bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
Dynamics of a river displacement vessel in the course stability neighborhood
Authors: Чернышов А.В. 
Published: December 2022

В статье рассмотрена динамика речных водоизмещающих судов на границе области устойчивости. Приведен оригинальный графический способ определения значения параметра (глубины фарватера), при котором объект управления теряет устойчивость. Проведен анализ характера устойчивости особой точки, в результате которого был сделан вывод о собственной устойчивости судна на границе области устойчивости. Показана трансформация фазовых портретов системы при движении судна на разных глубинах. Полученные результаты качественно дополняют и, частично, вносят коррективы в существующие представления о динамике речных судов при движении по мелководью. Результаты исследования будут полезны при проектировании судов, а также при разработке алгоритмов управления при движении по опасным участкам рек, что, в итоге, способствуют снижению аварийности на водном транспорте.
The paper considers the dynamics of river displacement vessels at the boundary of the course stability area. An innovative graphical method for determining the value of the parameter (navigational depth), at which the control object loses course stability, is presented. Analysis of the character of stability of a equilibrium point is conducted, as a result of which a conclusion about inherent stability of a vessel on the border of the stability area is made. Transformation of phase portraits of system at vessel movement on different navigational depths is shown. Received results are qualitatively supplementing and, partially, correcting basic ideas about dynamic of river ships moving through shallow water. Results of research will be useful at designing of ships, and also at development of control algorithms during shallow water navigation. Also, the results shown in the article make a positive contribution to the decreasing of navigational accidents.
Software and hardware complex for solving problems of autonomous navigation
Authors: Бурылин Я.В. , Гринек А.В. , Бойчук И.П. , Боран-Кешишьян А.Л. , Кондратьев С.И. 
Published: December 2022

В статье представлен опыт решения комплекса задач, связанных с проектированием и изготовлением малого автономного судна на базе научно-исследовательского центра безэкипажного судовождения Государственного морского университета им. адм. Ф.Ф. Ушакова. Рассмотрены существующие разработки и пути развития малого автономного вспомогательного флота в области e-навигации, инновационного судостроения и цифрового образования. В изготовленном экспериментальном автономном судне отработаны алгоритмы движения, реализованные в автоматизированной системе управления. Успешно апробирован оригинальный способ управления с помощью авторулевого. В качестве средств берегового мобильного модуля управления и мониторинга разработан комплекс программно-аппаратных решений для построенного прототипа судна, реализующий оригинальные алгоритмы определения и корректировки курса. Получены решения задач в области автономной навигации, судостроения. Результаты показывают хорошие ресурсы и возможности данного судна для дальнейшего использования в прибрежных обследованиях, картографических исследованиях, технологиях навигации, проводки и алгоритмов расхождения подобных судов.
The article presents the experience of solving a set of problems of designing and manufacturing a small autonomous vessel at the scientific research center of skip navigation of the Admiral Ushakov Maritime State University. The work presents existing developments and ways to develop a small autonomous auxiliary fleet in the field of e-navigation, innovative shipbuilding and digital education. In an experimental autonomous vessel, motion algorithms implemented in an automated control system have been worked out. Successfully tested the original method of control with the help of autopilot. As a means of the onshore mobile control and monitoring module, a set of software and hardware solutions for the built prototype of the ship was developed, implementing original algorithms for determining and adjusting the course. Solutions to problems in the field of autonomous navigation and shipbuilding have been obtained. The results show the good resources and capabilities of this vessel for further use in coastal surveys, mapping studies, navigation technologies, and wiring and divergence algorithms of such vessels.
Investigation of the compressive strength of ship hull elements obtained by 3D printing
Authors: Полухин П.Д. , Рубан А.Р. , Кушнер Г.А. , Волков Д.А. 
Published: December 2022

