Кодекс безопасности судов с динамическими принципами поддержания

Обновлено: 19.05.2024

При проектировании судов с подводными крыльями особое внимание уделяется конструктивным мерам обеспечения безопасности СПК в соответствии с Кодексом безопасности судов с динамическими принципами поддержания [1]. Тем не менее, встречаются аварийные ситуации при эксплуатации судов на подводных крыльях, связанные с ударом о мель и плавающие предметы.

Проблему предотвращения столкновения судна с препятствием можно рассматривать в двух аспектах:

- предупреждение посадки на мель и удара о плавающие предметы с использованием специальных средств навигации и локации, а также автоматических систем остановки главных двигателей и перехода судна в водоизмещающий режим;

- принятие мер безопасности в случае возникновения аварийной ситуации.

Первая часть проблемы связана с мониторингом глубины акватории и наличия плавающих предметов. Непрерывный контроль глубины акватории и наличие плавающих предметов возможен путем гидролокации водоема. В случае уменьшения глубины водоема ниже критической, система автоматической остановки главных двигателей позволяет перейти судну в водоизмещающий режим. Такое решение позволяет судну отойти в безопасное место и выполнить маневрирование.

Известна ультразвуковая и звуковая активная и пассивная гидролокация, широко применяемая в морской навигации для обнаружения невидимых глазом подводных препятствий и объектов. Однако применение ультразвуковой и звуковой гидролокации на судах с подводными крыльями может оказаться проблематичным, по причине возникновения помех из-за излучения звуковой вибрации в воду от работающей энергетической установки.

Поиск препятствия зависит от качества отраженного от него сигнала, которое ухудшается с уменьшение глубины, и наличием посторонних шумов от ударов волн о поверхность суши.

Известно, что механизмы взаимодействия, приводящие к рассеянию электромагнитного излучения (световых волн), значительно отличаются от механизмов, приводящих к рассеянию звука. Дело в том, что длина световой волны значительно короче длины волны звуковых волн, что значительно уменьшает влияние посторенних помех на изменение структуры отраженного сигнала. Поэтому гидролидарные лазерные системы смогут значительно расширить возможности дистанционных методов зондирования акватории.

Для оценки дальности действия под водой лазерных локаторов используется формула [2]

где γ - заданное отношение сигнал/шум; - мощности сигнала излучателя и шума приемника; k_λ - коэффициент ослабления излучения.

Исследования в этой области [2] показывают, что наиболее оптимальным для обнаружения подводных предметов являются лазерные лидары, работающие в сине-зеленой области спектра с длиной волны 0,53 мкм, имеющие наименьший коэффициент ослабления излучения k_λ и наибольшую дальность действия под водой.

Принцип действия лидара основан на том, что короткий импульс лазерного излучения входит в воду и по мере распространения освещает дно или иные плавающие предметы, находящиеся в ней (рис. 1). Отраженный от дна и плавающие предметы, оптический сигнал принимается, детектируется и обрабатывается на борту судна [3].

Решение проблемы принятия мер безопасности в случае возникновения аварийной ситуации может идти в направлении:

- поиск способа эффективного торможения судна до полной остановки судна и исключения посадки на мель;

- поиск способа предупреждения удара судна о плавающий предмет.

Известно, что одним из путей упрощения эксплуатации перспективных СПК является оборудование их подъемными крыльями. Существуют различные способы подъема крыльев:

- подтягивание крыльев к корпусу для уменьшения осадки;

- подъем из воды над верхней палубой [1].

Первый способ, в какой-то части решает проблему безопасности эксплуатации судна на мелководье. Подъем из воды крыльев в процессе его движения проблематичен. Все эти способы только упрощают обслуживание и ремонт крыльев в стационарных условия, но никак не решают полностью проблемы принятия мер безопасности в случае возникновения аварийной ситуации.

В момент остановки главных двигателей судно имеет скорость равную скорости хода на подводных крыльях. С момента погружения корпуса судна в воду до полной его остановки будут возрастать силы сопротивления трения. Скорость судна убывает сначала быстро, а затем все медленнее и медленнее. Если принимать во внимание действие сил трения на судно, то путь, пройденный судном за время подхода к препятствию, будет определяться функцией в виде экспоненты. Таким образом, увеличивая сопротивление воды движению судна, сокращается путь подхода судна к препятствию.

Решение второй части проблемы направлено на генерирование искусственной волны в носовой части корпуса судна (рис. 2). Это возможно путем мгновенного выброса воды с большой скоростью гидропушкой в направлении движения судна в момент остановки главных двигателей. Выброс осуществляется в слое воды акватории. В направлении искусственного потока будут действовать силы инерции, силы вязкости и силы давления.

Из-за большой скорости искусственного потока (большие числа Рейнольдса) силы вязкости будут малы около стенок плавающего предмета или у поверхности на мелководье по сравнению силами инерции и давления.

Известно, что зависимость между скоростью потока жидкости и давлением жидкости на данном участке описывается уравнением Бернулли [4]:

Из выражения видно, что если на каком либо участке скорость движения жидкости увеличивается, то для сохранения равенства должно понизиться давление. В результате чего, верхние слои воды под действием сил тяжести будут перемещаться вниз и создавать искусственную волну. Возникшая волна будет препятствовать движению судна, отбрасывая его назад.

В случае неожиданного появления плавающего предмета, он будет вовлечен потоком воды за счет сил инерции и отброшен от судна. Реакция струи воды от взаимодействия с упругой средой (вода акватории) приведет к торможению судна.

1. Колызаев Б.А. Справочник по проектированию судов с динамическими принципами поддержания / Б.А. Колызаев, А.И. Косоруков, В.А. Летвиненко. - Л.: Судостроение, 1980. - 472 с.

2. Борейшо А.С. Лазеры: Устройство и действие: учеб. посо- бие. - СПб: Мех. ин-т ., 1992. - 215 с.

4. Справочник по теории корабля. Т. 1. Гидромеханика. Сопротивление движению судов. Судовые движетели / под. ред. Я.И. Войткунского. - Л.: Судостроение, 1989. - 328 с.

Косоруков А. И., Литвиненко В. А., Л.: Судостроение, 1980 - 472c.
Приведены материалы для проектирования судов на подводных крыльях (СПК) и на воздушной подушке (СВП). Представлен отечественный опыт проектирования СПК и СВП. Имеются многочисленные примеры расчетов. Даны рекомендации по проектированию и по обеспечению безопасности и надежности этих судов.

Ваганов А.М. Проектирование скоростных судов

формат djvu
размер 4.51 МБ
добавлен 26 апреля 2010 г.

Л:. Судостроение,1978, 279с. Изложены методы экспериментального и теоретического определения сопротивления движению судов с динамическими принципами поддержания (СПК, СПВ, СВК, глиссеры и т. п. ) Рассмотрены принципы проектирования судовых движительных комплексов, расчеты ходовых характеристик таких судов. Приведены примеры расчетов с использованием материалов отечественных и зарубежных исследований. Учебник предназначен для студентов ВУЗов кораб.

Войткунский Я.И. и др. Справочник по теории корабля: В трех томах. Том 3

формат djvu
размер 11.22 МБ
добавлен 03 декабря 2010 г.

Под редакцией Войткунского Я. И. - Л.: Судостроение, 1985. -544с. Приведено описание сил и моментов, действующих на корпус судна, изложены методы расчета рулей и поворотных насадок, систематизированы сведения по гидродинамическим характеристикам судов с динамическими принципами поддержания. Для инженеров-судостроителей, научных работников и студентов кораблестроительных специальностей

Волков Л.Д. Основы гидроаэродинамки судов с динамическими принципами поддержания

формат djvu
размер 589.46 КБ
добавлен 21 ноября 2011 г.

Учебное пособие. - СПб. СПбГМТУ, 1995. - 55 с. Изложены вопросы гидроаэродинамики судов с динамическими принципами поддержания. Дано описание явлений сопровождающих движение таких судов и приведены методы моделирования расматриваемых процессов. Предназначена для студентов кораблестроительных ВУЗов.

Гарин Э.Н. Конструкция корпуса судов на воздушной подушке

формат djvu
размер 853.81 КБ
добавлен 21 ноября 2011 г.

Учеб. пособие. - Л.: Из-во ЛКИ, 1979. - 96 с. Пособие по конструкция корпуса судов на воздушной подушке (СВП) предназначается для студентов Ленинградского кораблестроительного института группы специализации: проектирование судов с динамическими принципами поддержания (СДПП). Программа курса по конструкции корпуса СДПП предусматривает также соответствующие разделы по судам на подводных и надводных крыльях (СПК и СНК). Таким образом, это пособие о.

Гарин Э.Н. Конструкция корпуса судов на воздушной подушке

формат pdf
размер 1.64 МБ
добавлен 01 июля 2010 г.

Учеб. пособие. - Л.: Из-во ЛКИ, 1979. -96 с. Пособие по конструкция корпуса судов на воздушной подушке (СВП) предназначается для студентов Ленинградского кораблестроительного института группы специализации: проектирование судов с динамическими принципами поддержания (СДПП). Программа курса по конструкции корпуса СДПП предусматривает также соответствующие разделы по судам на подводных и надводных крыльях (СПК и СНК). Таким образом, это пособие охв.

Гарин Э.Н. Конструкция корпуса судов на подводных крыльях

формат djvu
размер 800.05 КБ
добавлен 21 ноября 2011 г.

Учеб. пособие. - Л.: Изд. ЛКИ, 1982. - 93 с. Пособие предназначено для студентов Ленинградского кораблестроительного института группы специализации "Проектирование и постройка судов с динамическими принципами поддержания" (СДПП). Оно является продолжением первого выпуска 1979 г. "Конструкция корпуса судов на воздушной подушке". В данном пособии рассматриваются общие сведения по СДПП, а также особенности конструкции корпуса и крыльевого устройств.

Гарин Э.Н. Конструкция корпуса судов на подводных крыльях

формат pdf
размер 1.44 МБ
добавлен 30 июня 2010 г.

Учеб. пособие. - Л.: Изд. ЛКИ, 1962. -93 с. Пособие предназначено для студентов Ленинградского кораблестроительного института группы специализации "Проектирование и постройка судов с динамическими принципами поддержания" (СДПП). Оно является продолжением первого выпуска 1979 г. "Конструкция корпуса судов на воздушной подушке". В данном пособии рассматриваются общие сведения по СДПП, а также особенности конструкции корпуса и крыльевого устройства.

Протопопов В.Б., Свечников О.И., Егоров Н.М. Конструкция корпуса судов внутреннего и смешанного плавания

формат pdf
размер 36.59 МБ
добавлен 17 января 2012 г.

Учебник - Л.: "Судостроение", 1984. 376 с. В соответствии с программой курса "Конструкция корпуса" в учебнике рассмотрены вопросы конструирования судов внутреннего и смешанного плавания, в том числе с динамическими принципами поддержания и катамаранов, а также требования, предъявляемые к конструкциям, материалам, соединениям, системам набора. Приведены данные о типовых элементах - рамных и холостых связях, кницах и сведения об использовании дерев.

Регистр СССР. Сборник нормативно-методических материалов. Книга пятая

формат pdf
размер 4.48 МБ
добавлен 11 мая 2011 г.

Л., "Транспорт", Ленинградское отделение, 1988, 96 с. В сборнике изложены Принципы, положенные в основу нормирования остойчивости морских судов, новых требований к делению на отсеки морских судов ледового плавания, Пояснения к Правилам обеспечения безопасности судов с динамическими принципами поддержания.

Соболев Г.В. Управляемость судов с динамическим поддержанием

формат djvu
размер 1.18 МБ
добавлен 25 ноября 2011 г.

Учебное пособие. - Л.: ЛКИ, 1976. - 117с. Приведены особенности расчетов управляемости глиссеров, СПК и СПВ Получены аналитические выражения коэффициентов, входящих в уравнения движения по криволинейной траектории для судов с динамическими принципами поддержания. Для студентов кораблестроительных специальностей.

