«Методика проектного обоснования скоростных катамаранов для внутренних водных путей союза Мьянма» тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.08.03, кандидат наук Лвин Мин Кхант

• Лвин Мин Кхант
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Лвин Мин Кхант

ВВЕДЕНИЕ

Перечень принятых обозначений и сокращений

ГЛАВА 1. СКОРОСТНЫЕ КАТАМАРАНЫ КАК ОДИН ИЗ ТИПОВ СКОРОСТНЫХ СУДОВ

1.1. Основные типы скоростных судов

1.2. Скоростные катамараны от прошлого до наших дней

1.3. Обзор рынка скоростных катамаранов

1.4. Основные преимущества и недостатки судов различных типов

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СУДОВ ДЛЯ ВНУТРЕННИХ ВОДНЫХ ПУТЕЙ СОЮЗА МЬЯНМА

2.1. Внутренние водные пути Союза Мьянма и их особенности

2.1.1. Внутренний водный транспорт

2.1.2. История речного судоходства по Ирравади

2.1.3. Речной водный путь Мьянмы

2.2. Влияние основных ограничений геометрии внутренних водных путей на проектирование судов: глубина и ширина, габариты

2.3. Докритические и сверхкритические скорости

ГЛАВА 3. ВНЕШНЯЯ ЗАДАЧА ТЕОРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЛЯ СКОРОСТНЫХ РЕЧНЫХ КАТАМАРАНОВ

3.1. Понятие о внешней задаче теории проектирования судов

3.2. Пассажирские перевозки в Союзе Мьянма

3.3. Использование скоростных речных катамаранов

3.4. Использование скоростных катамаранов в чрезвычайных ситуациях

Глава 4. Методика проектного обоснования и разработка проекта пассажирского катамарана

4.1. Сбор и анализ статистической информации по скоростным катамаранам

4.2. Определение главных размерений проектируемого катамарана с известным дедвейтом

4.3. Расчет вместимости проектируемого катамарана

4.3.1. Классификация помещений, располагаемых на скоростных пассажирских катамаранах

4.3.2. Определение площадей помещений и площадок проектируемого катамарана

4.3.3. Распределение пассажирских мест и разработка схем общего расположения проектируемого катамарана

4.4. Расчет нагрузки проектируемого катамарана

4.5. Оценка ходкости катамарана в переходном режиме движения

2

ГЛАВА 5. ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧИ И АЛГОРИТМ РЕАЛИЗАЦИИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОПТИМИЗАЦИИ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СКОРОСТНЫХ КАТАМАРАНОВ ДЛЯ ВНУТРЕННИХ ВОДНЫХ ПУТЕЙ СОЮЗА

МЬЯНМА

5.1. Формулировка задачи оптимизации основных характеристик скоростных катамаранов для внутренних водных путей Союза Мьянма

5.2. Алгоритм реализации математической модели оптимизации основных характеристик скоростных катамаранов для внутренних водных путей Союза Мьянма

5.3. Анализ результатов оптимизации

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Литература

Приложение

Приложение 1. Лидирующие фирмы в области постройки СК и их интернетные адреса

Приложение 2. Подробное описание обязанностей и ответственности каждого отделения водного транспорта Союза Мьянма

Приложение 3. Основные характеристики пассажирских катамаранов

Приложение 4. Расчеты оптимизации скоростного проектируемого катамарана

Приложение 5.Результаты расчета оптимизации скоростного проектируемого катамарана

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему ««Методика проектного обоснования скоростных катамаранов для внутренних водных путей союза Мьянма»»

Актуальность темы

С каждым годом во всем мире строится, исследуется и проектируется все больше морских многокорпусных объектов. В конце XX века многокорпусные суда, особенно скоростные катамараны, получили новый импульс в развитии. Мировой рынок скоростных судов (СС) динамично развивается и в мировом судостроении увеличился интерес к строительству и использованию СС для пассажирских и автомобильно-пассажирских перевозок .

Среди этих различных типов скоростных судов, скоростные катамараны (СК) занимают в настоящее время первое место по количеству. Катамараны являются самым распространенным типом быстроходных судов, выполняющих пассажирские и автомобильно-пассажирские перевозки. Такая популярность СК объясняется тем, что по сравнению с другими типами СС, катамараны обладают большей пассажировместимостью и лучшей ходкостью при сопоставимых размерах и цене. Катамараны широко используются не только для перевозок пассажиров и автомобилей но и для других целей. Катамараны используют для различных операций: для проведения экологического контроля окружающей среды, гуманитарной помощи в чрезвычайных ситуациях, обслуживания морских ветряных электростанций.

Союз Мьянма (б. Бирма) находится в северо-западной части

полуострова Индокитай и на прилегающих островах. География Союза

Мьянма и климат страны благоприятны для транспортного использования

флота. Этому способствуют большая протяженность прибрежной морской

полосы и множество речных судоходных путей. На юге и юго-западе страна

омывается водами Бенгальского залива и Андаманского моря. Развитие

Союза Мьянма, страны в Юго-Восточной Азии, требует создания

эффективной транспортной инфраструктуры, в состав которой должен

входить современный водный транспорт. Водный транспорт, включая

4

пассажирские скоростные суда для внутренних водных путей, необходим для экономического развития страны. Внутренний водный транспорт был основан в стране в 1865 году. В настоящее время он подчинен Министерству транспорта. Внутренний водный транспорт насчитывает 413 судов. Он перевозит ежегодно около 15 миллионов пассажиров и 2 миллиона тонн грузов.

Главные судоходные реки Мьянмы Ирравади и Чиндуин. Протяженность судоходных внутренних водных путей достигает 12,8 тыс. км. в стране, протяженность которой с севера на юг - около 2 тыс. км., а с востока на запад - 930 км. В настоящее время пассажирский флот, эксплуатирующийся на этих реках состоит главным образом из тихоходных судов, которые не обеспечивают всех потребностей страны . В последние годы возрастает роль туристических перевозок по реке Ирравади, что требует повышенного внимания, в том числе к качественному состоянию флота. Речное путешествие по Ирравади останется лучшим туристическим маршрутом, позволяющим осмотреть практически все достопримечательности страны. Правительство Союза Мьянма оказывает планомерную поддержку иностранным туристическим компаниям. Постройка и введение в эксплуатацию скоростных пассажирских катамаранов может позволить решить проблему повышения скорости и качества пассажирского флота Союза Мьянма.

При проектировании СК возникает вопрос о выборе скоростного режима для проектируемого катамарана, который планируется использовать на внутренних водных путях ограниченной глубины. Эту задачу следует решать с учетом влияния мелководья на его мореходные качества. Степень влияния мелководья на сопротивление движению судна зависит от соотношения между размерами его корпуса и глубиной воды, а также от относительной скорости движения и формы обводов судна. Для количественной оценки степени влияния мелководья обычно используются

безразмерные параметры: отношение глубины воды к к осадке Т или к длине судна Ь, число Фруда по глубине ^ -относительная скорость движения судна в условиях ограниченной глубины. При проектировании судов требуется обеспечить им сохранение проектной и практически постоянной достаточно высокой скорости хода при различных глубинах фарватера, которые могут встретиться в реальных условиях эксплуатации проектируемых судов.

