РЕЗУЛЬТАТЫ СРАВНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОРАБЕЛЬНЫХ ВОЛН ОТ СУДОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ С ПОМОЩЬЮ МОДЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ

М.Н. Новосельцев

Пути модернизации крыльчатого движителя

ко при рабочем положении КД. Конструктивно такое решение потребует лишь разместить горизонтальную ось откидывания движителя выше линии главного вала и обеспечить требуемую точность сопряжения полумуфт. Одновременно решается и задача аварийного предохранения лопастей КД от повреждения в результате встречи с подводным препятствием.

Список литературы:

[1] Артюшков Л.С., Ачкинадзе А.Ш., Русецкий А.А. Судовые движители. Л.: Судостроение, 1988.

[2] Справочник по теории корабля: в 3 т. Т. 1. Гидромеханика. Сопротивление движению судов. Судовые движители / под ред. Я.И. Войткунского. Л.: Су- достроение, 1985.

[3] Грузинов В.И. и др. Крыльчатые движители. Л.: Судостроение, 1973.

[4] Мавлюдов М.А., Русецкий А.А., Садовников Ю.М., Фишер Э.А. Движители быстроходных судов. Л.: Судостроение, 1973.

WAYS OF MODERNIZING WING PROPULSOR

M.N. Novoseltsev

Key words: Cycloidal propulsion, CD, modernization, auxiliary fleet.

The article is devoted to consideration of options for improving small wing propulsion for support and light-duty fleet. The main barriers hindering the wider use of the data movers in the Navy, given the promising solutions, as by changing the design of the propellers and on the basis of different conceptual solutions.

УДК 629.12.001.2: 656.66.

B.Л. Этин, д.т.н., профессор ФГБОУВО «ВГУВТ» Е.А. Лукина, к.т.н., доцент ФГБОУ ВО «ВГУВТ»

C.Г. Митрошин, к.т.н., доцент ФГБОУ ВО «ВГУВТ»

Е.М. Сироткин, зав. опытовым бассейном ФГБОУ ВО «ВГУВТ» 603950, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5

РЕЗУЛЬТАТЫ СРАВНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОРАБЕЛЬНЫХ ВОЛН ОТ СУДОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ С ПОМОЩЬЮ МОДЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ

Ключевые слова: корабельные волны, экологическая безопасность судоходства, влияние волн на берега рек, сравнение волнообразования от судов различных типов

В статье приведены условия проведения модельного эксперимента по сравнению корабельных волн от речных грузовых судов различных типов. Представлены результаты замеров и пересчёта на натуру параметров исследованных волн.

При перевозке высокотарифицированных грузов таких как контейнеры и полуприцепы, а также при организации смешанных автомобильно-водных перевозок генеральных грузов необходимо обеспечить более высокие скорости движения грузовых судов до 30 км/ч. Это обусловлено высокой стоимостью груза и как следствие большой степенью роста конечной цены товара, с учетом издержек на транспортировку. В

настоящее время практически все самоходные грузовые речные суда и суда смешанного плавания имеют скорость около 20 км/ч.

Движение судов с высокими скоростями сопровождается значительным волнообразованием, что, в свою очередь, приводит к увеличению сопротивления движению судна, а также к негативному энергетическому воздействию судна на внутренние водные пути. В связи с этим может быть поставлена задача обеспечения высокой скорости большегрузных накатных судов, способных перевозить генеральные грузы в логистической цепи, совместно с автомобильным транспортом при допустимом уровне волнообразования. В качестве критерия допустимой скорости большегрузных накатных судов на настоящем этапе целесообразно выбрать ту практически достижимую и экономически обоснованную скорость, при которой их волнообразование не будет превышать волнообразование от эксплуатирующихся в настоящее время судов.

Известно, что суда катамаранного типа характеризуются более низким волнообразованием по сравнению с однокорпусными судами близкой грузоподъёмности из-за большой относительной длины Ь/Б и меньшей полноты.