Систематизированы основные сведения по теории и практике проектирования судов на подводных крыльях и на воздушной подушке (СПК и СВП). Изложены методы Определения главных размерений этих судов, их ходовых и мореходных качеств, экономических характеристик. Указаны способы оптимизации проектного решения и дан анализ погрешностей расчета элементов СПК и СВП. Обоснован принцип назначения конструкторских запасов. Освещены вопросы надежности и безопасности этих судов.
Справочник предназначен для инженеров-судостроителей, специалистов НИИ, КБ судостроительных предприятий и флота; он может быть полезен аспирантам и студентам старших курсов кораблестроительных вузов и факультетов.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Введение
Часть I.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СУДОВ НА ПОДВОДНЫХ КРЫЛЬЯХ
Основные условные обозначения
Раздел I. ОСНОВЫ ОБЩЕГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ СПК
Глава I. Проблемы создания и тенденции развития СПК
§ 1. Тенденции развития СПК
§ 2. Особенности конструкции корпуса СПК
§ 3. Особенности конструкции крыльевого устройства
§ 4. Конструкционные материалы
§ 5. Основные характеристики ЭУ
Глава II. Теоретические основы общего проектирования СПК
§ 6. Методологические основы проектирования
§ 7. Формирование функции общественной полезности
§ 8. Способ определения основных элементов СПК в первом приближении
8.1. Уравнение ходкости
8.2. Уравнение (функционал) вместимости
8.3. Уравнения непотопляемости, плавучести, прочности
8.4. Уравнение (функционал) масс
§ 9. Прогнозирование стоимости постройки СПК и эксплуата ционных затрат
9.1. Построечная цена судна
9.2. Себестоимость перевозки пассажиров (грузов)
§ 10. Оптимизация элементов СПК
§ 11. Рекомендации к схеме расчета элементов СПК в первом приближении (пример расчета)
§ 12. Расчет элементов СПК во втором приближении
12.1. Выбор элементов крыльевого устройства
12.2. Уточнение массы корпуса
12.3. Уточнение состава и массы ЭУ
12.4. Определение состава электроэнергетической системы
12.5. Уточнение запасов топлива и масла
12.6. Обеспечение безопасности СПК
12.7. Замечания к корректировке элементов СПК во втором приближении
Раздел II. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ЧАСТЕЙ СПК
Глава III. Проектирование гидродинамического комплекса
§ 13. Выбор схемы крыльевого устройства и его геометрических характеристик
13.1. Площадь подводных крыльев
13.2. Распределение нагрузки между крыльями
13.3. Определение геометрических характеристик крыльевого устройства
§ 14. Гидродинамический расчет крыльевого комплекса
14.1. Расчет подъемной силы крыла
14.2. Расчет сопротивления СПК
§ 15. Учет влияния кавитации несущего крыла
§ 16. Расчет посадки и сопротивления судна в крыльевом режиме движения
§ 17. Продольная и поперечная устойчивость СПК в крыльевом режиме движения
§ 18. Проектирование и расчет движителей
§ 19. Мореходность СПК
§ 20. Маневренные качества СПК
Глава IV, Особенности проектирования корпуса
§ 21. Разработка теоретического чертежа
§ 22. Разработка чертежей общего расположения
§ 23. Проблема внешних сил
23.1. Удар корпуса о волну
23.2. Удар крыла о воду
23.3. Гидродинамические силы, возникающие на крыльях в условиях регулярного волнения
§ 24. Особенности расчета общей прочности СПК
24.1. Изгибающий момент в водоизмещающем положении судна
24.2. Изгибающий момент СПК в крыльевом режиме на тихой воде
24.3. Изгибающий момент СПК на волнении
24.4. Форма упругой линии и частота свободных колебаний первого тона
24.5. Главная координата, изгибающий момент и срезывающая сила
24.6. Приближенные способы определения изгибающего момента на волнении
§ 25. Особенности расчета прочности крыльевого устройства
§ 26. Нормирование запасов прочности
Часть II.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СУДОВ НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ
Основные условные обозначения
Раздел I. ОСНОВЫ ОБЩЕГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВП
Глава I. Проблемы создания СВП
Глава II. Теоретические основы общего проектирования СВП
§ 1. Методологические основы проектирования СВП
§ 2. Определение основных элементов СВП в первом приближении
§ 3. Определение главных элементов СВП во втором приближении
3.1. Уравнение масс
3.2. Уравнение остойчивости
3.3. Уравнение мощности
3.4. Уравнение мореходности
3.5. Уравнение непотопляемости