При создании в СССР в 60-х - 70-х годах прошлого века судов для внутренних водных путей были выполнены исследования, показавшие, что если спроектировать судно на скорость, соответствующую Бп >0,5, то оно будет иметь практически постоянную скорость на всех глубинах, поскольку мелководные горбы на кривых сопротивления воды всегда находятся при меньших скоростях. При проектировании судов для условий эксплуатации на мелкой воде оказалось продуктивным разделить их на две группы: суда с докритическими скоростями и суда со сверхкритическими скоростями. Выбор скоростного режима судна, предназначенного для эксплуатации со сверхкритическими скоростями, возникает в связи с необходимостью пополнить внутренний водный транспорт Союза Мьянма скоростными судами. СК для внутренних водных путей страны должны эксплуатироваться как в условиях мелководья, так и на относительно глубокой воде. Их

целесообразно проектировать на относительные скорости Бп> 0,60.

На основании вышеприведенных фактов можно сделать выводы о том, что в Союзе Мьянма необходимо создать пассажирские скоростные катамараны со сверхкритическими скоростями, соответствующими Бп >0,6. Поэтому актуальным является создание методики, позволяющей производить расчет характеристик пассажирского СК для внутренних водных путей Союза Мьянма. В зависимости от таких характеристик как главные размерения, вместимость, нагрузка, гидродинамические комплексы и т.д.

оценивается экономическая эффективность. Использование методов математического моделирования на начальных стадиях проектирования судна позволяет заранее определить успешность функционирования судна и исключить ненужные затраты людских и материальных ресурсов на постройку судов с нерациональными характеристиками.

Цель работы

Целью работы является создание эффективной методики проектного обоснования скоростных катамаранов для внутренних водных путей Союза Мьянма. Получаемые основные характеристики СК в конкретных эксплуатационных условиях предназначены для использования на начальных стадиях проектирования таких судов.

Объект исследования

Объектом исследования являются скоростные катамараны водоизмещением D от 100 т до 140 т, со скоростью ^ от 20 до 35 узлов, Ь0/В0 - отношение наибольшой длины к наибольшой ширине от 2.5 до 5, В /т -отношение ширины одного корпуса к осадке от 1.5 до 2.5, Б/Ь0 - отношение высоты борта к наибольшой длине от 0.07 до 0.15 и СВ- коэффициент общей полноты корпуса катамарана от 0.4 до 0.67.

Теоретическая база

Теоретической базой исследования являются работы российских и зарубежных ученых в области проектирования и оптимизации скоростных судов, особенно внутреннего плавания; ходкости и мореходности скоростных катамаранов.

Основные задачи и этапы исследования

Основные задачи и этапы исследования в данной работе:

• рассмотрение современных тенденций развития скоростных катамаранов, рынка постройки и эксплуатации СК за последние 5 лет;

• исследование особенностей проектирования скоростных катамаранов и классификация построенных СК;

• статистический анализ основных характеристик скоростных катамаранов с целью выбора области допустимых решений для оптимизационного проектирования;

• анализ внешней задачи проектирования скоростных катамаранов для внутренних водных путей Союза Мьянма;

• выбор скоростного режима для проектируемого катамарана с тем, чтобы обеспечить ему сохранение проектной, практически постоянной и достаточно высокой скорости хода при различных глубинах фарватера;

• разработка проекта пассажирского катамарана для внутренних водных путей Союза Мьянма;

• оценка экономической эффективности пассажирского катамарана ;

• формулировка задачи оптимизации основных характеристик скоростных катамаранов для внутренних водных путей Союза Мьянма;

• алгоритм реализации математической модели оптимизации основных характеристик скоростных катамаранов для внутренних водных путей Союза Мьянма;

• Анализ результатов оптимизации

Методы и аппарат исследования

Для решения задач, поставленных в работе, были использованы следующие методы и аппарат исследования:

• методы статистического анализа;

• методы проектирования и теория корабля;

• методы математического моделирования;

• алгоритмы оптимизации: случайного поиска и алгоритма Хука Дживса.

Научная новизна

Научная новизна работы заключается в получении следующих результатов:

• проведен анализ и выявлены тенденции развития СК;

• рассмотрены внешняя задача проектирования СК и выбор оптимальной эксплуатационной линии, расположеной между Мандалаем и Баганом на основном внутреннем водном пути Союза Мьянма - реке Ирравади;

• выбран скоростной режим для проектируемого катамарана, предназначенного эксплуатироваться на линии между Мандалаем и Баганом, обеспечивающий сохранение проектной, практически постоянной и достаточно высокой скорости хода при различных глубинах фарватера;

• разработана методика проектного обоснования СК для внутренних водных путей Союза Мьянма;

• сформулированы задача и алгоритм реализации математической модели оптимизации основных характеристик СК для внутренних водных путей Союза Мьянма.

Практическая ценность диссертационной работы

Практическая значимость диссертационного исследования обеспечена прикладной направленностью и разработанной методикой проектного обоснования скоростных катамаранов для внутренних водных путей Союза Мьянма. Методика приспособлена к применению в практике работы проектных организаций, работающих над созданием скоростных судов для внутренних водных путей Союза Мьянма. Применение разработанных методов приводит к повышению эффективности и обоснованности проектирования СК за счет оптимизации основных характеристик судов. Формулировка задачи и алгоритм реализации математической модели оптимизации основных характеристик скоростных катамаранов для внутренних водных путей Союза Мьянма могут быть реализованы при практическом проектировании таких судов для Союза Мьянма.

Степень достоверности результатов исследований

Степень достоверности результатов исследований обеспечена:

• использованием современных положений гидродинамики корабля, теории проектирования судов, системного анализа и математического моделирования, методов оптимизации проектных характеристик скоростных судов;

• применением проверенной статистической информации по спроектированным и эксплуатирующимся скоростным катамаранам;

• удовлетворением адекватности и чувствительности построенных математических моделей проектирования СК.

Предмет защиты

На защиту выносятся:

• Разработка внешней задачи проектирования скоростных катамаранов для внутренних водных путей Союза Мьянма.

• Определение скоростного режима для линии между Мандалаем и Баганом, на реке Ирравади.

• Результаты определения главных размерений и нагрузки масс скоростного пассажирского катамарана статистическими методами.

• Результаты расчетов сопротивления проектируемого судна с использованием материалов по буксировочным испытаниям моделей СК.

• Методика проектного обоснования скоростных катамаранов для внутренних водных путей Союза Мьянма с использованием критериев эффективности по экономическим показателям.

• Алгоритм реализации математической модели оптимизации основных характеристик скоростных катамаранов для внутренних водных путей Союза Мьянма.

Апробация работы и публикации

Основные разделы диссертационной работы опубликованы в 3-х статьях, которые включены в перечень ВАК. Доля автора в первых 2-х работах составляет 50%, а доля автора в 3-ей работе составляет 100%.

• Ляховицкий А.Г., Лвин Мин Кхант. Пассажирские перевозки водным транспортом в Союзе Мьянма // Морской вестник. 2014. № 2. С. 105106.

