

Точка А соответствует скорости судна на чистой воде. Точка В соответствует предельной толщине льда hпред и минимальной скорости устойчивого движения принимаемой 2 км/ч. Прямая АВ – диаграмма ледопроходимости при непрерывном движении ледокола. Пунктирная прямая ВС – движение ледокола набегами. Точка С – условная толщина разрушаемого льда при работе набегами в реальном промежутке времени, принимаемая 2,5hпред.

Сравнение данных натурных испытаний и расчет по предлагаемым зависимостям показывает удовлетворительные результаты, что позволяет сделать вывод о возможности применения экспресс-оценки исходной информации для технико-экономического обоснования в начальной стадии проектирования речных ледоколов [5, 6, 7].

Библиографический список


1. Грамузов Е.М., Тихонова Н.Е. Обоснование проектных характеристик речных ледоколов // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2013. № 3 (100). С. 195-199.

2. Егоров Г.В. Проектирование российских многофункциональных аварийно-спасательных судов нового поколения для работы в ледовых условиях // Морской вестник. 2014. № 4. С. 27-31.

3. Федяков В.Е., Фролов С.В. Новые алгоритмы учета влияния ледяных образований на надежность движения судов во льдах // Проблемы Арктики и Антарктики. 2013. № 3 (97). С. 28-34.

4. Гайкович А.И., Фрумен А.И., Никитин Н.В. К обоснованию концепции надводного корабля ледового плавания // Морские интеллектуальные технологии. 2013. № 3 (21). С. 4-9.

5. Князьков В.В. Средства продления навигации на внутренних водных путях // Речной транспорт (XXI век). 2013. № 6 (65). С. 81-82.

6. Ломакина Н.С. Преимущества амфибийных судов на воздушной подушке, совмещающих ледокольные функции // Альманах современной науки и образования. 2013. № 4 (71). С. 119-121.

7. Кулепов В.Ф., Двойченко Ю.А. Ледокольная способность плавающих ледорезных машин // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2013. № 2 (99). С. 177-182.

References


1. Gramuzov E.M., Tihonova N.E. Obosnovanie proektnyh harakteristik rechnyh ledokolov Trudy NGTU im. R.E. Alekseeva. 2013. No 3 (100). P. 195-199.

2. Egorov G.V. Proektirovanie rossijskih mnogofunkcional'nyh avarijno-spasatel'nyh sudov novogo pokolenija dlja raboty v ledovyh uslovijah Morskoj vestnik. 2014. No 4. P. 27-31.

3. Fedjakov V.E., Frolov P.V. Novye algoritmy ucheta vlijanija ledjanyh obrazovanij na nadezhnost' dvizhenija sudov vo l'dah Problemy Arktiki i Antarktiki. 2013. No 3 (97). P. 28-34.

4. Gajkovich A.I., Frumen A.I., Nikitin N.V. K obosnovaniju koncepcii nadvodnogo korablja ledovogo plavanija Morskie intellektual'nye tehnologii. 2013. No 3 (21). P. 4-9.

5. Knjaz'kov V.V. Sredstva prodlenija navigacii na vnutrennih vodnyh putjah Rechnoj transport (XXI vek). 2013. No 6 (65). P. 81-82.

6. Lomakina N.P. Preimushhestva amfibijnyh sudov na vozdushnoj podushke, sovmeshhajushhih ledokol'nye funkcii Al'manah sovremennoj nauki i obrazovanija. 2013. No 4 (71). P. 119-121.

7. Kulepov V.F., Dvojchenko Ju.A. Ledokol'naja sposobnost' plavajushhih ledoreznyh mashin Trudy NGTU im. R.E. Alekseeva. 2013. No 2 (99). P. 177-182.

© 2002-2017 электронный научный журнал «ИТпортал», публикация хороших научных статей по ИТ, 16+
Свидетельство Управления Федеральной службы по надзору в сфере связи, информационных технологий и
массовых коммуникаций по Приволжскому федеральному округу ИА № ТУ 52-01110 от 24 февраля 2016 г.
ISSN 2414-5688


Яндекс.Метрика