В работе приводятся результаты исследования прочности на сжатие элементов корпуса судна, полученных методом 3D-печати. Для определения прочности на сжатие были изготовлены цилиндрические образцы из двух видов пластиков, ABS и PETG, с различной степенью заполнения. Для проведения испытаний использовалась стандартная методика для измерения прочности на сжатие образцов из полимерного пластика. Установлено, что для образцов при увеличении заполнения с 20% до 100% из ABS пластика удельная прочность увеличилась на 366% а из PETG пластика удельная прочность увеличилась на 79 %. Таким образом, для печати с малым заполнением целесообразнее использовать ABS пластик. Сжатие образцов сопровождалось изменением их формы – появлялась бочкообразность. При этом было отмечено, что на определенном этапе появлялись трещины. При помощи металлографического микроскопа с системой визуализации установлено, что в 90% случаев деформация более 10% сопровождается образованием трещин в зоне спекания слоев. При этом, коэффициент заполнения образцов не является определяющим.
The paper presents the results of a study of the compressive strength of the elements of the ship's hull, obtained by the method of 3D printing. To determine the compressive strength, cylindrical specimens were made from two types of plastics, ABS and PETG, with different degrees of filling. The tests were carried out using a standard procedure for measuring the compressive strength of polymer plastic specimens. It was found that for specimens with an increase in filling from 20% to 100% from ABS plastic, the specific strength increased by 366%, and from PETG plastic, the specific strength increased by 79%. Thus, it is more expedient to use ABS plastic for printing with low infill. The compression of the samples was accompanied by a change in their shape - a barrel-shaped appearance appeared. At the same time, it was noted that cracks appeared at a certain stage. Using a metallographic microscope with a visualization system, it was found that in 90% of cases, deformation of more than 10% is accompanied by the formation of cracks in the sintering zone of the layers. In this case, the filling factor of the samples is not decisive in this case.
Experimental study of the hydrodynamics features of a shipboard sorbent spraying device
Authors: Городников О.А. , Аввакумов А.Е. , Шутов В.В. 
Published: December 2022

В статье представлены результаты экспериментов по определению возможности движения подводного аппарата, разработанного для ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. Данный аппарат является элементом судовой энергетической установки, которая может быть использована на судах, в независимости от их назначения и размеров. Данная установка была спроектирована с целью уменьшения времени локализации и ликвидации разливов и утечек нефти и нефтепродуктов, как при возможности работать в стандартных условиях, так и для работы в битом и сплошном льду. После создания модели и проведения математических расчетов с приложением нагрузок, были выведены несколько наиболее эффективных траекторий движения и распыления сорбентов. Потребовалось проведение экспериментов для наиболее точных результатов перед установкой и проведением испытаний на судне. Ряд экспериментов и полученные результаты, изложенные в статье, позволили определить наиболее эффективную траекторию и нагрузки при использовании данной системы.
The article presents the results of experiments on determining the motion capability of an underwater vehicle designed for oil and petroleum product spill elimination. This apparatus is an element of a ship power plant, which can be used on ships, regardless of their purpose and size. This unit was designed to reduce the time of localization and elimination of spills and leaks of oil and petroleum products, either possible to work in standard conditions or work in the cracked and solid ice. After creating the model and carrying out mathematical calculations with application of loads, several most effective trajectories of movement and spraying sorbent were deduced. Experiments for the most accurate results were required before installation and testing on the ship. A number of experiments and the results obtained, outlined in the article, made it possible to determine the most effective trajectory and loads when using this system.
Evaluation of the efficiency of the heat exchange equipment of a marine diesel engine
Authors: Панасенко А.А. , Петрашёв С.В. 
Published: December 2022

Для эффективности работы главного судового дизеля необходимо обеспечивать эффективную передачу теплоты масла, воздуха и охлаждающей пресной воды. Для этого используют теплообменники соответствующих сред, соединенные последовательно. В сложившейся практике, теплообменники по ходу охлаждающей забортной воды соединяются последовательно в строго определенном порядке – холодильник воздуха, затем холодильник масла и последний холодильник пресной охлаждающей воды. В статье проведён анализ эффективности стандартного соединения теплообменников и предложен альтернативный вариант соединения теплообменников по критерию увеличения среднединамической температуры среды по мере увеличения охлаждающей забортной воды. Для сравнения стандартного и альтернативного вариантов соединения теплообменников по ходу забортной воды рассчитаны суммарные потери эксергии каждого из вариантов в статическом режиме работы. Также представлены результаты расчёта дополнительных тепловых потерь вследствие резкого увеличения нагрузки главного двигателя на 20% от номинальной. На основании этих расчетов сделан сравнительный анализ стандартного и альтернативного вариантов соединения теплообменников.
For the efficiency of the operation of the main marine diesel engine, it is necessary to ensure the efficient transfer of heat from oil, air and cooling fresh water. For this, heat exchangers of the corresponding media are used, connected in series. In the current practice, the heat ex-changers along the course of the cooling outboard water are connected in series in a strictly de-fined order - an air cooler, then an oil cooler and the last fresh cooling water cooler. The article analyzes the efficiency of a standard connection of heat exchangers and proposes an alternative option for connecting heat exchangers according to the criterion of an increase in the average dynamic temperature of the medium as the cooling seawater increases. To compare the standard and alternative options for connecting heat exchangers along the outboard water, the total exergy losses of each of the options in the static mode of operation were calculated. Also presented are the results of calculating additional heat losses due to a sharp increase in the load of the main engine by 20% of the nominal one. Based on these calculations, a comparative analysis of the standard and alternative options for connecting heat exchangers was made.
Research of film liquid neutralization of gas emissions from ship power plants
Authors: Стаценко В.Н. , Леонтьев Л.Б. , Садыков Р.Х. 
Published: December 2022

Для снижения концентрации вредных газовых выбросов и аэрозолей судовых дизелей предлагается использование жидкостной нейтрализации. В процессе нейтрализации организовано пленочное течение жидкости по вертикальным пластинам. При движении выхлопных газов или загрязненного воздуха между пластинами пленка жидкости как абсорбент интенсивно поглощает газообразные и твердые загрязняющие вещества. На экспериментальном стенде проведено исследование интенсивности абсорбции в пленку воды углекислого газа. В экспериментах изменялись скорость газа, расход жидкости, концентрация вредных веществ в газе. В результате анализа полученных результатов выявлена оптимальная скорость газа, оптимальное значение орошения. При этом концентрацию двуокиси углерода возможно снизить на 30-45 % на длине контакта 0,6-1 м. Обобщение полученных результатов в широком диапазоне изменения концентраций газа, расходов жидкости и скорости движения загрязненного газа получено в виде зависимости между критериями Нуссельта, Рейнольдса и Прандтля.
To reduce the concentration of harmful gas emissions and aerosols of marine diesel engines, the use of liquid neutralization is proposed. In the process of neutralization, a film flow of liquid over vertical plates is organized. When exhaust gases or polluted air move between the plates, the liquid film as an absorbent intensively absorbs gaseous and solid pollutants. On the experimental bench, the intensity of carbon dioxide absorption into the water film was studied. In the experiments, the gas velocity, liquid flow rate, and the concentration of harmful substances in the gas were changed. As a result of the analysis of the obtained results, the optimal gas velocity and the optimal irrigation value were revealed. At the same time, the concentration of carbon dioxide can be reduced by 30-45% at a contact length of 0.6-1 m. The generalization of the results obtained in a wide range of changes in gas concentrations, liquid flow rates, and the rate of movement of polluted gas is made in the form of a criterion dependence between the Nusselt, Reynolds and Prandtl criteria.
Results of experimental investigation of local heat fluxes on surface of cap cylinders of marine high speed diesel
Authors: Руднев Б.И. , Повалихина О.В. 
Published: December 2022

Высокий уровень тепловой напряженности деталей, образующих камеру сгорания современных судовых дизелей, является одним из главных факторов, снижающих их эксплуатационную надежность и существенно затрудняющих их форсировку по параметрам рабочего процесса. Это заставляет исследователей уделять вопросам теплообмена в судовых дизелях все большее внимание с целью создания надежных математических моделей для задания граничных условий при оценке теплового и напряженно-деформированного состояния камеры сгорания на стадии проектирования. Как известно, результативность математического моделирования в технике во многом зависит от эффективности методов количественного анализа построенных моделей. При этом проверка их адекватности требует надежных опытных данных по параметрам локального теплообмена в камере сгорания судовых дизелей. Целью настоящей статьи является представление и обсуждение результатов экспериментального исследования локального теплообмена в камере сгорания судового высокооборотного дизеля типа 8 ЧН 13/14. Представленные в статье экспериментальные значения колебаний температуры и локальных тепловых потоков на поверхности крышки цилиндра указанного дизеля весьма существенно дополняют базу данных по параметрам локального теплообмена в камере сгорания. Это дает возможность еще на стадии проектирования провести количественный анализ построенных математических моделей и сделать прогноз эксплуатационной надежности деталей камеры сгорания судовых высокооборотных дизелей.
High level of thermal power of details developing of combustion chamber modern marine diesels, is one of the main factor decreasing its exploitation security and substance impeding their force according to parameters of working process. It causes researchers to pay more attention to questions of heat transfer in marine diesels with purpose design secure of mathematical models for the task boundary conditions foe value thermal and power-deform condition combustion chamber details during design. It is known that resulting of mathematical modelling in technics noticeably depends on efficiency of methods in quantity analysis developed models. Thus, verification adequate demand secure experimental data for parameters of local heat transfer in marine diesels combustion chamber. The purpose this article is presentation and discussion of experimental results in local heat transfer in marine high speed 8 ChN 13/14 diesel combustion chamber. Experimental data fluctuations of temperature and local heat fluxes on the surface cap of cylinder the diesel are given and addition base of data on parameters local heat transfer in combustion chamber. It is possible to make quantity analysis of mathematical models in design period and make prognosis of exploitation security in details of marine high speed diesels combustion chamber.
Research time series of meteorological observations as features for wind speed forecasting in a neural network
Authors: Кобзаренко Д.Н. , Камилова А.М. 
Published: December 2022