• Ляховицкий А.Г.,Лвин Мин Кхант. Влияние мелкой воды на мореходные качества скоростных катамаранов // Морские интеллектуальные технологии.2014.№ 3(25) Т.1 С.44-49

• Лвин Мин Кхант. Сравнение эффективности скоростных катамаранов и других видов транспорта // Морские интеллектуальные технологии.2014.№ 4(26) ^2 С.12-17

Структура и объем работы

Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка, приложений. Работа содержит 175 страницы основного текста (включая - 29 таблиц и - 73 рисунка), списка литературы из 37 наименований. Приложения имеют 20 страниц.

Перечень принятых обозначений и сокращений

А - автономность (сутки);

В - наибольшая ширина катамарана (м);

В - ширина катамарана в статике (м);

В - ширина одного корпуса катамарана в статике (м);

С - текущие затраты (годовые эксплуатационные затраты) (млн. $);

СС - скоростные суда;

СК - скоростной катамаран;

СКП - скоростной пассажирский катамаран;

ССК - скоростной спасательный катамаран;

С - коэффициент общей полноты корпуса СК;

Ср - коэффициент продольной полноты корпуса катамарана;

См - коэффициент полноты мидель-шпангоута корпуса катамарана;

Сд - коэффициент остаточного сопротивления катамарана;

Б - полное массовое водоизмещение катамарана (т);

БЖ - дедвейт катамарана (т);

Е =0.12-нормативный коэффициент эффективности капиталовложений; (ЕК + С) - приведенные затраты (млн. $); £ = Кполн/О - удельное сопротивление катамарана; е - коэффициент эластичности; ^ = V - число Фруда по длине;

Рпу = V Ц%^У - число Фруда по водоизмещению; £ -ускорение земного притяжения (м / с2); Н - высота борта катамарана на мидель-шпангоуте (м);

- значение вертикального клиренса на миделе (м);

- высота волны 3% обеспечености (м); К - строительная стоимость судна ($);

Кск - строительная стоимость катамарана ($); К - пропульсивное качество;

V - объемное водоизмещение катамарана (м3);

V - объемное водоизмещение одного корпуса катамарана( м3); Ь0 - наибольшая длина катамарана(м);

Ь - длина катамарана в статике (м);

I = Ь / V13 - относительная длина одного корпуса катамарана;

- суммарная мощность энергетической установки (кВт); и„ - количество пассажиров (чел.);

Р„ол - полезная нагрузка судна (т); Я - дальность плавания (мили); Яиолн- полное сопротивление СК (кН);

Яв - полное сопротивление катамарана на тихой воде (кН); £ - расстояние между ДП корпусов катамарана по ватерлинии (м); Т - средняя осадка катамарана по ватерлинии в статике (м);

- период бортовых колебаний (сек.); ^ - толщина соединительного моста (м); ^ - скорость судна (узлы);

V - скорость судна (м/с);

^ - максимальная скорость суда (м/с); Ъ - критерий эффективности проектируемого судна; Д - доход от эксплуатации судна (млн. $);

- переменные расходы (млн. $); рпост - постоянные расходы (млн. $);

- средняя цена билета ($); р - плотность воды (Т / м3);

Хв - длина расчетной волны (м);

Т - пропульсивный коэффициент катамарана; О -площадь смоченной поверхности корпусов катамарана (м2).

ГЛАВА 1. СКОРОСТНЫЕ КАТАМАРАНЫ КАК ОДИН ИЗ ТИПОВ СКОРОСТНЫХ СУДОВ

1.1. Основные типы скоростных судов

Скоростные суда (СС) отличаются от обычных водоизмещающих судов принципом движения, архитектурным оформлением, конструкцией корпуса, наличием специфических устройств и систем, а также теоретическими и экспериментальными методами, которые обеспечивают проектирование СС[14] .

Для выбора пассажирского судна внутреннего плавания рассмотрим различные подходы к СС как объектам проектирования. Л.М Ногид предложил расположить суда различных типов на кривой зависимости

коэффицента остаточного сопротивления^ от числа фруда.

С(1Л)

где Яя -остаточное сопротивление судна, V- скорость хода судна, Ь-длина судна, Б - площадь смоченной поверхности судна, ускорение земного притяжения, р - плотность воды.

Типичная кривая зависимости Ся (Гп) , названная Л.М Ногидом условной , имеет вид, который показан на рис 1.1.

с ^

Бх

/г и-Лк-и*—Кр-► х

| -Ав—г»—-Ст-► —Эм

| •

-«Нф*- -»гПс—^—Бпс—

Пр—4 -О а в-*- —Бк-

0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55

Р Зис. 1.1. Классификация судов по скорости хода, предложенная Л.М. Ногидом: Тх -

тихоходные; Сс - среднескоростные; Бх - быстроходные; Тгр - тихоходные грузовые; Бгр - быстроходные грузовые; Нф - нефтевозы (танкеры); Кб -каботажные; Пс - пассажирские; Бпс - быстроходные пассажирские; Пр -промысловые; Бк - буксирные; Лк - линкоры; Ав - авианосцы; Эав - эскортные авианосцы; Кр - крейсеры; Эм - эскадренные миноносцы; Ст - сторожевые корабли.

Нанесенные на график рис.1.1 области относятся, в основном, к судам со сравнительно невысокими скоростями. Интересующая нас область указана недостаточно подробно и не может быть использована для выбора типа быстроходного судна внутреннего плавания. Области, выделенные Л.М.. Ногидом следующие:

-тихоходные суда (Тх) ^п<0.25

- среднескоростные суда (Сс) 0.25< ^п<0.35

- быстроходные суда (Бх) ^п>0. 3 5

Больший интерес представляет подход к этому вопросу Г.Е. Павленко. Он ввел в рассмотрение понятие о режимах быстроходности. Режим быстроходности определяется с использованием числа Фруда по водоизмещению Гпг:

Гпу = -^=, ( 1.3)

где V - скорость движения судна (м/с); V - объемное водоизмещение судна (м3); 8 -ускорение земного притяжения (м / с 2).Режимы

быстроходности определены следующим образом:

• Водоизмещающий режим (режим плавания): ¥пу < 1

• Переходный режим (ПР) : 1< Гпу

< 3

• Глиссирование: Епу > 3

В дальнейшем скоростым судом будем считать такое, которое проектируется для эксплуатации за пределами режима плавания, начиная с ПР, как это принятно в работе [14].

В таком случае, условием того, что судно можно считать скоростным, будет следующее неравенство:

¥пу > 1 (1.4)

Международная морская организация (1МО) определяет скоростное судно следующим образом :

v

0.1667

max

> 3.7V" ( 1.5)

К настоящему времени сложились следующие основные типы скоростных судов (СС) :

• СМПВ (суда с малой площадью ватерлинии) или SWATH (Small Waterplane Area Twin Hull) ;

• Глиссирующие суда ( Fnv > 3);

• СПК (суда на подводных крыльях);

• СВП (суда на воздушной подушке);

• СК (скоростные катамараны);

• СВК (суда на воздушной каверне);

• СВПС ( суда на воздушной подушке скегового типа);

• СВПА ( суда на воздушной подушке амфибийного типа);

• СДВП ( суда на динамической воздушной подушке).

