Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Егорова Екатерина Викторовна. Проектное обоснование рациональных характеристик пассажирско-автомобильных катамаранов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.08.03 / Егорова Екатерина Викторовна; [Место защиты: ГОУВПО "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет"].- Санкт-Петербург, 2009.- 215 с.: ил.


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

Введение 5

  1. Общая характеристика работы 5

  2. Объект исследования 7

. ВЗ. Цель и содержание работы 7

  1. Теоретическое значение исследования 8

  2. Научная новизна 9

  3. Практическая значимость 9

  4. Внедрение 10

  5. Апробация 10

В9.Публикации 10

В10. Тенденции развития катамаранов 11

Глава 1. Обзор исследований и постановка задачи 13

  1. Актуальность разработки методики проектирования катамаранов ... 13

  2. Обзор исследований. Пути обеспечения эффективности ходкости и мореходности катамаранов 15

1.3 Обзор проектных характеристик быстроходных катамаранов и
формирование базы данных. Вывод формул для предварительного
проектного обоснования оптимизируемых вариантов 28

1.4 Зависимости для оценки стоимости и затрат по проектируемым
катамаранам. Схемы расчета критериев оптимизации 55

1.5 Постановка задачи диссертационного исследования 57

Глава 2. Исследование структурных характеристик. Анализ архитектурно-
компоновочных вопросов 64

  1. Общая блок-схема задачи проектного обоснования скоростных катамаранов 64

  2. Обоснование компоновочных решений при проектировании скоростных катамаранов. Влияние целевого назначения при оценке необходимых площадей 67

  1. Нагрузка. Влияние применяемых материалов. Влияние конструктивных характеристик на проектные элементы катамаранов 83

  2. Ходкость и обоснование состава, размещения и проектных характеристик двигателей и движительно-рулевого комплекса 92

  3. Разработка эскиза компоновки. Рекомендации для пассажирских и пассажирско-автомобильных катамаранов 95

2.6 Ветробойность и продольная центровка по боковым поверхностям. 97
Глава 3. Формирование проектной модели исследуемого объекта 99

  1. Блок-схема проектного обоснования пассажирско-автомобильных катамаранов 99

  2. Схема расчета нагрузки, центровки и остойчивости 102

  3. Примеры теоретических чертежей и рекомендации по их применению 103

  4. Возможности улучшения мореходности быстроходных катамаранов с помощью успокоителей килевой качки 110

  5. Уточнение расстановки переборок 113

Глава 4. Формирование методики проектирования катамаранов и ее
применение для параметрических расчетов и обоснования рациональных
направлений развития катамаранов 118

  1. Основные проектные выводы по вопросам, исследованным в предыдущих разделах 118

  2. Структура методики и локальные блок-схемы исследования проектных элементов 122

  3. Краткое описание методических указаний 1 «Проектное обоснование характеристик пассажирско-автомобильных катамаранов» 130

  4. Краткое описание методических указаний 2 «Обоснование характеристик пассажирско-автомобильных катамаранов, влияющих на мореходность, управляемость и безопасность эксплуатации» 140

4.5 Результаты конкретных расчетов 149

Заключение 161

>

Литература 164

Приложение 1. Фрагменты сопоставления результатов анализа базы данных

Приложение 2. Методические указания-1. «Проектное обоснование

характеристик пассажирско-автомобильных катамаранов» 191

Приложение 3. Методические указания-3. «Обоснование характеристик
пассажирско-автомобильных катамаранов, влияющих на мореходность,
управляемость и безопасность эксплуатации» 215



Введение диссертации:

В1. Общая характеристика работы

Катамараны составляют среди скоростных пассажирских и пассажирско-автомобильных паромов почти половину. Интенсивное практическое развитие этой группы судов недостаточно подкреплено теоретическими обоснованиями проектных характеристик. Выбор габаритных характеристик катамаранов часто подчиняется только задачам компоновки, что может приводить к неоптимальным показателям ходкости и качки. Особенно важным вопросом является обоснование рациональной длины и клиренсов, которые наиболее сильно влияет на самые важные показатели качеств и на эффективность катамаранов.

