Введение к работе
Аюуальность работы. Столкновения судов - один из наиболее опасных видов навигационных аварий Они являются довольно частым происшествием и составляют 20-23% от общего количества аварий судов Особую опасность представляет таран танкера, перевозящего нефтепродукты Такая авария может привести в случае вылива груза к серьезной экологической катастрофе, значительному экономическому ущербу Особую опасность представляет ситуация, когда столкновение происходит на внутренних водных путях, где возникает угроза загрязнения акватории и прибрежных территорий в непосредственной близости от населенных пунктов
С целью защиты нефтяных танкеров от повреждений Международная конвенция МАРПОЛ 73/78 регламентирует минимальное расстояние между перекрытиями двойных бортов и двойного дна в зависимости от дедвейта судна Однако других рекомендаций по проектированию и конструированию перекрытий бортовой защиты в конвенции не содержится В прочих нормативных документах специальные требования к конструкции бортовых отсеков также недостаточно проработаны
Теоретическое и экспериментальное исследование процесса столкновения судов выполняли отечественные и зарубежные ученые Г В Бойцов, Ю Ф Лепп, А Б Нестеров, I Hisashi, Т Kuroiwa, Н Lenselmk, V U Minor-sky, М Mizukami, J Norman, F Spinelly, G Woisin и др Рекомендации по проектированию конструктивной бортовой защиты (далее - бортовая защита) содержатся в работах российских ученых Ю Ф Леппа, А Б Нестерова Экономическая целесообразность подкрепления корпусов судов исследована в работах Е М Апполонова, Г В Бойцова, А Б Нестерова Расчеты несущей способности конструкций при таране основаны на представлении о глубоком пластическом деформировании материала Проблемы пластического деформирования судовых конструкций рассмотрены в работах Л М Беленького, Е П Бураковского, Н Ф Ершова и др
Проводимые ранее исследования касались в основном крупных морских судов - атомоходов, морских танкеров При этом большинство предлагаемых мероприятий по проектированию бортовой защиты предусматривает увеличение массы металла бортовых конструкций Для танкеров внутреннего и смешанного плавания аналогичные мероприятия неприемлемы Эти суда эксплуатируются в районах водных путей с ограниченной осадкой, и увеличение массы корпуса приведет к уменьшению грузоподъемности судна
Объектом исследования в рассматриваемой диссертации является конструкция корпуса танкера внутреннего и смешанного плавания
Предмет исследования - энергоемкость конструкции бортовой зашиты грузовых отсеков при таране
Цель работы заключается в разработке бортовой защиты повышенной эффективности при столкновении танкеров внутреннего и смешанного плавания с учетом особенностей их конструкции без увеличения массы корпуса
Для достижения этой цели в работе сформулированы следующие задачи
1. Выбор расчетной схемы тарана
Создание теоретической модели в рамках принятой расчетной схемы для определения глубины проникновения таранящего судна и энергоемкости бортовой защиты
Разработка программы для ЭВМ, реализующей теоретическую модель
Сравнительный анализ возможных конструктивных решений, обеспечивающих повышение энергоемкости бортовой защиты
Методы исследования. При выполнении работы использованы классические методы строительной механики корабля и теории пластичности, масштабный эксперимент, математическое моделирование
Научная новизна заключается
в разработке теоретической модели процесса столкновения двух судов,
в создании расчетной программы для ЭВМ по оценке глубины проникновения форштевня таранящего судна и величины энергоемкости деформированной конструкции таранимого судна,
- в разработке конструкции, позволяющей существенно повысить
энергоемкость защиты без увеличения массы корпуса судна,
- в разработке конструкции мелкосидящего танкера, защищенной па
тентом № 2286282, позволяющей повысить эксплуатационные качества
низкобортных танкеров за счет увеличения жесткости при продольном
изгибе судна, а также резко снизить вероятность перелома судна в случае
аварийного тарана другим судном,
- в обосновании возможности создания конструктивной бортовой защиты танкера для бассейна реки Волги, способной противостоять тарану большинством эксплуатирующихся здесь в настоящее время судов без разлива груза
Практическая ценность состоит в том, что на основании выполненных исследований сделаны рекомендации по корректировке отдельных пунктов действующих Правил Российского Речного Регистра Эти рекомендации вошли в состав отчета по научно-исследовательской работе № РЗ1/05-255203 «Разработка предложений по повышению несущей способности бортовых и палубных конструкций при столкновениях», выполненной по заказу Регистра
Внедрение результатов. Предложены рекомендации по проектированию бортовой защиты танкеров при столкновении, которые рассматриваются для включения в Правила Российского Речного Регистра (РРР) Разработанная компьютерная программа может быть использована при проектировании новых судов для расчета энергоемкости бортовой защиты и глубины пробоины Предложена конструкция мелкосидящего танкера, защищенная патентом РФ № 2286282
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на ІХ-м и Х-м Нижегородских сессиях молодых ученых (Дзержинск, 2004, 2005 гг), Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи (Москва, 2004 г.), международной научно-технической конференции ЦНИИ им акад А Н Крылова (С Петербург, 2005 г), научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ВГАВТ (Н Новгород, 2005 г), Международном научно-промышленном форуме «Великие Реки» (Н Новгород, 2006 г), Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Новые технологии водного транспорта» (Н Новгород, 2007 г)
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 13-ти печатных работах, в том числе одна публикация в издании, рекомендуемом ВАК
Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и четырех приложений Основной текст диссертации изложен на 202 с машинописного текста, содержит 80 рисунков и 25 таблиц Список библиографических источников включает 83 наименования