Каждый из основных типов СС может быть классифицирован по различным признакам. Рассмотрим более подробно их классификацию. Для Союза Мьянма наиболее целесообразно использование скоростных катамаранов . Классификацию СК можно выполнять по следующим направлениям:

• архитектурно-конструктивному облику и форме обводов;

• назначению;

• водоизмещению;

• скоростному режиму эксплуатации;

• типу энергетической установки;

• типу комплекса, обеспечивающего разгрузку корпуса, если она предусмотрена.

По архитектурно-конструктивному облику и форме обводов традиционные СК можно подразделить на:

• традиционные катамараны с симметричными или ассимметричными остроскулыми или круглоскулыми обводами корпусов (англоязычное обозначение - CAT);

• катамараны с бульбообразным носом (англоязычное обозначение -ВС);

• волнопротыкающие (волнопронзающие) катамараны (англоязычное обозначение - WPC).

По назначению СК можно подразделить на:

• пассажирские;

• автомобильно-пассажирские паромы;

• вспомогательного назначения.

По водоизмещению СК условно можно подразделить на:

• катамараны малого водоизмещения (Б < 100 т);

• катамараны среднего водоизмещения (100 т < Б < 500т);

• катамараны большого водоизмещения (Б > 500т).

По скоростному режиму эксплуатации СК можно подразделить на:

• водоизмещающие (< 1.0);

• переходного режима движения или полуглиссирующие (1.0 < ¥пу < 3.0);

• глиссирующие (¥пу > 3.0).

По типу энергетической установки СК можно подразделить на:

• дизельные катамараны;

• газотурбинные катамараны.

По виду разгрузки корпуса, СК можно подразделить на использующие:

• аэростатическую разгрузку с помощью воздушной статической подушки;

• аэродинамическую разгрузку с помощью динамической воздушной подушки;

• гидродинамическую разгрузку с помощью подводных крыльев;

• гидродинамическую разгрузку с помощью комбинированных систем: (подводные крылья + воздушная подушка, подводные крылья + интерцепторы, подводные крылья + регулируемые транцевые плиты и т.д.).

Возможна более детальная классификация и других типов СС.

Например, СПК классифицируют по типу крыльевого устройства. К

настоящему времени сложились три основных типа СПК[14]:

- с малопогруженными подводными крыльями, входящими в состав крыльевого устройства;

- с пересекающими свободную поверхность воды подводными крыльями;

- с глубокопогруженными автоматически управляемыми подводными крыльями.

Развитие судостроения в Союзе Мьянма таково, что для повышения скоростей пассажирских перевозок по внутренним водным путям страны наиболее перспективны скоростные катамараны. Такое утверждение базируется на опыте Российской федерации [18].

Работа посвящена проектному обоснованию скоростных катамаранов, как наиболее целесообразному типу скоростных судов для внутренних водных путей Союза Мьянма. В дальнейшем подробно рассматривается этот тип СС.

1.2. Скоростные катамараны от прошлого до наших дней

История судов катамаранного типа насчитывает не одно тысячелетие. Эта история, как и само искусство судостроения «восходит до глубочайшей древности и теряется не только в недошедшей до нас истории исчезнувших цивилизаций таких народов как предшественники ассирийцев, финикийцев, древних египтян, но оно предшествует даже самой культуре и цивилизации» [13]. Академик А.Н. Крылов пишет о «катамаранах сингалезов и малайцев» как о крепких и надежных кораблях.

Малайско-полинезийское название катамаранов свидетельствует об истории их развития в далеком прошлом, которая связана с судоходством жителей островов Океании. Термин "капу марам" превратился в современный термин «катамаран».

М.Я. Алферьев пишет о том, что у жителей Коромандельского побережья Индостана, Малайского архипелага и многих других островов Тихого и Индийского океанов челны с вынесенными в сторону от бортов бревнами-балансирами, соединенными общей платформой-палубой, а также две или три лодки, связанные из нескольких стволов деревьев плотики и многие другие разновидности примитивных судов, обеспечивающих безопасность плавания в условиях морского волнения называли "капу марам" [3]. Достаточно подробное описание катамаранов дано ниже по материалам работы [3].

Первоначально создание катамаранных судов подчинялось идее обеспечения мореходности относительно малым судам океанского плавания. Балансирное бревно или поплавок, расположенные на некотором расстоянии от борта основного корпуса, увеличивают его остойчивость при плавании на бурном волнении. Катамараны такого типа вполне мореходны, и на них под парусами туземцы совершают дальние рейсы. Наряду с однобалансирными применяют и двухбалансирные лодки с симметричной установкой поплавков, например парусное судно, распространенное у жителей Филиппинских островов рис. 1.2.

Рис. 1.2. Двухбалансирное парусное судно- Рис. 1.3. Двухкорпусное

парусный катамаран судно-катамаран

Остойчивость на волнении можно обеспечить, если соединить платформой две лодки и сохранить между внутренними бортами последних некоторый промежуток. Такой примитивный катамаран жителей Новой Гвинеи показан на рис.1.3.

В Европу катамараны вернулись после почти 2000 лет забвения в XVII веке. В Англии около 1660 г. была разработана конструкция катамарана, позволившая обосновать его преимущества перед традиционными однокорпусными судами, в том числе по ходкости. В 1875 г для грузовых и пассажирских перевозок через пролив Ла-Манш между Англией и Францией был построен. английский канальный пароход «Касталия» (Castalia), общий вид которого показан на рис. 1.4. Судно состояло из двух одинаковых корпусов длиной 89,5 м, шириной 5,2 м и осадкой около 2 м. Расстояние между корпусами 7,9 м. Размеры надстройки по длине 51 м, ширине 18 м и высоте примерно 2,5 м. В ней размещались комфортабельные пассажирские салоны и каюты.

Рис. 1.4. Катамаранный пароход «Касталия» для переправы через Ла-Манш

В Бирме (ныне Союз Мьянма) так называемые королевские катамараны (рис. 1.5) были построены и использовались королями страны в

XVII веке. Катамараны были также предназначены для перевозок в религиозных целях. Короли катались на них и осматривали достопримечательности страны. Корпуса катамаранов были построены в форме птицы Гаруды. По древней мифологии царь золотой птицы назывался "Хин Тар". Надстройка такого катамарана была построена как королевский дворец.

Рис. 1.5. Королевский катамаран Бирмы

Несколько катамаранов было построено в Англии в XIX в. На реке Миссисипи в США в XIX в. эксплуатировались паровые катамараны в количестве более 12 единиц. Они имели три гребных колеса, одно из которых располагалось между корпусами, а два -снаружи корпусов судна. Курсировавший между Новым Орлеаном и Алжирсом катамаран " Томас Пиклес" пророботал около 50 лет, перешагнув из XIX в XX век. В начале XX в. интерес к катамаранам был незначителен.

Первый скоростной катамаран был построен в Советском Союзе в 1938 г. Это был пассажирский глиссер «Экспресс» (рис. 1.6), эксплуатация которого началась в 1940 г. на линии Сочи-Сухуми. При пассажировместимости 130 человек (экипаж - 12 чел.), водоизмещении 42 т и мощности энергетической установки 2200 кВт это судно развивало скорость с полным грузом 46 уз, а максимальная скорость катамарана при повышенных оборотах двигателя составляла 53 уз.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лвин Мин Кхант, 2016 год

Литература

1. Ашик В.В., Проектирование судов: Учебник.Л.:Судостроение, 1985.

2. Александров В.С., Грешкович В.А., Кочаров М.А. Анализ задач оптимизации для многокорпусных судов.-Сб.Докладов научно-технической конференции «Моринтех -97» СПб.: ТОО-Моринтех.

3. Алферьев М.Я, Мадорский Г.С. Транспортные катамараны внутреннего плавания. Москва: «Транспорт», 1976.

4. Алешин Н.В.,Ляховицкий А.Г., Царев Б.А., Методология инженерной и научной деятельности в морской технике: Учеб. Пособие.СПб.:Изд. Центр СПбГМТУ, 2000.С 125-128.

5. Аносов В.Н. Быстроходные суда в конце ХХ столетия, СПб.: Политехника, 2002, 171с.

6. Басин А.М., Ляховицкий А.Г. Перспективы развития быстроходных водоизмещающих судов. Речной транспорт, 1972, №6, с.36-37.

7. Басин А.М., Веледницкий И.О., Ляховицкий, А.Г. Гидродинамика судов на мелководье. Л.: Судостроение, 1976, 320 с.

8. Бородай М.К., Нецветаев Ю.А. Качка судов на морском волнении. Л.: Судостроение, 1970

9. Бронников А.В., Проектирование судов: Судостроение , 1991.

10.Ваганов А.М. Проектирование скоростных судов.Л.:Судостроение,1978.

11.Водными магистралями страны/Под ред. Ю.Н. Горбачева. Л.: Судостроение, 1985, 192с.

12.Гайкович А.И., Основы теории проектирования сложных технических систем.СПБ.: ТОО-Моринтех,2001.

13.Крылов А.Н. Очерк развития теории корабля. Собрание трудов академика А.Н. Крылова, Т.IX, часть первая, М.-Л.: изд. АН СССР,1948 с.9-20.

14.Ляховицкий А.Г. Основы проектирования скоростных судов. СПб: Изд. Центр СПбГМТУ,2009, 181с.

15.Ляховицкий А.Г. и др. Гидродинамические особенности пассажирского катамарана. Речной транспорт, 1977, №8, с.39-40.

16.Ляховицкий А.Г., Зорин М.П., Анализ результатов ходовых испытаний катамарана со сверхкритической скоростью в условиях мелководья // Труды ЛИВТ, 1980. Вып. 168. С. 48-54.

17.Ляховицкий А.Г.,Лвин Мин Кхант. Влияние мелкой воды на мореходные качества скоростных катамаранов// Морские интеллектуальные технологии.2014.№ 3(25) Т.1 С.44-49

18.Ляховицкий А.Г., Лвин Мин Кхант. Пассажирские перевозки водным транспортом в Союзе Мьянма // Морской вестник. 2014. № 2. С. 105106.

19.Ляховицкий А.Г., Йе Тет Тхун, Пьо Зо Хейн. Особенности проектного обоснования скоростных судов для прибрежных морских районов и внутренних водных путей. Морские интеллектуальные технологии, №1 (1), 2008, с. 14 - 17

20.Николаев.В.А. Обоснование методики оптимизационого проектирования скоростных пассажирских катамаранов.:Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.СПб, 2003.

21.Под ред. Дубровского В.А. Многокорпусные суда.- Л.: Судостроение, 1978. 304с.

22. Пхио Цза Хейн, Разработка методики проектного обоснования скоростных катамаранов. Диссертация на соискание ученой степени магистр.СПбГМТУ

23. Сахновский.Б.М. Прогнозирование мощности главных двигателей при проектном обосновании характеристик скоростных судов.// Судостроение. 2006, № (5).

24. Сахновский Э.Б. Разработка методики проектного обоснования скоростных катамаранов с подводными крыльями: Диссертация на соискание ученой степени кандидата теххнических наук .СПбГМТУ.2005.

25. Сахновский. Б.М. Разработка методологии обоснования проектных характеристик судов смешанного и внутреннего плавания с учётом доминирующих факторов эксплуатации. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. СПБ., 2006.

26. A Robbins,G.A Thomas, M.R Renilson and G.J Maaefarlane- Trans RINA. Vol. 153,Part A3, Intl Marine time Engg. July-Sep, 2011

27. Dube S.K., Storm Surge Forecasting In the Bay of Bengal and Arabian Sea., India Institute of Technology, Kharagpur 2008.

28.Karayannis T., Molland A.F, Williams Y.S. Design Date for High-Speed Vessels. FAST'99, Seattle, USA, 1999.

29. Lyakhovitsky A.G. Shallow Water and Supercritical Ships. Backbone Publishing Co., Fair Lawn, NJ, USA, 2007, 277p.

30. МоПа^ A.F., Wellicome J.F., Couser P.R., Resistance Experiments on a Systematic Series of High Speed Displacement Catamaran Forms: Variation of Length-Displacement Ratio and Beradth-Draught Ration : Read in Southampton at a meeting of The Royal Institution of Naval Architects on November 14, 1995.

31. Rules for High Speed Light Craft and Naval Surface Craft. - Det Norske Veritas, 2000.

32. Swe T. L and others, Reports on Post Tsunami Survey along the Myanmar Coast for the December 2004 Sumatra-Andaman Earthquake, Yangon Technological University, Myanmar, June 2005.

33.Than. C; Symposium and Publication on Maritime & Waterways Kuala Lumpur, Malaysia // October 2004.

34. The New Light of Myanmar, Journal, 12 May 2008.

35. http://workboatworld.realviewtechnologies.com/

36. http : //ru.wikipedia.org/wiki/UHK^OH Haprac.

37. https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_shipwrecks_in_2008

Приложение

Приложение 1. Лидирующие фирмы в области постройки СК и их интернетные адреса

Название фирмы Адрес

Austal http: //www.austal .com

Incatcrowther http://www.incatcrowther.com

AMD Marine Consulting Pty Ltd http: //www.amd.com. ru

Sea Speed Pty Ltd http://www.seaspeeddesign.com

Incat Tasmania Pty Ltd http: //www.incat.com.au

North West Bay Ships http: //www.nws.com. au/net/ne. htm

AIMTEK http: //www.aimtek.com.au

Richardson Devine Marine http: //www.rdm.com.au

SBF Shipbuilders http://www.sbfships.com.au

Fjellstrand http://www.fjellstrand.com.as

Damen http: //www.damen.nl

Marinteknik http://www.marinteknikdesign. se

BMT Nigel Gee Ltd http: //www.ngal.co.uk

Afai Ships Limited http://www.afaiships.com

Q-West Boat Builders Ltd http: //www.q-west.com

Teknicraft Design Ltd http://www.teknicraft.com

Приложение 2. Подробное описание обязанностей и ответственности каждого отделения водного транспорта Союза Мьянма

Рис.П2.1. Географическое положение портов в отделении "дельта"

Отделение "дельта"

№ Морской путь Его протяженность (морская миля) Затрачиваемое время (часы)

1 Янгон-Паяпон (Д) 64 12

2 Янгон-Паяпон (Н) 64 10

3 Хинтада-Паяпон 152 30

4 Янгон-Тяуккон 110 18

5 Янгон-Вогалай 87 18

6 Янгон-Мотун 100 14.5

7 Янгон-Айме 105 20

8 Янгон-Тунгманге 118 18

9 Янгон-Латпутта 168 27

10 Янгон-Маунгмя 135 21

11 Янгон-Патхайн 172 17.5

12 Патхайн-Нгатайшаунг 77 18

13 Патхайн-Тякан 75 14

14 Янгон-Пей 263 24

Рис.П2.2. Географическое положение портов в отделении " Мандалай"

Отделение " Мандалай"

№ Морской путь Его протяженность (морская миля) затрачиваемое время (часы)

1 Мандалай -Вамой 275 10.5

(регулярно)

2 Мандалай -Вамой 275 8

(экспресс)

3 Мандалай -Вамой 275 6

(специальный)

4 Мандалай-Баган 119 16

5 Мандалай-Пей 334 29.5

Рис.П2.3. Географическое положение портов в отделении " шиндвин"

Отделение " шиндвин"

Его затрачиваемое

№ Морской путь протяженность время

(морская миля) (часы)

1 Хоммалин-Ханти 127 27

2 Моня-Ханти(экспресс) 454 28

3 Моня-Хоммалин(эксп) 327 15

4 Моня-Калайва(эксп) 147 4

Рис.П2.4. Географическое положение портов в отделении " Тьанлвин"

Отделение " Тьанлвин"

Его затрачиваемое

№ Морской путь протяженность время

(морская миля) (часы)

1 Паан-Мойламьайнг 33 5

Мойламьайнг-

2 Тьондо 42 7

3 Мойламьайнг-Тяинн 73 12

Рис.П2.5. Географическое положение портов в отделении " РаКхайнг"

Отделение " РаКхайнг"

№ Морской путь Его протяженность (морская миля) затрачиваемое время (часы)