При рассмотрении судов с близким водоизмещением один корпус катамарана будет более «тонким телом» по сравнению с корпусом однокорпусного судна. И, соответственно, при равной скорости движения будет генерировать меньшие волны. Поэтому, катамараны имеют, так называемый, экологический резерв. Он заключается в том, что при проектировании судов с одинаковым (допустимым) волнообразованием катамараны могут иметь большую скорость по сравнению с однокорпусными судами близкой грузоподъёмности (или большую грузоподъёмность).

Для сравнительной оценки волнообразования при движении грузовых судов были проведены буксировочные испытания их моделей и замеры высот волн, возникающих при движении судов с различными скоростями.

В таблице 1 приведены характеристики испытываемых судов.

Таблица 1

Проекты и характеристики испытываемых судов

№ Проект, тип судна Длина по расчётную ВЛ-ю L, м Ширина по расчётную ВЛ-ю (одного корпуса) В, м Осадка по расчётную ВЛ-ю Т, м Коэффициент полноты водоизмещения 5 Водоизмещение судна D, т

1 пр. 33750 103,5 15,4 3,6 0,831 4770

2 пр. 507 103,75 16,5 3,5 0,845 5060

3 пр. 558 135 16,5 3,52 0,845 6460

4 пр. 1743 105 14,8 2,5 0,831 3230

5 Катамаран типа «Транзит» 150 28,0 (10) 2,8 0,630 5300

Объектами испытаний являются параметрические буксируемые модели, выполненные в масштабе 1:50 для однокорпусных судов и 1:75 для двухкорпусного. Модели выполнены из пенопласта и дерева с последующей шпаклёвкой и окраской.

После сборки каждая модель взвешивалась, определялся вес груза, необходимый для обеспечения проектных водоизмещений моделей. При спуске моделей на воду производилась дифферентовка модели на ровный киль.

Основные характеристики испытываемых моделей приведены в таблице 2.

В.Л. Этин, Е.А Лукина, С.Г. Митрошин, Е.М. Сироткин

Результаты сравнения параметров корабельных волн от судов различных типов с помощью...

Таблица 2

Основные характеристики испытываемых моделей

№ Модель проекта судна Водоизмещение модели Dм, кг Длина модели Lм, м Ширина модели (одного корпуса) В* , Осадка модели Tм, м Масштаб X

1 Однокорпусное судно пр. 33750 38,16 2,070 0,308 0,072 1:50

2 пр. 507 40,48 2,075 0,330 0,070 1:50

3 пр. 558 51,68 2,70 0,330 0,071 1:50

4 пр. 1743 25,84 2,10 0,296 0,05 1:50

5 Двухкорпусное судно типа «Транзит» 12,56 2,00 0,373 (0,13) 0,037 1:75

Все модели буксировались при условии прохождения их ДП на расстоянии 1,87м от стенки бассейна.

Во время испытаний замерялись: буксировочное сопротивление модели, высота волны, вызванной движением модели и скорость.

Высоты волн измерялись поплавковым волнографом резисторного типа. Сигнал преобразовывался аналого-цифровым преобразователем АЦП и обрабатываясь программой PowerGraf, передавался на экран ноутбука в виде записи в реальном времени высот волн, измеряемых в точке установки поплавка волнографа.

Поплавок волнографа располагался на расстоянии 0,83 м от стенки бассейна. Данное расстояние было выбрано из условия замеров высот волн на границе волнового сектора без учёта волны, отражённой от стенки бассейна.

Результаты замеров высот волн производились в диапазоне скоростей натурных однокорпусных судов 17-31 км/ч и диапазоне скоростей 23-36 км/ч двухкорпусного судна.

Для скорости каждой модели, соответствующей скорости около 30 км/ч скорости натурного судна, высота волны замерялась ещё в двух точках. Одна точка - на расстоянии 140 см от стенки бассейна, т.е. примерно на 25% расстояния от борта судна до стенки бассейна. Другая точка - 46 см от стенки бассейна, что соответствует 75% расстояния от борта судна до стенки бассейна.

Результаты эксперимента пересчитаны на натуру. Пересчёт высот волн произведён исходя из геометрического масштаба моделей. Методика пересчёта скоростей базируется на гипотезе Фруда о равенстве коэффициентов остаточного сопротивления модели и натурного судна при равных числах Фруда по длине.

На рисунке 1 представлены результаты по замерам высот волн в зависимости от скорости судов. Кривые зависимости высот корабельных волн от скорости судов приведены в пересчёте на натуру. Данные соответствуют результатам, полученным при расположении датчика волны на расстоянии 0,83 м от стенки бассейна.

Из графиков видно, что высота волны от катамарана на скорости 30 км/ч в 1,7 -3,1 раза меньше, чем от однокорпусных судов. При этом следует отметить, что однокорпусные речные грузовые суда не эксплуатируются с указанной скоростью из-за отсутствия технической возможности или экономической неэффективности. С максимальной высотой волны катамарана сопоставимы высоты волн от однокорпусных судов, движущихся при значительно меньших скоростях. Результаты

эксперимента подтвердили предположение об экологическом резерве использования катамаранных судов по сравнению с типовыми однокорпусными грузовыми судами, эксплуатирующимися в настоящее время на речных водных путях.

При эксперименте использовалась модель катамарана с характеристиками, близкими к характеристикам проектируемого катамарана «Транзит» имеющаяся в опытовом бассейне ВГАВТ. Модель имеет обводы, отличающиеся от обводов эскизного проекта судна «Транзит». При рассмотрении максимального значения кривой высот корабельных волн катамарана, приходящегося на скорость именно в 30 км/ч, можно предположить, что оно может быть снижено отработкой обводов погруженной части корпусов катамарана и максимум кривой также может быть сдвинут. Для этой цели необходимо проведение специальных буксировочных испытаний модели проектируемого катамарана.

—пр 33750 —Катамаран Г —пр. 507 (Волю

17 18 19 20 Л 22 23 24 26 27 28 29 10 31 32 33 34 ЗЬ 36 Скорость судил, км/ч

Рис. 1. Графики зависимости высот корабельных волн от скорости судов

Список литературы:

[1] Этин В.Л., Лукина Е.А., Милавин С.А. Проектирование речных скоростных грузовых накатных судов катамаранного типа / 12-й междунар. научно-промышленный форум «Великие реки-2010»:Труды конгресса. Т.2. Н. Новгород, Нижегород. госуд. архит.-строит. ун-т - Н. Новгород: НГАСУ, 2011. - С. 37-44.

[2] Лукина Е.А., Митрошин С.Г., Битков Д.А. Обоснование применения накатного судна для паромно-транспортных грузовых перевозок в Волжско-Камском бассейне/ Вестник ВГАВТ. Вып. 28. - Н.Новгород: Изд-во ФГОУ ВПО ВГАВТ, 2009. - С. 56-62.

[3] Минеев В.И., Митрошин С.Г., Ефремов Н.А., Костров В.Н., Этин В.Л. Инновационные технологии - основа развития речного транспорта в XXI веке / Речной транспорт (XXI век). 2009. Т. 4. № 6. С. 34.

[4] Костров В.Н., Телегин А.И., Митрошин С.Г. Моделирование и продвижение новых технологий в паромно-транспортной логистической системе / Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. 2008. № 24. С. 132-136.

RESULTS COMPARING THE PARAMETERS

OF SHIP WAVES OF VARIOUS TYPES OF VESSELS BY MEANS OF MODEL TESTS

V.L. Etin, E.A. Lukina, S.G. Mitroshin, E.M. Sirotkin

В.Л. Этин, Е.А Лукина, С.Г. Митрошин, Е.М. Сироткин

Результаты сравнения параметров корабельных волн от судов различных типов с помощью.

Keywords: ship waves, ecological safety of navigation, the impact of waves on the river banks, the comparison of wave of various types of vessels

The article presents the conditions of the model experiment that provide ship waves produced by river cargo ships of various types. The results of measurements were converted to the original of the parameters studied wave