В работе приведены результаты эксперимента по оценке степени влияния временных рядов метеорологических наблюдений на точность прогноза скорости ветра в нейронной сети. Результаты позволяют сделать выводы о метеорологических параметрах, которые могут быть использованы в более качественном решении задачи прогноза скорости ветра, а также об оптимальном временном интервале – размере блока данных для примера X на входе нейронной сети. В качестве исходных данных сгенерированы временные ряды метеорологических параметров на основе наблюдений от четырех метеорологических станций Республики Дагестан (Ахты, Дербент, Кочубей и Махачкала) за период 2011-2020гг с частотой измерений 8 раз в сутки. При исследовании временных рядов метеорологических наблюдений как признаков для прогноза скорости ветра в нейронной сети решены следующие задачи: разработка архитектуры нейронной сети для проведения эксперимента; разработка и реализация алгоритмов проведения эксперимента; визуализация и анализ результатов эксперимента. В результате выполнения эксперимента определены группы метеорологических параметров, которые в большей/меньшей степени влияют на точность прогноза скорости ветра в нейронной сети; показано, что прогнозы по станциям синхронно разнятся по всем параметрам для четырех рассмотренных метеостанций; показано, что оптимальный размер блока данных при котором средние точности прогноза достигают максимальных значений, имеет размер 12 суток.
The paper presents the results of an experiment to assess the degree of influence of time series of meteorological observations on the accuracy of the forecast of wind speed in a neural network. The results allow us to draw conclusions about meteorological parameters that can be used in a better solution of the problem of predicting wind speed, as well as about the optimal time interval – the size of the data block for example X at the input of a neural network. As initial data, time series of meteorological parameters were generated based on observations from four meteorological stations of the Republic Dagestan (Akhty, Derbent, Kochubey and Makhachkala) for the period 2011-2020 with a measurement frequency of 8 times a day. When studying time series of meteorological observations as signs for predicting wind speed in a neural network, the following tasks were solved: development of a neural network architecture for conducting an experiment; development and implementation of algorithms for conducting an experiment; visualization and analysis of experimental results. As a result of the experiment, groups of meteorological parameters were determined, which to a greater or lesser extent affect the accuracy of the forecast of wind speed in the neural network; it is shown that forecasts for stations synchronously differ in all parameters for the four considered weather stations; it is shown that the optimal size of the data block at which the average accuracy of the forecast reaches the maximum values has a size of 12 days.
Implementation of Lightweight Elliptic Curve Cryptography for Security and Privacy in Cyber-Physical Systems of Intelligent Environmental Monitoring for the Northern Sea Route
Authors: Баскаков Д.Е. , Кузнецова Е.Ю. , Стариченков А.Л. 
Published: December 2022

Развитие Интернета вещей создало множество новых возможностей для надежного и устойчивого развертывания киберфизических систем. Основные элементы киберфизической системы экологического мониторинга — это сенсорные устройства, которые имеют значительные ограничения ресурсов по условиям эксплуатации в условиях Северного морского пути, в том числе недостаточную емкость батареи, вычислительные возможности контроллера управления, ограничения по физической безопасности и режимам работы в особых климатических условиях. Такие ограничения ресурсов актуализируют разработку облегченных криптографических протоколов и алгоритмов удаленной идентификации, аутентификации и авторизации пользователей и устройств. В статье рассматривается удаленная аутентификация пользователей интеллектуальной системы экологической безопасности на основе облегченной криптографии. Реализация облегченных криптографических протоколов возможна, в том числе, с использованием эллиптических кривых. При этом облегчённая криптография не рассматривается как альтернатива классической, она представлена весомым дополнением для распределенных киберфизических систем, которое позволяет обеспечивать адекватную и компромиссную безопасность в средах с ограниченными ресурсами и мощностями.
The development of the Internet of Things has created many new opportunities for the reliable and sustainable deployment of cyber-physical systems. The main elements of any environmental monitoring CS are sensor devices that have significant resource limitations in terms of operating conditions in the conditions of the Northern Sea Route, including insufficient battery capacity, computing capabilities of the control controller, limitations on physical security and modes of operation in special climatic conditions. Due to such resource limitations, the development of lightweight cryptographic protocols and algorithms for remote identification, authentication and authorization of users and devices is very relevant. Remote authentication of users of an Intelligent Environmental Security System based on LWC is proposed for the first time in the domestic literature and ensures that two parties establish a secure and reliable session key, which in the future can become an industry standard for IoT. The implementation of LWC in theory is also possible using elliptic curves. At the same time, we do not consider LWC as an alternative to classical cryptography. Rather, it is an important addition to distributed CS, which allows you to provide adequate and compromise security in environments with limited resources and capacities.