1 Ситтхве-Мьаук У 40 7

2 Ситтхве-Вутьидаунг 80 10.5

3 Ситтхве-Кьаукдой 80 10

4 Ситтхве-Таунгкот 224 14

5 Таунгкот-Манаунг 48 8

Приложение 3. Основные характеристики пассажирских катамаранов

№ Название Год Страна Длина Длина по Ширина

пп судов постройки строитель наибольшая ватерлинию габаритная

Lo , м L, м B, м

1 Kanoo 42 2002 UAE 30.2 10

2 Scorpio 2003 USA 36 34.44 8.5

3 Rathlin Express 2003 Ireland 17.7 6.5

4 Freedom Monarch 2005 Australia 29 27 8.5

5 TideAdmiral 2001 Norway 33 10.6

6 Kilimanjaro II 2004 Australia 36.8 34 9.5

7 Taurus 2000 USA 35.96 34.59 8.73

8 Alicat 1 1999 UK 21.3 18.55 6.4

9 James Grant 2001 Australia 18 6

10 Paria Bullet 2003 Australia 41.2 38.2 10.9

12 Sawqrah 2005 Italy 51.8 45.5 15.5

13 CarboClyde 2003 Sweden 23.6 8.6

14 Gardian2 2004 UK 21.3 18.55 6.4

15 Foryd Bay 2008 Australia 21.3 7.3

16 Sure Pride 2007 Estonia 19.5 7.5

17 Vale Grand Sud 2007 Australia 41.2 10.9

18 Ava Pearl 2008 USA 33.1 9.65

19 Yankee Freedom III 2008 USA 33.5 9.3

20 AMG Incentiv 2005 Australia 21.8 6.8

21 MCS Pampero 2003 Netherlands 26.3 10.4

22 MV Gesa 2009 Norway 25.9 9.9

23 Khater 2 2001 UAE 10.05 7.5

24 Fast Cat M1 2001 Hong Kong 50.64 17.5

25 Element 2005 Australia 21.65 6.4

26 Vejunas 2003 Estonia 23.9 23.3 8

27 Barraqah 2001 UAE 13 12 5.4

28 Duffy 2004 Australia 17.95 6

29 Aurora 2007 Indonesia 56.64 55.26 20

30 Outer Limit 2003 Tasmania 36.65 36.01 11.5

31 Pure Adrenalin 2000 Australia 21 6.4

32 Sea Scout 2002 USA 40.7 37.6 10.8

33 Ocean Wind6 2004 UK 18.9 7.2

34 Runo' 2007 Estonia 23.9 23.3 8

35 Hai Ju and Hai Yao 2000 China 35.05 9

36 Krossteinur 2010 UK 11.5 9.5 4.95

37 Ultra Mar 1/2/2014 USA 48.8 44.7 11

38 Red Hook I 5/2/2014 USA 26.4 23.3 7.75

39 Elizabeth Cook 28/11/13 USA 23.9 23.5 7.2

40 Super Dream 14/11/13 USA 31.65 30 8.5

41 Maehoad 3/9/2013 USA 32.4 31 9

42 Provincetown IV 3/9/2013 USA 30 28.9 9.1

43 Auckland ferry 15/8/2013 Newzeland 34 33.8 9.5

44 Spirit of Queenstown 14/8/2013 Newzeland 27.3 25.7 8

45 Cobia 20/5/13 Australia 24 23.8 8.5

46 Kilimanjaro IV 22/4/13 Australia 44.7 42.9 11.5

47 Humber Guardian 5/2/2013 UK 18.3 17.2 6.3

48 Riverside Mandalay 2005 Australia 33.4 31.6 9.5

49 Cahaya Baru 2006 Australia 19.8 18.1 6.5

50 Xun Long5, 6 2005 China 34 30.3 8.5

51 Riverside Avalo 2008 Australia 24 23.8 8.5

52 Ameer Alkoulob 2007 Singapore 52 13.8

53 Solano 2004 USA 41.3 12

54 Spirit of Kangaroo 2003 Australia 50 18.3

55 Fei Hong 1999 China 30 9.6

56 Aquan Two 1999 China 27.8 8.9

57 Fei Ying 1998 China 25 9.57

58 Chinook 1998 USA 43.6 12

59 Del Norte 1998 USA 41.27 12

60 Aquan One 1997 China 24 8.9

61 Intintoli 1997 USA 41.27 11.5

62 Marie-Helene 1995 Korea 42.5 12.2

63 Harbour Jet 10 1994 China 16.75 5.3

64 Wu Zhou 1994 China 24 8.9

65 Jin Xing 1993 China 28 10.3

№ Название Год Страна Осадка Высота Дедвейт

пп судов постройки строитель борта

T, м Н,м DW, т

1 Kanoo 42 2002 UAE 1.2 1.5 58

2 Scorpio 2003 USA 1.8

3 Rathlin Express 2003 Ireland 1.4 30

4 Freedom Monarch 2005 Australia 1.65

5 TideAdmiral 2001 Norway 3.65

6 Kilimanjaro II 2004 Australia 1.47 3.4

7 Taurus 2000 USA 1.88 24.9

8 Alicat 1 1999 UK 1.6 2.56 53

9 James Grant 2001 Australia 1.2

10 Paria Bullet 2003 Australia 2 4.3

12 Sawqrah 2005 Italy 1.9 5.2

13 CarboClyde 2003 Sweden 1.2

14 Gardian2 2004 UK 1.6 2.56 53

15 Foryd Bay 2008 Australia 1.4 3.5 12.5

16 Sure Pride 2007 Estonia 1.45 2.8

17 Vale Grand Sud 2007 Australia 1.98 4.3 44.24

18 Ava Pearl 2008 USA 2 3.8 24

19 Yankee Freedom III 2008 USA 2 3.81 27

20 AMG Incentiv 2005 Australia 1.05 50

21 MCS Pampero 2003 Netherlands 2 2.9

22 MV Gesa 2009 Norway 1.9 4.4

23 Khater 2 2001 UAE 2.8 4.2

24 Fast Cat M1 2001 Hong Kong 2 4.2

25 Element 2005 Australia 0.9 2.42 14.3

26 Vejunas 2003 Estonia 1.5 3.4

27 Barraqah 2001 UAE 1.2 1.2 14.5

28 Duffy 2004 Australia 0.75 2.1

29 Aurora 2007 Indonesia 2.15 4.2

30 Outer Limit 2003 Tasmania 2.23

31 Pure Adrenalin 2000 Australia 0.8 34

32 Sea Scout 2002 USA 2 65

33 Ocean Wind6 2004 UK 1.4 37.5

34 Runo' 2007 Estonia 1.4 3.4

35 Hai Ju and Hai Yao 2000 China 1.2 3.5 22

36 Krossteinur 2010 UK 0.65 1.6 14

37 Ultra Mar 1/2/2014 USA 1.6 4

38 Red Hook I 5/2/2014 USA 1.3 2.95

39 Elizabeth Cook 28/11/13 USA 1 2.2

40 Super Dream 14/11/13 USA 1.2 3.05

41 Maehoad 3/9/2013 USA 1.4 3.2

42 Provincetown IV 3/9/2013 USA 1.55 3.82

43 Auckland ferry 15/8/2013 Newzeland 1.25 3.05

44 Spirit of Queenstown 14/8/2013 Newzeland 1.2 2.5

45 Cobia 20/5/13 Australia 1.1

46 Kilimanjaro IV 22/4/13 Australia 1.1 3.9

47 Humber Guardian 5/2/2013 UK 1.4 2.7

48 Riverside Mandalay 2005 Australia 1.25 2.05

49 Cahaya Baru 2006 Australia 0.9

50 Xun Long5, 6 2005 China 3.05

51 Riverside Avalo 2008 Australia 1.8 2.75

52 Ameer Alkoulob 2007 Singapore 1.5

53 Solano 2004 USA 1.5 35

54 Spirit of Kangaroo 2003 Australia 2.5

55 Fei Hong 1999 China 1.8 19

56 Aquan Two 1999 China 1.8 17.6

57 Fei Ying 1998 China 1.8 21

58 Chinook 1998 USA 1.5 40

59 Del Norte 1998 USA 1.5 40.5

60 Aquan One 1997 China 1.6 22

61 Intintoli 1997 USA 1.5 41.7

62 Marie-Helene 1995 Korea 1.4 38

63 Harbour Jet 10 1994 China 0.8 10

64 Wu Zhou 1994 China 1.8 24

65 Jin Xing 1993 China 1.8 28

Приложение 4. Расчеты оптимизации скоростного проектируемого катамарана

Расчет основных характеристик СК

пп =150

Рпол = 0.1 х 150 = 15 т

Наибольшая длина СК Ьнб= 13.3 х Р^4 = 13.3 х 15034 = 33.4 м Длина по вателинии СК Ь = 0.9438Ьнб - 0,1172 = 31.4 м Наибольшая ширина СК Внб = 0,2434 Ьнб +1,9836-1.1 = 9 м Ширина одного корпуса В1=0.0344 Ьнб+1.5722 = 2.72 м Осадка СК на миделе Т = 0.0204Ьнб + 0,8815 = 1.56 м Высота борта СК Н = 0.0574Ьнб + 1.4323 = 3.34 м Высота мосты СК ^ = 1п (В0-2В1)-0.5 = 0.77 м Относительный горизонтальный клиренс Б/Ь = 6.28/31.4 =0.2

Коэффицент общей полноты СВ =--- = 118.91/(2x1x31.4x2.72x1.56)

2*р*1* В-^ *Т

= 0.45

Коэффицент полноты мидель-шпангоута См = *0.97 = л/045 *0.97

= 0.65

Расчет полного сопротивленя проектируемого СК на тихой воде

Р "у2

^ТВ — ^ СЯ ^ САПО )- ^

Расчет безразмерного коэффициента остаточного сопротивления

С — с ь / В X X К

СК — сК .ХВ/Т .лЗКе

Ь = 31.4 м В = 2.72 м

Т = 1.56 м

L/B = 11.54, В/Т = 1.74, 5 = 0.45, С = 0.65, FrL = V//д~1 = 0.73

С/7 в = 1.5 х 10-3 с риз (4.7)

хв/т = 1.74 с риз (4.8)

^ = 1.42 с риз (4.9)

К = 1.06/1.13 =0.938 с риз (4.10)

Ск = 1.5 х 1.74 х 1.42 х 0.938 х 10-3 = 3.476 х 10-3

Расчет безразмерного коэффициента трения

V Ь 0 514*25*314 8

Ке = ТЛЪ = и . 5 1 4 ^ 5 61.4 = 2.57 х 108

V 1.57*10_б

О 455 т

С- = л .45558 = 1.87 х 10-3

г (1 ёЯ е ) 2 . 5 8

Слпп = 0.3 х 10-3

коэффициент полного сопротивления = Ст = Ср + Ск + =(3.476+1.87+0.3) х10-3

Площадь смоченной поверхности корпуса катамарана 0 = 3.55(У!) +15.94 О = 3.55 (118.9 х 31.4)1/2 + 15.94 = 232.85 м2 Полного сопротивленя проектируемого СК на тихой воде

Р "у2

Ктв = (С^ + Ск + Слпп )- ^

= 3.476 х 10-3 х 1000 х (0.514 х 25)2 х 232.85 х 0.5 = 66.8 кН

пропульсивный коэффициент судна с водометными движителями

л вод = 0,1

0.4

цвод = 0,16 X 2504 = 0.58

Лпот = 0.98

1-тт лг 0.514.У .&, мощности ГД скоростного катамарана =-6—ТВ

л лпот

0.514*25*66.824 ЛГЛГ,п

Ку =-= 1510.7 квт

у 0. 5 8 * 0.98

Расчет нагрузки СК

Масса корпуса с настройкой Рк=0.45Б =0.45 х 121.55 =54.69 т

Масса судовых устройств Рсу=0.175Вл2/3 =0.175 х 121.55(2/3) = 4.29т

Масса оборудования Роб=Риз+Роп =0.065 Б2/3 + 0.012П

=0.065х121.55(2/3) + (0.012 х 150) = 3.4т

Масса механизмов Рм=7.48*К = 7.48 х 2394 =17.9т

Масса судовых систем Рс.с=0.035*Б =0.035 х 121.55 =4.25т

Масса электрорадиооборудования Рэро=(3.25-0.02Б)*Б/100

=(3.25-(0.02х121.55))х(121.55/100) =0.99т

Масса снабжения Рснб=0.06БЛ2/3 =0.06х121.55(2/3) = 1.59т

Масса жидких грузов Рж.г=(0.09БЛ2/3-0.54) =(0.09х121.55(2/3) )-0.54 =1.47т

Запас водоизмещения АО =0.02Б =0.02х121.55 =2.431т АБ

Дедвейт DW = 27.9т

Вертикальные ускорения катамарана

aZ kh

g 1650

2B

+ 0.084 |х (50 -Я) х

'О '