При проектировании быстроходных судов расширяются рамки так называемой внешней задачи теории проектирования судов, то есть обоснования тех проектных характеристик, которые не входят в состав задания на проектирование, но в то же время заметно влияют на эффективность судна. К задачам, связанным с характеристиками упомянутого типа, относятся:

- обоснование спектра уровней комфортности с распределением пассажиров по категориям, а также по ярусам и местоположению салонов или кают по длине судна;

- распределение автомобилей;

выбор архитектурно-компоновочного типа и гидродинамической компоновки;

выбор конструктивной схемы и конструкционных материалов с возможностью композитных вариантов, различных для корпуса и надстроек.

При проектировании катамаранов важно уже на начальном этапе выбрать архитектурно-конструктивный тип судна, распределить полезные площади, выбрать гидродинамическую компоновку на основе опыта и статистических данных. Это позволит избежать грубых ошибок при дальнейшем проектировании.

Поэтому актуальным является создание комплексной методики, позволяющей определить направление, в котором необходимо изменять исходные параметры катамарана для приближения к наилучшему варианту. Необходимо сопоставить несколько проектных вариантов и выбрать наилучший для дальнейшей оптимизации. Особенное внимание должно быть уделено повышению объема учитываемых факторов и характеристик гидродинамического комплекса, разработке схем оценки вместимости, нагрузки, построечной стоимости и эксплуатационных затрат.

Результаты разработки и практического внедрения методики смогут принести большую практическую пользу при разработке проектной документации в конструкторских бюро.

82. Объект исследования

Объектом исследования являются способы проектного обоснования рациональных технико-экономических характеристик пассажирско-автомобильных катамаранов длиной от 20 до 80 м при заданных требованиях к комфортабельности, дальности и мореходности. Главное внимание обращается на обоснование характеристик вместимости и компоновки на основе типизации.

83. Цель и содержание работы

Целью работы является разработка способов проектного поиска и
обоснования рациональных вариантов общей проектной компоновки и
архитектурно-конструктивных схем и параметров гидродинамического
комплекса катамаранов. Рассмотрены принципиальные подходы,
позволяющие на ранних стадиях проектирования определить пути
совершенствования компоновочно-конструктивных характеристик

пассажирско-автомобильных катамаранов. К ним относятся: способы определения главных размерении при варьировании показателей комфорта, оценки потребной мощности при отличии гидродинамической компоновки

і. а

V пеана

от прототипа, учета изменения конструктивных схем, материалов и состава оборудования при определении компоновочных и стоимостных характеристик катамаранов.

В4. Теоретическое значение исследования

Сформирована работоспособная методика проектного анализа катамаранов, при котором часть вопросов решается на базе прототипа, а для оставшихся проводится оптимизация. Обоснованы в рамках теории оптимизации и разработаны алгоритмы, методические указания и программные комплексы по проектному обоснованию рациональных

решений для определения характеристик катамаранов. В алгоритмы введены блоки, позволяющие уже на ранних стадиях проектирования детализировать параметры гидродинамического комплекса. Обоснованы способы определения главных размерений на основе анализа состава нагрузки, ходкости и вместимости при типизированных компоновках и при варьировании показателей комфорта.

85. Научная новизна

В итоге проведенных в работе исследований получен ряд новых научных результатов. Примером являются методические указания (в двух версиях) обеспечивающие их программные комплексы, позволяющие идти разными путями в зависимости от особенностей задания и требуемых изменений в сравнении с базой данных.

На основе типизации предложены схемы обоснования проектных размерений катамаранов, архитектурно-компоновочного вида надстроек, структурной компоновки корпусов и моста, оценки экономических показателей. Дана новая схема компоновки палуб в рамках обобщенной модели пассажирско-автомобильного катамарана.

Применена такая схема состава нагрузки, которая позволяет отслеживать влияние применяемых компоновок и материалов на экономическую эффективность. При расстановке переборок в корпусах катамаранов комплексно учитываются требования непотопляемости, пожаробезопасности и рациональной взаимосвязи с конструкциями моста.

Систематизирована база данных по 90 катамаранам и получен ряд новых формул для оценки проектных характеристик.

86. Практическая значимость

Практическая значимость диссертационного исследования обеспечена прикладной направленностью, рассмотрением конкретных примеров и созданием специальных методических указаний и программных комплексов, готовых к применению в проектно-конструкторской практике. Важное значение для практики может иметь использование баз данных.

B7. Внедрение

Результаты исследования в объёме разработанных методических указаний и на актуальных примерах технико-экономических обоснований проектного задания внедрены в судостроительных организациях: в АО «Нептун-Судомонтаж» (г.Долгопрудный Московской области) при разработке катамарана для Москвы, в ЦМКБ «Алмаз» и на Морском заводе «Алмаз» (г.Санкт-Петербург).

88. Апробация

Основные разделы исследования представлялись в 2002-2008 годах на международных научных конференциях «Морские Интеллектуальные Технологии», «Моринтех-Юниор», «Кораблестроительное образование и наука» СПбГМТУ, а также на конференции СНОО СПбГМТУ и на научных семинарах НТО судостроителей им. акад. А.Н. Крылова.

89. Публикации

Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в 9 статьях, в том числе имеется статья в журнале «Морской вестник», входящем в перечень, рекомендованный ВАК РФ [18, 19, 28, 42, 60, 91, 92, 93, 116]. Три публикации выполнены без соавторов, в остальных доля соискателя составляет 25-50 %. В изданиях, входящих в перечень ВАК:

1. Обоснование компоновочных решений при проектировании скоростных
катамаранов. / Морской вестник (без соавторов).

В других рецензируемых научных изданиях:

2. Модель обоснования проектных характеристик малых спортивных
парусных судов. / Сборник докладов конференции "Моринтех-2001", СПб,
НИЦ "Моринтех", 2001 (Соавторы: Царев Б.А., Дементьев М.И., Дуденков

Д-В.);

3. Проектная модель анализа нагрузки пассажирско-автомобильных
паромов. / Материалы студенческой научно-учебной конференции

«Моделирование явлений в технических и гуманитарных науках», СПбГМТУ, 2003 г. (без соавторов);

4. Проектное обоснование применения катамаранов в пассажирских
перевозках. / Материалы региональной научно-технической конференции с
международным участием «Кораблестроительное образование и наука —
2003», СПб, СПбГМТУ, 2003 г. (Соавторы: Борисова Е.В., Зудов СВ.,
Николаев В.А.);

  1. Применение математических моделей и оптимизационных алгоритмов при проектировании катамаранов. / Сборник докладов конференции "Мориптех-2003", СПб, НИЦ "Моринтех", 2003 (Соавтор: Борисова Е.В.);

  2. Проблема сочетания скорости и комфортабельности при проектировании пассажирских судов / Материалы региональной научно-технической конференции с международным участием «Кораблестроительное образование и наука - 2005» СПб, СПбГМТУ, 2005 (Соавторы: Михелев К.С., Царев Б. А., Шифман А. Л.);

7. Оценка совместимости принципиальных компоновочных решений при
проектировании скоростных многокорпусных судов. / Сборник докладов
конференции "Моринтех-2005", СПб, НИЦ "Моринтех", 2005 (без
соавторов);

  1. Обоснование компоновочных типов спасательных судов. Труды международного семинара «Суда будущего», СПб, НТО им. Акад. А.Н. Крылова, 2007 (Соавторы: Гайкович Б.А., Беркис Д.С.);

  2. Конкурентоспособные направления развития пассажирских судов. Сборник докладов семинара «Проектирование перспективных судов и прикладные исследования в обеспечении конкурентоспособности судостроительной продукции», СПб, СПбГМТУ, 2008 (Соавторы: Соловьев Д.С., Уляшев А.А., Шифман А.Л.).

В10. Тенденции развития катамаранов

Пассажирско-автомобильные паромы имеют высокие показатели ходкости, мореходности, вместимости, совершенствование методики их

проектирования является актуальной задачей. В диссертационном исследовании рассмотрена большая база данных по построенным судам. Выявлены зависимости, характеризующие области существования этих судов и рассмотрены основы методики проектирования, позволяющие на начальной стадии выбрать лучшее решение из нескольких возможных вариантов путем сопоставления технико-экономической эффективности.

В дальнейших главах показано, что современные пассажирские и пассажирско-автомобильные катамараны заняли важное место в мировой системе транспорта.

Среди стран-строителей наибольшую активность проявляют Австралия, Норвегия, Швеция и Китай. Значительные работы проводятся также в Англии, Германии, Голландии, США, Италии и России. Главной тенденцией является заметное увеличение размеров с соответствующим ростом числа пассажиров и перевозимых автомобилей.

Новым фактором является все большее расширенное применение водометов в связи с достижением значительных скоростей. Сами скорости у большинства катамаранов (около 70%) лежит в интервале 30-40 узлов, у 15% в интервале 25-29 узлов и у 15% в интервале 40-50 узлов.

Очень характерно то, что примерно 70% катамаранов оборудованы дизелями Германской фирмы MTU.

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций