Введение к работе
Актуальность темы
С тех пор, как появился транспорт, его создатели ведут постоянный поиск увеличения скорости движения, одного из основных показателей экономической эффективности. Развитие транспортной системы рассматривается как решение задачи быстрейшей доставки грузов или пассажиров в конечные пункты. В настоящее время наблюдается интенсивное развитие скоростных судов различного назначения. Они используются для перевозок пассажиров, контейнеров и автомобилей, в военных целях и т.д.
В отличие от других видов транспорта все попытки повысить скорость водоизмещающих судов за счёт значительного увеличения мощности энергетической установки не дали положительных результатов. Основной причинной было значительное волновое сопротивление, которое увеличивается примерно с ростом квадрата скорости. Увеличение скорости на водном транспорте стало возможным только при создании судов, использующих новые принципы движения: динамический принцип поддержания.
Вьетнам - страна в юго-восточной Азии, с длинной береговой морской линией, составляющей длину около 3200 км. Кроме этого, во Вьетнаме имеется большое количество внутренних рек, выходящих к морской границе. Большая территория моря, протяженная прибрежная зона, богатство островов делают водный транспорт важным для страны. В настоящее время в стране эксплуатируются пассажирские суда, но большинство из них не скоростные. Поэтому постройка и ввод в эксплуатацию скоростных судов для перевозки пассажиров актуальная проблема для Вьетнама.
Во Вьетнаме эксплуатируют пассажирские суда на разных линиях эксплуатации. Эти линии существенно отличаются друг от друга протяженностью, пассажирским потоком и инфраструктурой портов и др. Поэтому и обслуживающие эти линии пассажирские суда также должны отличаться друг от друга своими характеристиками, такими, например, как скорость хода, мощность главных двигателей, пассажировместимость, главные размерения и т.д. Изложенное дает основание предположить, что для каждой линии эксплуатации можно предложить пассажирское СВП с характеристиками, которые позволят ему наилучшим, с экономической точки зрения, образом выполнять все перевозки на данной линии эксплуатации. Таким образом, имеет место задача определения оптимальных характеристик пассажирских СВП для обслуживания заданной линии эксплуатации во Вьетнаме. Методики решения таких задач применительно к проектированию пассажирских СВП для Вьетнама в настоящее время нет. Поэтому тема диссертационной работы является актуальной.
Цель и задачи исследования
Целью диссертационной работы является разработка методики и программного обеспечения для определения и оптимизации основных элементов и характеристик СВП на начальной стадии проектирования.
Объект и предмет исследования
Объектом исследования являются скоростные пассажирские СВП для обслуживания во Вьетнаме. В соответствии с выбранной темой предметом исследования стали методы определения и оптимизации элементов и характеристик пассажирских СВП для условий Вьетнама.
К основным задачам диссертационного исследования относятся:
изучение природно-географических характеристик региона прибрежных перевозок Вьетнама;
анализ системы водной перевозки пассажиров во Вьетнаме;
анализ тенденции развития скоростных пассажирских судов на мировом рынке. Выбор оптимального типа скоростных судов для Вьетнама: СВП;
анализ элементов и характеристик пассажирских СВП, получение функциональных зависимостей для их определения на этапе концептуального проектирования;
разработка алгоритма расчета основных элементов и характеристик СВП;
разработка алгоритма обоснования состава флота пассажирских СВП для обслуживания на линии эксплуатации;
разработка методики расчета технико-эксплуатационных и экономических показателей судна;
разработка алгоритма и программного обеспечения оптимизации основных элементов и характеристик СВП;
по результатам численного эксперимента, проведенного с помощью разработанного программного обеспечения, анализ влияния проектных решений на экономические показатели работы судна.
Информационная база исследования
Теоретической базой диссертационного исследования являются труды Российских и иностранных ученых в области проектирования и оптимизации скоростных судов. В их числе работы Ашика В.В., Бенуя Ю.Ю., Дяченко В.К., Ногида Л.М., Пашина В.М., Бронникова А.В., Гайковича А.П., Демешко Г.Ф., Леви Б.3., Логачева СИ., Кличко В.В., Павленко Г.Е., Царева Б.А., Соколова В.П., Любимова В.П., Колызаева Б.А., Ваганова A.M., Carrier R., Elsley G.H., Devereucx A.J., Lavis R., Smith B.S.L, Stevens M.J. и др.
Методы исследования
Для проведения исследований использовались методы теории проектирования судов, методы оптимизации судов, методы теории вероятностей и математической статистики, методы расчета экономических показателей работы пассажирских СВП, принципиальная методика программирования на языке Matlab. Решение поставленных задач выполнялось с помощью ПК и имеющегося программного обеспечения.
Научная новизна
Проведен анализ и выявлены тенденции развития скоростных судов
применительно к Вьетнаму.
Выполнен статистический анализ основных проектных характеристик построенных и эксплуатирующихся скоростных судов в различных странах мира.
Рассмотрены возможности и перспективы развития скоростного флота республики Вьетнам, даны предложения для использования СВП.
Рассмотрена внешняя задача проектирования судов и основные эксплуатационные линии Вьетнама.
Разработана методика проектирования скоростных СВП, позволяющая определить главные размерения пассажирских СВП на начальных стадиях проектирования применительно к Вьетнаму.
Создан программно-методический комплекс для определения и оптимизации основных элементов и характеристик пассажирских СВП для Вьетнама.
Практическая значимость работы заключается в том, что полученные алгоритм для определения основных элементов пассажирских СВП и алгоритм расчета технико-эксплуатационных и экономических показателей работы СВП могут быть использованы на начальном этапе проектирования для условий эксплуатации во Вьетнаме. Разработанный программный комплекс для определения и оптимизации основных элементов и характеристик пассажирских СВП может быть использован при практическом проектировании скоростных СВП для Вьетнама.
Достоверность полученных результатов подтверждается хорошим совпадением результатов расчетов с характеристиками существующих пассажирских судов при использовании разработанной информационной базы; выполненными статистическими исследованиями с оценкой погрешности результата; применением математического программирования и выполнением тестовых вычислений. Результаты работы использованы в учебном процессе в Нижегородском государственном техническом университете им. Р.Е. Алексеева при чтении курса: «проектирование судов с динамическим поддержанием» в курсовом и дипломном проектировании.
Апробация работы
Основные положения и результаты работы докладывались на молодежных научно-технических конференциях «Будущее технической науки» в Нижегородском государственном техническом университете им. Р. Е. Алексеева, г. Нижний Новгород, 2012 и 2013г и на семинаре кафедры «Кораблестроение и авиационная техника» Нижегородский государственный Технический университет им. Р.Е. Алексеева.
Публикации
По результатам исследований, представленных в диссертационной работе, опубликовано 7 научных работ, из них 6 работы в личном авторстве. В изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ, опубликована 1 статья, доля автора в которой составляет 100%.
Объем и структура работы