у

ь.(2Б)

D

(1/1650) х ((1.25/2х9)+0.084) х (50-20) х (25///зГ4 )2 х ((31.4 х 2 х

9)/119) = 0.264

= 0.45 х

g g

= 0.45 х 0.264 = 0.12

Расчет остойчивости

Абсолютная метацентрическая высота h= zc + р - zg Zc = (1/(1+5/а)) .Т

а =//Г097" = (0.45 х 0.97)05 = 0.66 7С =0.93

Р

а 2 I — /Л ¿с2 ил л „Л - /Г.2 /1 — о /10 „/..3

145 ' Т

(0.652 /(14 х 0.45)) х (92 /1.56) = 3.48 т/м3

Zg = 0.96Н = 0.96 х 3.34 =96 х 3.34 =3.2 м

h= zc + р - zg = 0.93 + 3.48 - 3.2 = 1.21 м

Относительная метацентрическая высота = ^Б^ = 1.21/9 = 0.1344

х

Расчет удифферентовки

Относительная абсцисса центра тяжести xg = -0.055 x LPP =-0.055 x 31.4 = -1.73

Относительная абсцисса центра виличиы xc = LPP .(0.12.(5-0.65)+0.01)

=31.4 x (0.12 x (0.45-0.65)+0.01) = -0.44

Аппликата центра тяжести zg =1.1H = 1.1 x 3.34 = 3.7

Аппликата центра величины zc = (1/(1+5/a)).T

= (1/(1+0.45/0.65)) x 1.56 = 0.92

Угол дифферента = tan -1((xc-xg)/(zg-zc)) = tan-1 ((-0.44-(-1.73)/(3.7-0.92)) =0.43

Расчет качки

тв = вс .(2ж/о) _ 2тт

° о . 8 Va

К = о.т(3/4)

he = 1.25

Лв = 14.3

о= (2 x 3.12)/(0.8 x VA3 ) =2.08 1/сек вс = 1 + 0.15 (B/T) .СЛ(3/2) = 1+ 0.15 (9/1.56) x 0.65(3/2) = 1.454

тв = 1.454 x (2x3.142/2.08) = 4.4 сек т =1.25 тв = 4.4 x 1.25 = 5.5

= (0.8x9)/VTñ =6.5

asB^i V7í ~

Расчет Экономико-эксплуатационных данных

Стоимость корпуса катамарана С = (1.1 х р х М + с х р хМ) х 10-6 мил $

РК = 54.69 т М = 6000$/т ск = 5$/час М1 = 300ч/т

Стоимость корпуса катамарана Ск = (1.1 х 54.69 х6000+5 х 54.69 х 300) х 10-6 Ск = 0.443 мил $

Стоимость оборудования С = 0022 — р мил $ !Рг = 3.4

С0 = 0.022 х 3.4 = 0.0748 мил $

Стоимость машинной установки См = 1.4(СЙ + + Свой) мил $ Стоимость главных дигателей сд = 0.262 х 103мил $ Сд = 0.262 х 10-3 х 1510.7 = 0.4 мил $

Стоимость реверс-редукторных передач

Ср =

N СК N СК

57 + 0.0214(—-—) - 3х10-)2

Пдв пдв

:пде х10 3 мил $

Ср = [ 57 + 0.0214 (1510.7/2) - 3 х 10-7 (1510.7/2)2 ] х 2 х 10-3 мил $ Ср = 0.146 мил $

N СК

Стоимость водометных движителей Свод = 0.468 х (-^—)082 х птд х10 3 мил $

вод

Свод = 0.468 х (1510.7/2)082 х 2 х 10-3 мил $ Свод = 0.214 мил $

Стоимость машинной установки См = 1.4(СЙ + С + Свой) мил $ См = 1.4 х ( 0.4 + 0.146 + 0.214 ) = 1.06 мил $

Таким образом, полная строительная стоимость скоростного катамарана СК С* = С + С + С = 0.443 +0.0748+ 1.06 = 1.58 мил $

СК ком

Затраты на топливо и масло Рт = ст х g х Рэ х п х —1 х СГ х 109 мил $ пр = 56 ^ = 56 х (20/110) = 10

Рт = 300 х 0.24 х 50 х 0.8 х 10 х (110/25) х 1510.7 х 10-9 = 0.19 мил $ Плату за причал и вход в порт Сяр = с^ х 7 х Рэ х 106 мил $ СПР = 285 х 7 х 50 х 10-6 = 0.1 мил $

Переменны расходы Рпер = Рт + СПР = 0.19 + 0.1 =0.29 мил $

расходы на ремонт корпуса и оборудования Ррк = 1500(РК + Е Р,) х 106 мил $

Ррк = 1500 х (54.69 + 3.4) х 10-6 = 0.087 мил $

расходы на ремонт машин и механизмов Р = 7000Рж х 106 мил $

Ррм = 7000 х 17.9 х 10-6 = 0.1253 мил $

расходы на экипаж рэк = 12 х 700 х пж х 10~6 мил $

Рэк = 12х700х5х10-6 = 0.042 мил $

Постоянные расходы Рпост = 0.035С + Ррк + Ррм + Рэк

Рпост = (0.035 х 1.58) + 0.087 + 0.1253 + 0.042 = 0.3096 мил $

Суммарные эксплуатационные расходы Сэкс = 0.12С + Рпер + Рпост

Сэкс = (0.12 х 1.58) + 0.29 + 0.3096 = 0.7892 мил $

Цена билета ЦБ = Ял (у8 / пи )0 8

ЦБ = 110 х (25/150)08 = 26 $

Доход от эксплуатации катамарана Д = Цб . Тэ . кшв.Ппас-Пр.к3агр 10-6

192

Д = 26 х 50 х 0.9 х 150 х 10 х 0.5 х 10-6 = 0.88 мил $ Прибыль от эксплуатации катамарана П = Д-Сэкс = 0.88- 0.7892 = 0.0908 мил $

Величина удельных совокупных затрат, $/пасс*милю ЗПР = Сэкс / Q ЗПР =0.7892 х 106 /3712500 =0.2 $/пасс*милю

Приложение 5.Результаты расчета оптимизации скоростного проектируемого катамарана

Общие характеристики

Наибольшая длина СК, Lнб 33.4 м

Длина по вателинии СК, Ь 31.4 м

Наибольшая ширина СК, Внб 9 м

Ширина одного корпуса, В1 2.72 м

Осадка СК на миделе, Т 1.56 м

Высота борта СК, Н 3.34 м

Высота моста СК, Хт 0.77 м