3.6. Уравнение вместимости
§ 4. Оптимизация элементов СВП
Глава III. Обеспечение ходовых и мореходных качеств при проектировании СВП
§ 5. Поперечная и продольная остойчивость СВП
5.1. Оценка остойчивости СВП в различных условиях эксплуатации
5.2. Приближенная расчетная оценка статической остойчивости СВП
§ 6. Расчет сопротивления движению СВПА
§ 7. Расчет сопротивления движению СВПС
Раздел II. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ЧАСТЕЙ СВП
Глава IV. Проектирование корпуса
§ 8. Особенности конструкции корпуса СВП. Конструкционные материалы
§ 9. Разработка конструктивно-силовой схемы корпуса СВП. Расчеты общей и местной прочности
Глава V. Проектирование гибких ограждений воздушной подушки СВП
§ 10. Конструкция гибких ограждений воздушной подушки СВПА
10.1. Классификация гибких ограждений воздушной подушки
10.2. Внешние гибкие ограждения воздушной подушки
10.3. Секционирующее гибкое ограждение
10.4. Основные эксплуатационные требования к конструкции гибких ограждений
:§ 11. Материалы для гибких ограждений
11.1. Покрытие материала гибкого ограждения
11.2. Текстильная основа прорезиненной ткани—материала для гибкого ограждения
§ 12. Расчет формы гибких ограждений
12.1. Расчет формы одноярусных монолитных элементов гибких ограждений
12.2. Расчет формы двухъярусных монолитных элементов гибких ограждений
12.3. Расчет формы гибкого ограждения баллонного типа
§ 13. Принципы оценки прочности гибких ограждений
13.1. Особенности материалов гибких ограждений как прочностных конструкций
13.2. Примеры расчета прочности одноярусного монолита
13.3. Вибрация гибких ограждений
§ 14. Определение расходно-напорных характеристик гибкого ограждения воздушной подушки
14.1. Подъемные характеристики гибкого ограждения СВП сопловой схемы в режиме висения судна без крена и дифферента над твердой поверхностью
14.2. Подъемные характеристики гибкого ограждения СВП в режиме висения судна без крена и дифферента над водой
§ 15. Влияние конструкции гибких ограждений на ходовые и мореходные качества СВП
15.1. Амфибийные СВП
15.2. Скеговые СВП
Глава VI. Основные вопросы проектирования энергетической уста¬новки СВП
§ 16. Особенности энергетических установок СВП
16.1. Общие, сведения
16.2. Конструктивные схемы энергетических установок
16.3. Главные двигатели СВП
16.4. Передачи мощности
16.5. Расчет полной мощности двигателей, необходимой для эксплуатации СВП
§ 17. Проектирование специальных систем и устройств, обслуживающих энергетическую установку СВП с ГТД
17.1. Система воздухоподвода к двигателям
17.2. Газовыпускные устройства (ГВУ) ГТД СВП
17.3. ' Устройства для глушения шума ЭУ с ГТД
§ 18. Проектирование движителей для амфибийных СВП
18.1. Воздушные винты
18.2. Воздухометные движители (движители-вентиля-торы)
§ 19. Определение элементов подъемной системы СВГ1
19.1. Определение характеристик нагнетательной уста-новки
19.2. Расчет сопротивления воздушного тракта
§ 20. Особенности проектирования энергетических установок СВПС
Глава VII. Выбор средств маневрирования, управления СВП и обеспечения устойчивости движения
§ 21. Маневренные качества СВП
21.1. Общие сведения о маневренных качествах СВП
21.2. Средства, обеспечивающие управляемость СВП
21.3. Маневренность СВП
21.4. Средства управления и маневрирования, принятые на некоторых зарубежных СВП
21.5. Некоторые рекомендации по расположению прибо-ров и механизмов управления СВП Обеспечение управляемости СВП
22.1. Об оценке устойчивости на курсе СВП
22.2. Поворотливость СВП Обеспечение динамической устойчивости пространствен ного движения СВП
23.1. Затягивание гибкого ограждения под корпус СВП
23.2. Поведение жесткого корпуса при зарывании
23.3. Опрокидывание СВП
Приложения к ч. I
Приложение I. Основные характеристики отечественных СПК
Приложение II. Основные характеристики зарубежных СПК и КПК
Приложение III. Массогабаритные, мореходные и маневренные характеристики СПК
Приложение IV. Основные характеристики главных двигателей и движителей СПК
Приложение V. Характеристики механических свойств конструкционных материалов
Приложение VI. Схемы общего расположения отечественных и зарубежных СПК
Приложения к ч. II
Приложение I. Основные элементы СВПА
Приложение II. Основные элементы СВПС
Указатель литературы

ООО "МОРКНИГА" занимается изданием и
реализацией книг на морскую тематику.

Instagram

Читайте также: