Система мониторинга крутильных колебаний для повышения безопасности эксплуатации судового машинно-движительного комплекса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Горбачев Максим Михайлович

• Горбачев Максим Михайлович
• доктор наук
• 2024

Оглавление диссертации доктор наук Горбачев Максим Михайлович

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ОПАСНОСТИ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ

В СУДОВЫХ МАШИННО-ДВИЖИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСАХ

1.1 Причины возникновения и последствия развития крутильных колебаний в судовых машинно-движительных комплексах

1.2 Методы снижения крутильных колебаний в судовых

машинно-движительных комплексах

1.3 Анализ требований в области расчета и измерения крутильных колебаний в судовых машинно-движительных комплексах

1.3.1 Требования нормативных документов

1.3.2 Требования отечественных классификационных обществ

1.3.3 Требования зарубежных классификационных обществ

1.4 Анализ требований к судовым системам мониторинга

1.4.1 Требования нормативных документов

1.4.2 Требования отечественных классификационных обществ

1.4.3 Требования зарубежных классификационных обществ

1.5 Преимущества применения системы мониторинга для контроля крутильных колебаний

1.6 Выводы по первой главе

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ РИСКОВ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ

В СУДОВЫХ МАШИННО-ДВИЖИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСАХ

2.1 Применение методики формализованной оценки безопасности для обоснования применения системы мониторинга

2.2 Идентификация опасностей для судовых машинно-движительных комплексов из-за развития крутильных колебаний

2.3 Оценка рисков опасности крутильных колебаний для судов с

типовыми схемами машинно-движительных комплексов

2.3.1 Применение матрицы рисков

2.3.2 Применение дерева отказов

2.4 Результаты оценки рисков опасности крутильных колебаний для судов

с типовыми схемами машинно-движительных комплексов

2.5 Выводы по второй главе

3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ

3.1 Обзор методов измерения крутильных колебаний

3.1.1 Тензометрические системы

3.1.2 Системы, основанные на методе измерения временных интервалов

3.1.3 Применение торсиографов

3.1.4 Комбинированные измерительные системы

3.1.5 Измерение крутильных колебаний при помощи акселерометров

3.1.6 Сравнение методов измерения крутильных колебаний и оценка

их применимости в системе мониторинга

3.1.7 Методы измерения дополнительных параметров

3.2 Разработка концепции системы мониторинга

3.3 Выбор элементной базы для моделей и экспериментального образца системы мониторинга

3.4 Обеспечение достоверности результатов измерения крутильных колебаний системой мониторинга

3.5 Разработанные варианты моделей системы мониторинга

3.5.1 Стационарная лабораторная модель системы мониторинга

3.5.2 Переносная модель системы мониторинга

3.5.3 Стационарная модель системы мониторинга для дизель-генератора 1УЕСО

3.6 Выводы по третьей главе

4. ИСПЫТАНИЯ МОДЕЛЕЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБРАЗЦА

СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ

4.1 Испытания моделей системы мониторинга в лабораторных условиях

4.1.1 Лабораторный стенд и контрольно-измерительные приборы

4.1.2 Испытания в лабораторных условиях стационарной и переносной модели системы мониторинга с тензометрическими датчиками

4.1.3 Испытания в лабораторных условиях модели системы мониторинга

с лазерным датчиком и отражательной лентой типа «зебра»

4.2 Испытания моделей системы мониторинга на дизель-генераторе

1УЕСО

4.2.1 Испытания переносной модели системы мониторинга

4.2.2 Испытания стационарной системы мониторинга

для дизель-генератора 1УЕСО

4.3 Испытания моделей системы мониторинга на судах

4.3.1 Предварительные испытания моделей системы мониторинга

на судах

4.3.2 Длительные испытания модели системы мониторинга на бункеровщике «Иван Поддубный»

4.3.3 Испытания модели системы на судне «ОТ-2030»

4.4 Разработка экспериментального образца системы мониторинга

4.5 Выводы по четвертой главе

5. ВНЕДРЕНИЕ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ НА СУДАХ

5.1 Оценка надежности системы мониторинга

5.2 Разработка плана действий судового экипажа при работе с системой мониторинга

5.3 Безразборная диагностика технического состояния элементов судовых машинно-движительных комплексов при помощи системы мониторинга

5.3.1 Разработка цифрового двойника силиконового демпфера

5.3.2 Оценка технического состояния пружинных демпферов и упругих муфт

5.4 Оценка экономического эффекта от внедрения системы мониторинга

на судах

5.5 Рекомендации по техническому обслуживанию системы мониторинга

5.6 Выводы по пятой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СОКРАЩЕНИЯ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ПИСЬМА ПОДДЕРЖКИ ПРОЕКТА

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. СТАТИСТИКА СОСТАВА И ВОЗРАСТА СУДОВ РОССИИ. АНАЛИЗ СТАТИСТИКИ АВАРИЙ СУДОВЫХ

МАШИННО-ДВИЖИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ В. ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ РАЗРАБОТКИ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система мониторинга крутильных колебаний для повышения безопасности эксплуатации судового машинно-движительного комплекса»

Актуальность темы исследования.

В плане мероприятий по импортозамещению в судостроительной отрасли Российской Федерации на период до 2024 г. [1], утвержденном приказом Минпромторга России №2916 от 2 августа 2021 г., в числе основных задач в области эксплуатации водного транспорта обозначено требование повышения безопасности мореплавания, что во многом зависит от надежности судовой энергетической установки (СЭУ). Согласно стратегии развития судостроительной промышленности на период до 2035 года, утвержденной Правительством РФ, одним из приоритетов является внедрение передовых цифровых технологий на всех этапах жизненного цикла кораблей, судов и морской техники, что требует разработки новых подходов для решения традиционных задач проектирования и эксплуатации судовых технических средств.

Согласно отечественной и зарубежной статистике наибольшее число аварий на судах происходит по причине нарушения правил судовождения и отказов машинно-движительных комплексов (МДК). В числе причин возникновения аварий с судовыми МДК многие специалисты выделяют крутильные колебания (КК). Их опасность подтверждается наличием требований в области расчета и измерений КК в правилах всех ведущих мировых классификационных обществ -«Российского морского регистра судоходства» (РМРС), «Российского классификационного общества» (РКО), «Lloyd's Register» («LR»), «Det Norske Veritas & Germanischer Lloyd» («DNV GL»), «Bureau Veritas» («BV»), «Registro Italiano Navale» («RINA») и других, осуществляющих надзор в области постройки и эксплуатации судов.

Периодическое проведение научно-технического симпозиума «Torsional Vibration Simposium» в Зальцбурге (Австрия) с привлечением ведущих мировых фирм и организаций - «Geislinger», «Cummins», «MAN», «AVL», «Rolls Royce», «Wartsila», «Caterpillar», «The Ohio State University», «DNV GL» говорит о высоком интересе со стороны бизнеса и научного сообщества к проблемам КК.

Только в 2022 году на симпозиуме было заявлено 48 докладов по различным тематикам - от теоретических расчетов до практических измерений КК [2].

Крутильные колебания, возникающие в МДК, приводят к усталостным разрушениям коленчатых валов (КВ) судовых двигателей внутреннего сгорания (ДВС), гребных, упорных и промежуточных валов; ослаблению соединений жестких фланцевых муфт; повреждению материала упругих муфт и другим негативным явлениям. Особенно опасным для судна является поломка гребного вала и выход его части с гребным винтом из дейдвудного устройства (при отсутствии защитных технических средств, предусмотренных Правилами РМРС [3]), что с одной стороны приводит к потере хода и управляемости судна, а с другой - к риску его затопления.

Для снижения опасных амплитуд КК до допустимых значений на судовых ДВС устанавливаются силиконовые или пружинные демпферы, которые имеют гарантийный ресурс 20000 - 30000 часов работы, а предельный - до 90000 часов [4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]. Для подтверждения работоспособности демпферов требуется производить оценку их технического состояния по правилам РМРС и РКО. Периодичность подобных проверок в среднем составляет от 10000 до 15000 часов работы и между ними существует риск отказов демпфера, что приведет к росту опасных КК в элементах судового МДК.

Предлагаемым техническим решением указанных выше проблем является мониторинг параметров МДК (которые регламентированы в правилах РМРС, РКО и нормативной документации) при помощи специально разработанной системы. К данным параметрам относятся: напряжения в валах, температура материала упругих муфт, переменный момент в редукторах и другие. Фактически они определяются при процедуре торсиографирования судовых МДК в соответствии с требованиями классификационных обществ, а система мониторинга будет производить их контроль постоянно. Кроме измерения и контроля параметров предлагается выполнение системой мониторинга КК дополнительных («SMART») функций - запись, анализ и передача данных, звуковая и визуальная сигнализация для судовых механиков при превышении допустимых норм.

Существует несколько определений термина «система мониторинга», приведенных в ГОСТ Р 53564-2009 «Мониторинг состояния оборудования опасных производств» [11], ГОСТ ISO 19860-2017 «Турбины газовые. Сбор данных и требования к системе контроля изменений для газотурбинных установок» [12], ГОСТ Р ИСО 13372-2013 «Контроль состояния и диагностика машин» [13] и в других документах. Наиболее расширенное определение термина приведено в ГОСТ Р 53564-2009 [11], согласно которого «система мониторинга» -это «...совокупность процедур, процессов и ресурсов, реализованных с использованием диагностической сети, позволяющая по результатам измерения заданных параметров в заданных точках и наблюдений за работой оборудования получить информацию о текущем состоянии оборудования, опасностях и рисках, связанных с его применением, требуемых действиях обслуживающего персонала и другие сведения, необходимые для реализации установленных предупреждающих мер.».

В большинстве случаев под «мониторингом» понимается процесс, позволяющий определить техническое состояние машины, системы или узла, однако существует и такое понятие, как «мониторинг отдельных параметров или процессов». В ГОСТ ISO 19860-2017 [12] приводятся термины: «система мониторинга сгорания», «система мониторинга выбросов», «система вибрационного мониторинга». В работах Костюкова В.Н. [14, 15, 16] указывается разница между «системой мониторинга технического состояния» и «системой мониторинга параметров». Если сформулировать эту разницу упрощенно -система мониторинга технического состояния производит не только контроль параметров, но и их анализ, генерирует сигнализацию и выполняет ряд других функций, обеспечивающих комплексный подход к решению задач диагностики. В частности, Костюков В.Н. [14, 15, 16] предлагает такое определение: «мониторинг технического состояния» - это наблюдение за техническим состоянием агрегата или комплекса агрегатов.

Таким образом, необходимо разделить основную функцию системы мониторинга КК на две:

- мониторинг таких параметров как уровень напряжений в валах МДК, частота КК, температура поверхности материала упругой муфты, частота вращения КВ ДВС и др.;

- мониторинг технического состояния демпфера КК и упругой муфты с возможностью вероятностной оценки их остаточного ресурса.

В связи с отсутствием в настоящее время четкого определения, описывающего суть и функции системы мониторинга КК для судовых МДК, предлагается в рамках диссертационной работы ввести и использовать определение следующего толкования. Система мониторинга крутильных колебаний судового машинно-движительного комплекса - это программно-аппаратный комплекс, осуществляющий контроль параметров (регламентированных нормативной документацией и классификационными обществами), возникающих из-за развития крутильных колебаний и обеспечивающий запись, анализ, сигнализацию, передачу данных и оценку технического состояния устройств для снижения крутильных колебаний (демпферов и упругих муфт) для предотвращения возникновения аварийных ситуаций. Данная формулировка, на наш взгляд, не противоречит определению «система мониторинга», которое приведено в ранее описываемых ГОСТах и является его вариантом применительно к области исследования диссертации.

Примером реализации подобного технического решения является серийно выпускаемая система «Torsional Vibration System» серии «MARK» производства компании «Geislinger» (Австрия) [17, 18], которая устанавливается на крупнотоннажных судах в течение последних нескольких лет, но имеет ряд недостатков (описанных далее в главе 3 диссертации), ограничивающих область ее применения. Отечественных аналогов подобной системы в настоящее время нет, что позволяет говорить об актуальности темы исследования.

Разработка отечественной системы мониторинга КК позволит решить несколько задач:

1. Обеспечить технический суверенитет России в области измерения и мониторинга КК в энергетических установках различного назначения.

2. Повысить безопасность мореплавания в соответствии с требованиями международных конвенций, кодексов и нормативной документации.

3. Снизить риск возникновения финансовых потерь судовладельца от ремонта дорогостоящего МДК и простоя судна из-за аварии и проведения необходимого ремонта.

Область использования результатов исследования: судовые МДК.

Объект исследования: система мониторинга КК судового МДК.

Предмет исследования: процессы измерения, контроля, анализа КК и оценка технического состояния элементов судового МДК при воздействии КК.

Цель исследований - развитие научно-методических основ проектирования и внедрения автоматических систем мониторинга КК для предотвращения аварий и оценки технического состояния элементов судовых МДК.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Обосновать эффективность применения длительного мониторинга для повышения точности оценки фактических параметров КК в реальных условиях эксплуатации судовых МДК.

2. Разработать методику оценки рисков возникновения аварий судового МДК от развития КК для обоснования технической и экономической целесообразности применения системы мониторинга.

3. Разработать обобщенную математическую модель системы мониторинга КК судового МДК, способной контролировать и оценивать опасность КК, формировать диагностические признаки для оценки технического состояния демпферов и упругих муфт, выдавать предписания для поведения экипажа при развитии опасных КК и выполнять другие функции

4. Разработать методологию проектирования, изготовления, эксплуатации и оценки надежности системы мониторинга КК в судовых МДК.

5. На основе разработанной методологии изготовить модели и экспериментальный образец системы мониторинга КК.

6. Провести испытания моделей и экспериментального образца системы мониторинга КК в лабораторных условиях и на реальных судах.

7. Разработать план действий судового экипажа при эксплуатации системы мониторинга КК в соответствии с требованиями МКУБ.

8. Разработать методику оценки технического состояния элементов судового МДК по результатам измерений, осуществляемых системой мониторинга КК.

Основания для разработки:

1. Грант по программе «СТАРТ-1» предоставленный ФГБУ «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» на тему: «Разработка прототипа системы мониторинга крутильных колебаний главных энергетических установок судов», договор №3896ГС1/63243 от 24.12.2021 г.

2. Государственное задание №122042700076-7 от 27.04.2022 г. на выполнение НИОКТР по заказу Федерального агентства по рыболовству на тему: «Разработка методики безразборной оценки ресурса механических демпферов крутильных колебаний морских и речных судов, включая рыболовный флот».

3. Опыт работы с 2001 года испытательного центра «Marine Technology Service» ФГБОУ ВО «АГТУ» (ИЦ «MTS», имеющего свидетельство о признании РМРС №1970329.141 от 11.10.2019 г., РКО №10723 от 25.11.2022 г.) в области виброакустических измерений, включая измерения КК в судовых МДК.

Степень разработанности проблемы.

Исследования КК в энергетических установках различного назначения рассматривались в работах многих специалистов.

Опасность КК в судовых МДК рассматривали известные ученые - Лурье И.А., Истомин П.А., Терских В.П., Алексеев В.В., Ефремов Л.В., Тузов Л.В., Румб В.К., Викулов С.В., Минасян М.А., Николаев Н.И., Покусаев М.Н., Сергеев К.О., Глушков С.П., Сутырин В.И., Чернов С.Е., Мартьянов В.В., Худяков С.А., Яманин А.И., Янчеленко В.А., Горелик Г.Б., Матиевский Д.Д., Hafner K.E.,

Wojciech H., Katsuhiko Wakabayashi, Wachel J.C., Vizentin G., Xiang Xu, D.N. Bruce Cowper, L. Murawski, F. J. Dominguez Ruiz и другие.

Крутильные колебания в дизелях и трансмиссиях тепловозов, автомобилей и тракторов исследовали Евдокимов А.П., Гоц А.Н., Шеховцов В.В., Никишин В.Н., Курбатов И.Г., Уфимцев А.С., Гудков А.В., Anoop Suryanarayana и другие специалисты.

Возникновение и развитие опасных КК в паровых и газовых турбинах рассматривали в своих исследованиях Биялт М.А., Кодолич Д.А., Кистойчев А.В., Рысев П.В., Андреев К.Д., Назолин А.Л., Трунин Е.С., Черноусенко О.Ю., L. Eckert, Eric Buskirk, Шхати Хамид Васфи и другие специалисты, а также фирмы: АО «Уральский турбинный завод», «General Electric», «Siemens».

Крутильные колебания исследовались и в отдельных механизмах и агрегатах различного назначения. В работах Troy Feese и Дегтярева Т.С. рассматривались КК в поршневых компрессорах, а в исследованиях фирм «Siemens» (Германия), «General Electric» (США) - в генерирующих комплексах ветровых электростанций.

Разработка систем мониторинга различных параметров СЭУ (в комплексе и ее отдельных элементов) является практической и научной задачей, и ею занимаются производственные фирмы: «Rockwell Automation» (США), «Siemens» (Германия), «Kongsberg Norcontrol» (Новегия), предприятие «Электронные технологии и метрологические системы» (марка «Zetlab», Россия, г. Зеленоград), ООО «Л Кард» (Россия, г. Москва) и научно-производственные предприятия и центры: НПЦ «Динамика» (Россия, г. Омск), ООО «НПП Монолит Энерго» (Россия, г. Белгород), НПО «Диатех» (Россия, г. Москва), «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (НИЦ КД, Россия, г. Н. Новгород), компания «Балтех» (г. Санкт-Петербург) и другие, в кадровый состав которых входят инженеры и научные работники.

Разработкой систем мониторинга КК для газовых и паровых турбин, ДВС занимаются такие фирмы как «Geislinger», «General Electric», «OROS», «Siemens».

Измерительные системы для регистрации параметров КК, но без их постоянного мониторинга применяются в промышленности и технике, и их разработкой занимались такие специалисты, как Ефремов Л.В., Сергеев К.О., Штельмах С.В., Биялт М.А., Викулов С.В., Глушков С.П. и организации: «Astech Electronics» (Великобритания), «Brüel & Kjaer» (Дания), ФГУП «Крыловский государственный научный центр» (Россия), «OROS» (Франция), «Siemens» (Германия), «Allen Bradley» (США), «ENGIE Laborelec» (Бельгия), «SMS Demag» (Германия), «IVC Technologies» (США) и др.

Оценка технических рисков и надежность СЭУ являлись предметом исследований таких специалистов как Половинкин В.Н., Румб В.К., Егоров Г.В., Семионичев Д.С., Ефимов В.В., Емельянов М.Д., Медведев В.В., Гаврилов В.В., и организаций - международной морской организации (ИМО), РМРС, РКО, «DNV GL» и других.

Методология и методы исследования.

Диссертация основана на теоретическом научном подходе математического моделирования КК с прямой экспериментальной проверкой. Проводились численный и физический эксперименты. Научной базой диссертации стали исследования таких учёных как Лурье И.А., Терских В.П., Ефремов Л.В., Половинкин В.Н., Медведев В.В., Истомин П.А., Минасян М.А., Николаев Н.И., Румб В.К., Hafner К.Е., Костюков В.Н., Худяков С.А., Глушков С.П., Викулов С.В., Покусаев М.Н. и других; методики и материалы зарубежных компаний производителей систем мониторинга; расчётные методики РМРС, РКО и зарубежных классификационных обществ.

В диссертации использовались разработки ИЦ «MTS» (в котором автор работает в качестве инженера), результаты торсиографирования судовых МДК и отчёты о научно-исследовательских работах (НИР). Эксперименты проводились на лабораторном стенде ИЦ «MTS», в лаборатории тепловых двигателей ФГБОУ ВО «АГТУ» (АГТУ) на дизель-генераторе (ДГ) IVECO 8041I06 и на судах -буксирах-толкачах «Зубр», «ОТ-2032», «РТ-315», бункеровщике «Иван

Поддубный», разъездном катере «РК-2091», судне обеспечения «Лангепас», сухогрузе «Омский-34», генгрузах «Брусно», «ВАФА-1» и других.

Достоверность результатов исследования обуславливается сравнительными испытаниями с поверенными средствами измерений: тензометрическим комплексом «Астеч Электроникс», пирометром «Testo» 830-Т1, виброметром анализатором спектра «Экофизика-110А» и другими. Обработка результатов измерений производилась с помощью специализированного лицензионного программного обеспечения: «Signal+3G Light» (поставляется в комплекте с виброметром «Экофизика-110А»), «Astech C-Range Logging Version 2.5.0.1825» (поставляется в комплекте с тензометрическим комплексом «Астеч Электроникс»), «LGraph2» версии 2.36.01 (распространяется бесплатно), авторской программы обработки результатов торсиографирования судовых валопроводов (свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №2016617759 от 14.07.2016 г.) [19]. Достоверность полученных результатов экспериментов обусловлена измерением КК несколькими способами, многократными повторами экспериментов, отсутствием противоречий между полученными автором результатами и данными предыдущих исследований. Метрологические характеристики экспериментального образца системы мониторинга подтверждены сравнительными испытаниями, проведенными на эталонном оборудовании ФБУ «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Астраханской области и Республике Калмыкия». Соответствующие протоколы испытаний и техническая документация приведены в Приложении В диссертации.

Научная новизна заключается в комплексном подходе к решению проблем снижения опасности КК в судовых МДК при помощи систем мониторинга.

При разработке диссертации были получены новые научные знания:

- предложен, обоснован и практически подтвержден новый подход для контроля и оценки развития КК в судовых МДК при помощи систем мониторинга;

- обоснована эффективность применения длительного мониторинга для повышения точности оценки фактических параметров КК в сложных условиях работы и действия случайных факторов при реальной эксплуатации судовых МДК;

- впервые разработана методика оценки рисков возникновения аварий судового МДК от развития КК для обоснования технической и экономической целесообразности применения системы мониторинга;

- разработана и практически реализована обобщенная математическая модель системы мониторинга судового МДК, способной контролировать и оценивать опасность КК, формировать диагностические признаки для безразборной оценки технического состояния демпферов и упругих муфт, выдавать предписания для действий экипажа при развитии опасных КК и выполнять другие функции;

- разработаны и практически реализованы методики проектирования, изготовления, эксплуатации и оценки надежности системы мониторинга КК в судовых МДК;

- впервые предложен вариант модели «цифрового двойника» силиконового демпфера с возможностью безразборной диагностики его технического состояния в режиме он-лайн с использованием данных, полученных системой мониторинга.

Практическая значимость:

- изготовлено несколько моделей и экспериментальный образец системы мониторинга КК (патент на полезную модель №208347), реализующих ряд предложенных методических и алгоритмических решений, которые обеспечивают мониторинг параметров КК в судовых МДК и формирование базы данных для оценки технического состояния силиконовых демпферов;

- экспериментальный образец проходит процедуру получения принципиального одобрения «Approval in Principle» в Главном управлении ФАУ «Российский морской регистр судоходства» для формирования научно-технической базы и изготовления промышленного образца судовой системы мониторинга КК;

- результаты диссертации использовались при выполнении НИР «Сравнительная оценка экологических и технических параметров судна «РК-2091» проекта Р-376У (типа «Ярославец») с высокооборотным дизелем 6ЧСП15/18 (3Д6) при использовании различных марок смазочного масла» проведенной специалистами АГТУ (включая автора) по заказу ООО «КУППЕР», (г. Москва) в 2022 г.;

- модели системы мониторинга КК внедрены в процесс обучения студентов специальности 26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок» и установлены на лабораторном стенде ИЦ «MTS» и на ДГ 1УЕСО 8041106 в лаборатории «Тепловых двигателей» ФГБОУ ВО «АГТУ» (АГТУ) для повышения компетентности судовых механиков в соответствии с требованиями МК ПДНВ;

- экспериментальный образец системы внедрен в научную деятельность кафедры «Эксплуатация водного транспорта и промышленное рыболовство» АГТУ;

- материалы диссертации используются при проведении договорных НИР по торсиографированию и виброакустическим исследованиям судовых МДК специалистами ИЦ «MTS»;

- материалы диссертации использовались при выполнении выпускных квалификационных работ студентов специальности 26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок» и магистров по направлению 26.04.01 «Управление водным транспортом и гидрографическое обеспечение судоходства» АГТУ.

Положения, выносимые на защиту:

- методика оценки рисков возникновения аварий судового МДК от развития КК для обоснования технической и экономической целесообразности применения системы мониторинга;

- обобщенная математическая модель, описывающая механизм контроля входных виброакустических сигналов КК в судовых МДК для формирования выходных критериев оценки опасности КК, сигнализационных параметров,

диагностических признаков и предписаний посредством комплексной системы мониторинга;

- методология проектирования, изготовления, эксплуатации и оценки надежности системы мониторинга КК в судовых МДК;

- экспериментальный образец системы мониторинга КК;

- результаты проведенных испытаний моделей и экспериментального образца системы мониторинга в лабораторных условиях и на судах.

Личный вклад автора.

В диссертацию включены результаты исследовательской работы автора, которые заключались в следующем:

- постановка задач исследования и разработка методики их решения;

- разработка методологии проектирования, изготовления, эксплуатации и оценки надежности системы мониторинга КК в судовых МДК;

- разработка методики оценки рисков возникновения аварий судовых МДК от КК для определения технической и экономической целесообразности установки системы мониторинга и методики оценки рисков возникновения отказов самой системы мониторинга;

- разработка варианта модели «цифрового двойника» силиконового демпфера КК;

- изготовление нескольких моделей и экспериментального образца системы мониторинга КК и их испытание в лабораторных условиях и на реальных судах.

Автор выражает благодарность сотрудникам АГТУ и ИЦ «МТБ» за помощь и поддержку, которые они оказали при выполнении диссертационной работы.

Апробация результатов исследования.

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научных всероссийских и международных конференциях в профильных учебных заведениях: АГТУ - «Каспийский научно-образовательный конгресс» (29 - 31 мая 2023 г.), «Азербайджанская государственная морская академия» -Международная научно-техническая конференция «Проблемы водного транспорта» (4 мая 2023 г.), ФГБОУ ВПО «Балтийская государственная академия

рыбопромыслового флота» - «Фестиваль морской науки» (9 февраля 2023 г.), ФГБОУ ВО «Керченский государственный морской технологический университет» - «Recent Achievements and Prospects of Innovations and Technologies» (21 апреля 2023 г.), ФГБОУ ВО «Калининградский государственный технический университет» - «II национальная научно-техническая конференция «Новые стратегии и технологии морского судоходства и промысла»» (31 марта 2023 г.), международных научных конференциях профессорско-преподавательского состава АГТУ в 2017 - 2023 гг., научных семинарах кафедры «Эксплуатация водного транспорта» АГТУ в 2022 - 2023 гг. с привлечением специалистов профильных организаций, инспекторов РМРС и других заинтересованных лиц. В ходе исследования проект получил письма поддержки со стороны АО «Объединенная судостроительная корпорация», РМРС, ЗАО «Азербайджанское Каспийское Морское Пароходство», ЗАО «ССЗ имени Ленина», ОАО «Первомайский судоремонтный завод» и других организаций (Приложение А диссертационной работы).

Экспериментальный образец системы мониторинга КК был продемонстрирован на VI Международном рыбопромышленном форуме и выставке рыбной индустрии, морепродуктов и технологий (VI GLOBAL FISHERY FORUM & SEAFOOD EXPO RUSSIA) в период с 27 по 29 сентября 2023 г.

Публикации.

По результатам исследований опубликовано 46 работ в которых отражены основные положения диссертационной работы, включая 4 статьи в журналах, рецензируемых базой «Web of Science»; 14 статей в журналах ВАК (из них 6 статей в журналах К1, 8 статей в журналах К2); 2 патента на полезную модель; 4 свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ; 6 отчетов о НИР; 13 публикаций в сборниках научных конференций; 3 прочих публикаций.

Объём и структура работы.

Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 322 наименований, 4-х приложений, основной материал изложен на 324 стр.,

содержит 210 рисунков и 53 таблицы (не включая рисунки и таблицы приложений).

Содержание диссертации соответствует паспорту научной специальности 2.5.20 «Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)» в области направлений исследований: п. 5. «Надежность, экономичность, функциональные, эргономические и технологические характеристики, мониторинг, диагностика и техническое обслуживание СЭУ и их элементов. Обеспечение эффективной и безопасной эксплуатации СЭУ, включая утилизацию их элементов», п. 6. «Цифровизация и искусственный интеллект в исследованиях и эксплуатации СЭУ. Автоматизация проектирования и конструирования СЭУ на основе компьютерных моделей комплексных систем управления техническими средствами».

1. АНАЛИЗ ОПАСНОСТИ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ В СУДОВЫХ МАШИННО-ДВИЖИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСАХ

1.1 Причины возникновения и последствия развития крутильных колебаний в судовых машинно-движительных комплексах

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Горбачев Максим Михайлович, 2024 год

- 206 с.

250. Резолюция А.741(18). Международный кодекс по управлению безопасной эксплуатацией судов и предотвращением загрязнения (Международный кодекс по управлению безопасностью (МКУБ). - ИМО, 1993. - 26 с.

251. Приказ Министерства транспорта РФ от 6 ноября 2020 г. №465. Об утверждении Правил разработки и применения системы управления безопасностью судов, 2021. - 12 с.

252. Кодекс внутреннего водного транспорта Российской Федерации (с изменениями на 2 июля 2021 года), 2021. - 91 с.

253. Миклос, А. Г. [и др.]. Судовые двигатели внутреннего сгорания / А. Г. Миклос, Н. Г. Чернявская, С. П. Червяков. - Л. : Судостроение, 1986. - 360 с.

254. Чистяков, В. К. Динамика поршневых и комбинированных двигателей внутреннего сгорания: учеб. пособие для машиностроительных вузов по

специальности «Двигатели внутреннего сгорания» / В. К. Чистяков. - М. : Машиностроение, 1989. - 256 с.

255. ГОСТ 57700.37-2021 Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения. - М. : Российский институт стандартизации, 2021. - 15 с.

256. Шведенко, В. Н. Применение концепции цифровых двойников на этапах жизненного цикла производственных систем / В. Н. Шведенко, А. Е. Мозохин // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2020. - том 20, № 6. - с. 815 - 827.

257. Галацевич, В. В. Создание цифровых МЭМС двойников // Приборостроение-2022 : материалы 15-й Международной научно-технической конференции, 16-18 ноября 2022 года, Минск, Республика Беларусь / редкол.: О. К. Гусев (председатель) [и др.]. - Минск : БНТУ, 2022. - с. 430 - 431.

258. Массель, Л. В. [и др.]. Разработка цифрового двойника ветровой электростанции: постановка задачи и проектирование / Л. В. Массель, А. Г. Массель, Н. И. Щукин, А. Р. Цыбиков // Информационные и математические технологии в науке и управлении. - 2022. - № 1(25). - с. 79 - 90.

259. Ерошенко, С. А. Технологии цифровых двойников в энергетике / С. А. Ерошенко, А. И. Хальясмаа // В сборнике: Электроэнергетика глазами молодежи-2019. материалы юбилейной Х Международной научно-технической конференции, 2019. - c. 55 - 58.

260. Подобный, А. В. Методика создания цифровых двойников трансформаторов на основе корректируемых по результатам эксперимента имитационных моделей: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.13.12 / Подобный Александр Викторович. - Иваново, 2022. - 20 с.

261. Цифровой двойник авиационного двигателя в DYNAMICS R4. Научно-технический центр роторной динамики вращающихся машин «Альфа-Транзит», 2023. - 8 с.

262. VDamp Catalog Version 1.4. Geislinger, 2016. - 13 p.

263. AVM Diesel. Sales & Service of Hasse & Wrede, 2015. - 2 p.

264. Нгуен, Д. Т. Учет случайных факторов при расчете крутильных колебаний валопроводов судовых дизельных установок методом главных координат: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.08.05 / Нгуен Динь Тыонг. -СПб., 2004. - 24 с.

265. Конышева, В. Ю. Вейвлет-анализ в задачах контроля и диагностики линейных динамических систем / В. Ю. Конышева, Н. А. Максимов, А. В. Шаронов // Труды МАИ. - 2017. - Выпуск №97. - 19 с.

266. Абдель, Р. Исследование нестационарных динамических процессов при помощи вейвлет-анализа / Рауаби Абдель, А.В. Урожаев // Строительная механика и расчет сооружений. - 2012. - 11 с.

267. Geislinger. Damper Catalog. Version 15.9, 2020. - 50 p.

268. Признаки неисправности демпфера. [Электронный ресурс]: https://www.youtube.com/watch?v=uf9eNq76HnA (дата обращения: 01.10.2023 г.).

269. Oil Supply Monitoring for Geiclinger Torsional Vibration Damper. Sulzer RTA, 1994. - 5 p.

270. Ден-Гартог, Дж. П. Механические колебания / Дж. П. Ден-Гартог. - М. : Государственное издательство физико-математической литературы, 1960. -577 с.

271. Jaehoon, J. Design Improvement of a Viscous-Spring Damper for Controlling Torsional Vibration in a Propulsion Shafting System with an Engine Acceleration Problem / J. Jaehoon, K. Chongmin, K. Yanggon // Journal of Marine Science and Engineering. - 2020. - № 8, 428. - 15 p.

272. Разработка прототипа системы мониторинга крутильных колебаний главных энергетических установок судов: окончательный отчет о НИР / Горбачев М. М., Сибряев К. О. Регистрационный номер №121021500264-6. -Астрахань : ООО «МИТ», 2022. - 97 с.

273. Тинь, Д. В. Разработка и обоснование методики прогнозирования долговечности судовых валов с трещинами при ремонте: дис. ... канд. тех. наук : 05.08.04 / Доан Ван Тинь. - Астрахань, 2009. - 128 с.

274. Одиннадцатый арбитражный апелляционный суд. Постановление от 12 августа 2010 года. Дело №А65-7528/2009. [Электронный ресурс]: https://sudrf.cntd.ru/document/677247632?ysclid=lp4cz7vf1z369360736 (дата обращения: 18.11.2023 г.).

275. National Transportation Safety Board, Marine Accident Brief, Sinking of Fishing Vessel Lady Gertrude, №DCA16FM051, 2017. - 5 p.

276. National Transportation Safety Board, Marine Accident Brief, Flooding and Sinking of Fishing Vessel Ben & Casey, №DCA18FM004, 2018. - 7 p.

277. «Ингосстрах» заплатил за повреждение гребного вала. [Электронный ресурс]:

https://sudostroenie.info/novosti/27694.html?ysclid=l9qzzbcivk559284670 (дата обращения: 01.11.2023 г.).

278. Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. [Электронный ресурс]: https://fasie.ru/?ysclid=lp1mvt1siw848321432. (дата обращения: 01.11.2023 г.).

279. Инструкция по калибровке блока измерения крутильных колебаний и тарировке тензометрических датчиков. 63243.И2.ЭД.2021. - Астрахань: ООО «МИТ», 2021. - 3 с.

280. Программа и методика испытаний прототипа системы мониторинга 63243.ПМ.ЭД.2021. - Астрахань: ООО «МИТ», 2021. - 7 с.

281. Горбачев, М. М. Разработка управляемых демпферов крутильных колебаний машинно-движительных комплексов судов / М. М. Горбачев, М. Н. Покусаев // Морские интеллектуальные технологии. - 2018. - № 1-1 (39). -с. 123 - 128.

282. Горбачев, М. М. [и др.]. Оценка изменения технического состояния механических демпферов крутильных колебаний дизелей 8MAK25 в зависимости от наработки / М. Н. Покусаев, М. М. Горбачев, К. О. Сибряев,

А. Д. Ибадуллаев // Морские интеллектуальные технологии. - 2022. - № 4, часть 1. - с. 128 - 134.

283. Горбачев, М. М. [и др.]. Расчет изменения жесткости демпфера крутильных колебаний Geislinger D60/14/2 при износе пружин / М. Н. Покусаев, М. М. Горбачев, К. О. Сибряев, А. Д. Ибадуллаев // Морские интеллектуальные технологии. - 2022. - № 4, часть 1. - с. 289 - 294.

284. Горбачев, М. М. [и др.]. Исследование крутильных колебаний машинно-движительного комплекса разъездного речного судна «РК-2091» проекта 376 / М. Н. Покусаев, В. А. Мамонтов, А. Р. Рубан, М. М. Горбачев, О. П. Ковалев // Морские интеллектуальные технологии. - 2019. -№ 1 - 4 (43). - с. 88 - 92.

285. Горбачев, М. М. [и др.]. Сравнительные испытания модельного демпфера крутильных колебаний при использовании различных видов наполнителей / М. М. Горбачев, М. Н. Покусаев, К. О. Сибряев // Транспортное дело России. - 2016. - № 3. - с. 102 - 104.

286. Горбачев, М. М. [и др.]. Экспериментальное исследование поперечных и крутильных колебаний валопроводов буксира типа ОТ-2400 / М. М. Горбачев, В. А. Мамонтов, А. Н. Глухов, Г. А. Кушнер // Науч.-техн. сб. Рос. мор. регистра судоходства. - 2017. - №46/47. - с. 86 - 88.

287. Горбачев, М. М. [и др.]. Работоспособность механических демпферов крутильных колебаний судовых двигателей внутреннего сгорания / М. М. Горбачев, М. Н. Покусаев, К. О. Сибряев, А. Д. Ибадуллаев // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2022. - № 1. - с. 35 - 41.

288. Горбачев, М. М. [и др.]. Экспериментальная оценка технического состояния антивибратора / М. М. Горбачев, М. Н. Покусаев, А. Д. Ибадуллаев // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. - 2022. - т. 14, № 4. - с. 591 - 599.

289. Горбачев, М. М. [и др.]. Методика выбора пружинного демпфера крутильных колебаний судового дизеля / М. М. Горбачев, М. Н. Покусаев, К.

О. Сибряев, А. Д. Ибадуллаев // Вестник Инженерной школы Дальневосточного федерального университета. - 2022. - № 4 (53). - с. 75 -84.

290. Горбачев, М. М. [и др.]. Оценка технического состояния силиконовых демпферов крутильных колебаний машинно-движительных комплексов судов / М. М. Горбачев, М. Н. Покусаев, К. О. Сибряев, А. Д. Ибадуллаев // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2022. - № 4. - с. 67 - 72.

291. Горбачев, М. М. [и др.]. Выбор методов постоянного мониторинга крутильных колебаний в судовых машинно-движительных комплексах / М. М. Горбачев, В. В. Колыванов // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2023. -№ 2. - с. 54 - 65.

292. Горбачев, М. М. [и др.]. Разработка модельного пружинного демпфера крутильных колебаний / М. М. Горбачев, М. Н. Покусаев, К. О. Сибряев, А. Д. Ибадуллаев // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия: Машиностроение. - 2023. - № 4. - с. 124 - 138.

293. Разработка методики оценки риска опасности развития крутильных колебаний в судовых машинно-движительных комплексах: отчет о НИР / Покусаев М. Н., Сибряев К.О., Горбачев М. М., [и др.]. Регистрационный номер №123041000067-4. - Астрахань : ФГБОУ ВО «АГТУ», 2023. - 73 с.

294. Измерительный блок системы мониторинга крутильных колебаний валопровода судовой энергетической установки / Горбачев М.М., Покусаев М.Н., Сибряев К.О., Грабарчук А.Ю. // Патент на полезную модель 208347 и1, 14.12.2021. Заявка № 2021126875 от 13.09.2021.

295. Пружинный демпфер крутильных колебаний / Горбачев М.М., Покусаев М.Н., Сибряев К.О., Ибадуллаев А.Д. // Патент на полезную модель. Заявка №2022128003/11(0611487) от 28.10.2022 г.

296. Mechanical damper parameters / Покусаев М.Н., Горбачев М.М., Сибряев К.О., Ибадуллаев А.Д. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023611877, от 26.01.2023 г.

297. Spring damper parameters calculation / Покусаев М.Н., Горбачев М.М., Сибряев К.О., Ибадуллаев А.Д., Синельщиков А.А. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023683784, от 10.11.2023 г.

298. Горбачев, М. М. Изменение величины крутильных колебаний валопровода судна «ВИЛГА» проекта 621.1 при нарушении работы топливной аппаратуры главного двигателя / М. М. Горбачев, А. Н. Глухов // Международная научная конференция научно-педагогических работников Астраханского государственного технического университета (60 НПР) [Электронный ресурс] : материалы. - Астрахань : Изд-во АГТУ, 2016. -Режим доступа : 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).

299. Горбачев, М. М. Перспективы применения систем мониторинга для контроля крутильных колебаний в судовых машинно-движительных комплексах / М. М. Горбачев, М. Н. Покусаев // Современный взгляд на будущее науки : сб. ст. междунар. науч.-практ. конф. (20 марта 2017 г., г. Казань). : в 3 ч. - Уфа : АЭТЕРНА, 2017. - ч. 2. - с. 66 - 69.

300. Горбачев, М. М. Разработка программно-аппаратного комплекса системы он-лайн мониторинга крутильных колебаний в судовых валопроводах / М. М. Горбачев, К. О. Сибряев // В сборнике: Информационные технологии и технологии коммуникаций. Современные достижения. Материалы Четвертой Международной научной конференции, посвященной 90-летию со дня основания Астраханского государственного технического университета. Астрахань, 2020. - с. 76.

301. Горбачев, М. М. Актуальность разработки методики оценки остаточного ресурса механических демпферов крутильных колебаний судовых ДВС / М. М. Горбачев, М. Н. Покусаев // В сборнике: 64-я Международная научная конференция Астраханского государственного технического университета,

посвященная 90-летнему юбилею со дня образования Астраханского государственного технического университета. Материалы конференции. 2020. - с. 216.

302. Горбачев, М. М. [и др.]. Проектирование и разработка системы мониторинга крутильных колебаний судовых машинно-движительных комплексов / М. М. Горбачев, М. Н. Покусаев, К. О. Сибряев // В сборнике: 65-я Международная научная конференция Астраханского государственного технического университета. Материалы конференции. - Астрахань, 2021. - с. 819 - 821.

303. Горбачев, М. М. [и др.]. Актуальность разработки системы безразборной диагностики механических демпферов крутильных колебаний судовых ДВС / М. М. Горбачев, М. Н. Покусаев, К. О. Сибряев, А. Д. Ибадуллаев // В сборнике: Наука и практика - 2021. Всероссийская междисциплинарная научная конференция : материалы. ФГБОУ ВО «Астраханский государственный технический университет». - Астрахань, 2021. - с. 391 -392.

304. Горбачев, М. М. [и др.]. Количественные и качественные критерии, влияющие на работоспособность механических демпферов / М. М. Горбачев, М. Н. Покусаев, К. О. Сибряев, А. Д. Ибадуллаев // В сборнике: 66-я Международная научная конференция Астраханского государственного технического университета. Материалы конференции. - Астрахань, 2022. - с. 463 - 465.

305. Горбачев, М. М. [и др.]. Результаты разработки и испытания прототипа системы мониторинга крутильных колебаний судовых валопроводов в рамках реализации научного гранта «СТАРТ-1» / М. М. Горбачев, М. Н. Покусаев, К. О. Сибряев // В сборнике: 66-я Международная научная конференция Астраханского государственного технического университета. Материалы конференции. - Астрахань, 2022. - с. 466 - 468.

306. Горбачев, М. М. Методика оценки рисков возникновения аварий из-за крутильных колебаний в судовых машинно-движительных комплексах // Proceedings of Azerbaijan State Marine Academy. - 2023. - №1. - с. 99 - 103.

307. Gorbachev, M. Problems of diagnostics of technical condition of torsional vibration dampers of modern marine diesel engines / M. Pokusaev, M. Gorbachev, K. Sibryaev, A. Ibadullaev // Recent Achievements and Prospects of Innovations and Technologies, 2023, №2(2). - с. 137 - 145.

308. Горбачев, М. М. Результаты испытаний экспериментального образца системы мониторинга крутильных колебаний в судовых условиях / М. Н. Покусаев, М. М. Горбачев // В сборнике: 67-я Международная научная конференция Астраханского государственного технического университета. Астраханский государственный технический университет. - Астрахань, 2023. - с. 588 - 591.

309. Горбачев, М. М. Повышение безопасности мореплавания при помощи мониторинга крутильных колебаний машинно-движительных комплексов морских судов / М. М. Горбачев // «Новые стратегии и технологии морского судоходства и промысла». Материалы Второй национальной научно-технической конференции на базе ФГБОУ ВО «Калининградский государственный технический университет» 31 марта 2023 года. [Электронный ресурс] / отв. за вып.: Т.С. Станкевич. - Калининград: Изд-во БГАРФ ФГБОУ ВО «КГТУ», 2023. - 1 электрон. опт. диск. - с. 21 - 23.

310. Разработка прототипа системы мониторинга крутильных колебаний главных энергетических установок судов: промежуточный отчет о НИР / Горбачев М. М., Сибряев К. О.. Регистрационный номер №121021500264-6. -Астрахань : ООО «МИТ», 2021. - 50 с.

311. Разработка методики безразборной оценки остаточного ресурса механических демпферов крутильных колебаний морских судов : отчет о НИР / Покусаев М. Н., Горбачев М. М. [и др.]. Регистрационный номер №122042700076-7. - Астрахань : ФГБОУ ВО «АГТУ», 2022. - 62 с.

312. Горбачев, М. М. Основы математической модели судового демпфера крутильных колебаний ДВС с наполнителем с изменяемыми реологическими свойствами / М. Н. Покусаев, М. М. Горбачев // Вестник Астраханского государственного технического университета. - 2004. - № 1 (20). - с. 110 -112.

313. Горбачев, М. М. [и др.]. Разработка блока обработки информации для программно-аппаратного комплекса системы мониторинга крутильных колебаний судового валопровода / М. М. Горбачев, К. О. Сибряев, А. Д. Ибадуллаев // Вестник Астраханского государственного технического университета. - 2021. - № 1 (71). - с. 22 - 28.

314. Горбачев, М. М. [и др.]. Особенности технической эксплуатации и диагностики механических демпферов крутильных колебаний судовых ДВС / М. М. Горбачев, М. Н. Покусаев, К. О. Сибряев, А. Д. Ибадуллаев // Научные Труды №1 Азербайджанской государственной морской академии (г. Баку, май 2022 г.).

315. Торсиографирование и виброакустические исследования машинно-движительного комплекса судна РТ-315 проекта 911В с целью определения остаточного ресурса демпферов крутильных колебаний главных двигателей при помощи тензометрического комплекса, системы мониторинга и оценки параметров вибрации: отчет о НИР / Покусаев М. Н., Горбачев М. М., Хмельницкий К. Е. [и др.]. Регистрационный номер №123112800062-8. -Астрахань: ФГБОУ ВО «АГТУ», 2023. - 37 с.

316. Emma Maersk. Flooding of engine room on 1 February 2013. Marine Accident Report, The Danish Maritime Accident Investigation Board, 2013. - 58 p.

317. Горбачев, М. М. [и др.]. Сравнительная оценка применения микроэлектромеханических акселерометров для измерения крутильных колебаний судовых машинно-движительных комплексов / М. М. Горбачев, А. В. Дьяченко, Д. Г. Конищев, А. Г. Кокуев // Вестник Астраханского

государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2024. - № 1. - с. 95 - 103.

318. Покусаев, М. Н., Горбачев, М. М. Применение матрицы рисков для оценки установки систем мониторинга крутильных колебаний на судах / М.

H. Покусаев, М. М. Горбачев // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. - 2024. - Т. 16. № 1.

- с. 109 - 120.

319. Горбачев, М. М. [и др.]. Разработка цифрового двойника демпфера крутильных колебаний судового дизеля при помощи системы мониторинга / М. М. Горбачев, М. Н. Покусаев, М. Ф. Руденко // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2023. - № 4. - с. 62 - 71.

320. Горбачев, М. М. [и др.]. Экономическая эффективность применения систем мониторинга крутильных колебаний на судах / М. Н. Покусаев, М. М. Горбачев, А. М. Горбачев // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2024. №

I. - с. 64 - 71.

321. Горбачев, М. М. [и др.]. Применение систем мониторинга крутильных колебаний для повышения надежности судовых машинно-движительных комплексов / М. Н. Покусаев, Т. В. Хоменко, М. М. Горбачев // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. - 2023. -№ 72/73. - с. 78 - 86.

322. Горбачев, М. М. [и др.]. Перспективность применения систем мониторинга крутильных колебаний в судовых машинно-движительных комплексах / М. Н. Покусаев, М. Ф. Руденко, М. М. Горбачев // Труды Крыловского государственного научного центра. - 2024. - № 1 (407). - с. 130

- 140.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ПИСЬМА ПОДДЕРЖКИ ПРОЕКТА

Исп Денисов А.Ф

Тел. [phone] (аоб. 2117)

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

^рДу «ПЕРВОМАЙСКИЙ СУДОРЕМОНТНЫЙ ЗАВОД»

4140ДО г_Ас * рахань у п. Набережная Т»м«рааова, 64 Е- та»: раг*4 matl.ru. тая./факс [phone] ИНН 3016003313

^^ »46 от Збсеигабра Л01Л г

ФГБО\ ПО «ЛГТУ» . Заведующему «афлцаЛ и'^мяиушвиа»

¡»одною |рипспортв>- профессор* М И 11ок> саеву

Умжммый Михаил Нимиисмч!

Ил Ваш «Шрос о мхмшкшкггн поддержки проек.и «Система >далсп.п«о мониторинга опенки развития крутильных иолсбачий . иимых >нсргстич^,.и% установок сихн», разрабатываемою НашеП орижишписП. сообщанз. 'их. иа.ис нрелпри* гме готово «сячсеки содайчвопап. со»лдпок» и рошпгишин ««осоьых

гнражей разрабшыилемоЛ системы

Вопро< о ^>1.Л1Ш11Ш1к»н>а п«\адср*кс Нашею проема мил*< Оьль решен

положительно о случае. если:

I Ваш«- прсзпрнаи«* получи! юсударствеимум тииержку по ирог^ммг

«С I АР I 1'Ш пронтис»»11риботосп0си0нию ОПЫТНОЮ о0рв*Ш1.

? Ни рюриоачаиаемук» систему будет получена соо«нмс1и>юнм» сергифиютц»«;

3 Иш(>ченнш1 система но сюммоом «уде» выгодно ошнчшы:» сп цмсюиш\си .ии.кноп сбы т.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. СТАТИСТИКА СОСТАВА И ВОЗРАСТА СУДОВ РОССИИ. АНАЛИЗ СТАТИСТИКИ АВАРИЙ СУДОВЫХ МАШИННО-ДВИЖИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ

Таблица Б.1 - Статистика морских судов в России по годам [1 И]

Типы судна 2010 2015 2019 2020 2021

1 2 3 4 5 6

Всего 2779 2760 2726 2733 2704

Нефтеналивные 311 430 397 389 385

Наливные (прочие) 22 18 17 17 17

Нефтенавалочные и 32 24 14 9 7

нефтерудовозы

Рудовозы и навалочные 20 13 6 4 4

Для перевозки генеральных 620 533 541 552 560

грузов

Грузопассажирские 9 13 12 8 9

Контейнерные, баржевозы, 8 10 11 12 13

доковые

Рыбопромысловые базы и рыботранспортные суда 38 26 20 20 21

Рыболовные 932 843 832 836 825

Пассажирские и пассажирские бескоечные 47 42 37 38 38

Суда обеспечения, 36 42 45 46 42

обслуживающие суда

Буксиры 312 338 369 372 360

Земснаряды 16 14 14 16 18

Ледоколы 34 31 32 35 33

Научно-исследовательские 73 75 68 63 62

Прочие 269 308 311 316 310

Всего морских судов под флагом РФ л»

^ гТП ■

/ыо

ш Ж1Ч ли Гмн Д90 К»|

Рисунок Б.1 - Статистика по общему числу морских судов под флагом РФ [разработано автором по данным [114]]

1000

Основные типы морских судов под флагом РФ

¿Ш1

М15 ;019 ДНО

■ М*ф|«**пнвмыг ■ ими ру 5 а Рыболовы«* аБумгиры

Ю1\ (оды

Рисунок Б.2 - Статистика по основным типам морских судов под флагом РФ [разработано автором по данным [114]]

Таблица Б.2 - Возраст морских судов под флагом РФ [114]

Тип судна 2010 2015 2019 2020 2021

Все типы судов

До 5 лет 4,8 8,6 7,6 8,3 8,5

От 6 до 10 лет 3,4 5,6 7,3 6,7 6,4

От 11 до 15 лет 2,4 3,9 5,5 5,4 6

От 16 до 20 лет 12,7 5,3 5,4 5,8 6,1

От 21 до 25 лет 26 17,7 7,8 7,1 6,4

От 26 до 30 лет 22 24,5 19,9 17,4 14,4

Свыше 30 лет 28,7 34,4 46,5 49,3 52,2

Нефтеналивные суда

До 5 лет 9 19,3 10,6 9,5 7,8

От 6 до 10 лет 8,7 8,6 17,6 19,3 17,1

От 11 до 15 лет 2,6 5,2 9,3 8,2 9,9

От 16 до 20 лет 9,3 5Д 6,1 8,5 9,3

От 21 до 25 лет 18,6 15,3 6 7,7 7,8

От 26 до 30 лет 23,2 17,9 18,4 15,9 13,8

Свыше 30 лет 28,6 28,6 32 30,9 34,3

Суда для перевозки генеральных грузов

До 5 лет 4,2 5Д 8,3 10,7 13,6

От 6 до 10 лет 2,4 5,9 4,8 4,3 3,9

От 11 до 15 лет 1,6 3,6 5,8 5,2 6,1

От 16 до 20 лет 12,3 6,6 5,9 6 6,2

От 21 до 25 лет 27,7 17,8 8,3 8,2 6,4

От 26 до 30 лет 22,6 25,9 16,8 14,9 12,9

Свыше 30 лет 29,2 35,1 50,1 50,7 50,9

Грузопассажирские, пассажирские и пассажирские бескоечные суда

До 5 лет 0 16,4 20,4 10,6 23,4

От 6 до 10 лет 0 3,6 18,3 5,3 10,7

От 11 до 15 лет 1,8 3,6 0 0 0

От 16 до 20 лет 16 3,6 4,1 2,1 2,1

От 21 до 25 лет 28,6 12,8 0 0 2,1

От 26 до 30 лет 28,6 21,8 18,4 57,5 8,5

Свыше 30 лет 25 38,2 38,8 24,5 53,2

со w

I м

Статистика возраста морских судов под флагом РФ

Lh

отбдрЮ от 11 до IS ot 1Ьдо20 or2l£o2S U1 до J0 болег 30 ■ 7010 • Jai'j J019 ■ /(МО аЛШ йоцмст <удм, годы

исунок Б.З - Статистика возраста морских судов под флагом РФ [разработано автором по данным [114]]

Статистика возраста нефтеналивных морских судов под флагом РФ

40 ]*

ilniBI

дo!»jwt огьдоЮ от11до1} от 1ЬДО J0 атЛдп/*» OlibapiO более ЭО ■ 2010 «MIS J014 anno a 2021 Потраст <удо«, годы

Рисунок Б.4 - Статистика возраста нефтеналивных морских судов под флагом РФ [разработано автором по данным [114]]

Статистике возраста морских <удо» дл* перевозки Генеральных грузов ПОД флагом РФ

£0

*

г 50

| 40

-

£ 30

О

1 «1

о в 10

I 0

дошлет О1бда10 о(11до1$ отЮдой) <п!\аогь ■ ¿010 • /01% ¿019 ■ ?Ш0 • КШ

от до 30 болееМ ботраст судок, гадм

3исунок Б.5 - Статистика возраста морских судов для генеральных грузов под флагом РФ [разработано автором по данным [114]]

Статистка поэраста морских грузопассажирских и пассажирских судов под флагом РФ

/0

* ьо

3

•>о

I 40

о ш - 30

1 30

Б

К 10

1

<3 0

и ь

I

до Ь лет от 6 до 10 от И до от 10 до ¿0 огЛдо/Ь 01 Д. до 30 более 30

■ >010 «ИИ 4 • ¿019 вИИО "гол 801ркт судов, годы

рисунок Б. 6 - Статистика возраста морских грузопассажирских и пассажирских судов под флагом РФ [разработано автором по данным [114]]

Таблица Б.З - Количество судов внутреннего плавания РФ, шт.

[П51_

Тип судна Годы

2010 2015 2019 2020 2021

Всего 31046 16946 23056 22098 21507

Самоходные суда: 19815 8503 15895 15168 14668

Пассажирские и 2057 1355 2595 2638 2692

грузопассажирские 1803 856 794 770 756

Сухогрузные 634 664 597 583 561

Наливные 7694 2784 3966 3823 3724

Буксирные 7627 2844 7943 7354 6935

Нетранспортные

Несамоходные суда: 11231 8443 7161 6930 6839

Сухогрузные 5959 4213 4023 3940 3903

Наливные 1085 689 627 593 587

Нетранспортные 4187 3541 2511 2397 2349

Статистика по количеству судов внутреннего плавания РФ

35000

к

2021

Годы

Рисунок Б.7 - Общее количество судов внутреннего плавания РФ [разработано автором по данным [114]]

зоооо

25000 ? 20000 ^^

1 к к ■

2010 2015 2019 2020

■ Всего ■ Самоходные ■ Несамоходные

Статистика по количеству самоходных судов внутреннего плавания РФ

9000 8000 I 7000 | 6000 в 4000 С 4000 I 3000 * ¿000 1000

iklLll.lL

2010

¿015

¿019

¿0¿0

¿0¿l

Годы

■ пассажирские и грузопассажирские ■ сухогрузмые ■ наливные бунсирные ■ метранслортиые

Рисунок Б.8 - Количество самоходных судов внутреннего плавания РФ [разработано автором по данным [114]]

7000

«ООО

. 5000

I

4000

3000

¿000

1000

Статистика по количеству несамоходных судов внутреннего плавания РФ

Ь [11.1.1

¿010

■ сухогрузные

¿015

¿019 Годы

I наличные

¿021

и нетранспортные

Рисунок Б.9 - Количество несамоходных судов внутреннего плавания РФ [разработано автором по данным [114]]

Таблица Б.4 - Возрастная структура судов внутреннего плавания РФ, % [114]_

Тип судна Годы

2019 2020 2021

1 2 3 4

Пассажирские и грузопассажирские суда

До 5 лет 9,5 10,2 п,з

От 6 до 10 лет 12,8 12,2 12,6

От 11 до 15 лет 11 11,8 12,3

От 16 до 20 лет 4,8 5,3 5,8

От 21 до 25 лет 4 3,9 4

От 26 до 30 лет 7,5 6 4,5

Свыше 30 лет 50,4 50,7 49,4

Сухогрузные грузовые суда

До 5 лет 0,7 0,6 0,8

От 6 до 10 лет 1,5 1,9 0,9

От 11 до 15 лет 0,4 0,4 1,7

От 16 до 20 лет 0,9 1,0 1,1

От 21 до 25 лет 0,4 0,4 0,4

От 26 до 30 лет 3,9 2,3 1,5

Свыше 30 лет 92,2 93,2 93,7

Наливные грузовые суда

До 5 лет 1,8 1,0 0,7

От 6 до 10 лет 1,2 2,2 2,5

От 11 до 15 лет о,з 0,5 0,5

От 16 до 20 лет 0 0 0,2

От 21 до 25 лет 0,7 0,5 0,4

От 26 до 30 лет 3,7 2,9 1,8

Свыше 30 лет 92,3 92,8 93,9

Ёоараст пассажирских и грузопассажирских cvf.CE РФ энутреьиего плавания

60 50 ДО

за

' г<3 ю О

доЬ от&дрИ) сМ1до1$ от1&до;го т 21 да 25 от2ЬцоЭ0 болеем

■ 2ЯВ "2020 "¡021 Воэр«т*чдм

Рисунок Б. 10 - Статистика по возрасту пассажирских и грузопассажирских судов РФ внутреннего плавания [разработано автором по данным [114]]

Возраст сухогрузных судов РФ внутреннего плавания

100 80 * 60

5 «о ч

20

до5 отбдоШ 01 11 до 15 от 16 до го от 21 до 1Ъ от 26 до 30 более 30

■ 2019 ■ 2020 ■ 2021 Во«р»ст судо«

Рисунок Б. 11 - Статистика по возрасту сухогрузных судов РФ внутреннего плавания [разработано автором по данным [114]]

80 60

I

20 0

до Ь отбдоЮ от 11 до 15 от 16 до 20 от 21 до 2 Ь от 26 до 30 болееЗО

■ 2019 ■ 2020 а 2021 Возраст су до«

Рисунок Б. 12 - Статистика по возрасту наливных судов РФ внутреннего плавания [разработано автором по данным [114]]

Таблица Б.5 - Статистика аварий судовых машинно-движительных комплексов

Вид аварии Дата авари и Судно Источн ик Ущерб Жерт вы, чел. Загрязне ние Статус Ранг аварии Кол-во судов Кол-во аварий Примечание Период для анализа Частота аварии на 1 судно в год

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Усталостные повреждения кормового винто-рулевого подруливающего комплекса с частичным затоплением машинного отделения через тунель с сохранением плавучести судна 01.02. 2013 Контейнеро воз «EMMA Maersk» [316] Мин. 1 млн. USD (61 млн. руб0 0 Отсутств ует Опасны й 5 8 1 Разрушение тунельного подруливаю щего устройства, не основного вала 2006 -2013 гг. 0,01563

Разрушение гребного вала и выход сломанной части с гребным винтом с полным затоплением судна 15.08. 2016 Рыболовец кое судно «Lady Gertrude» [275] 400000 USD (24,4 млн. руб.) 0 Незначит ельное Катастр офа 6 446 в регионе -Мексиканс кий залив 2 Однотипный с «Ben & Casey» 1979 -2016 гг. 0,00011

Разрушение гребного вала и выход сломанной части с гребным винтом с полным затоплением судна 30.10. 2017 Рыболовец кое судно «Ben & Casey» [276] 191000 USD (11,6 млн. руб.) 0 Незначит ельное Катастр офа 6 Однотипный с «Lady Gertruda» 1978 -2017 гг.

Усталостное разрушение гребного вала и выход сломанной части с гребным винтом с поступлением воды 02.11. 2019 Танкер «Эланд», тип «Беломорск ий» [122] 8836816 руб. 0 Отсутств ует Значите льный 4 232 1 КК и нарушение технологии ремонта 1960 -2019 гг. 0,00008

Усталостное разрушение гребного вала танкера «Волгонефть-254» при реверсе 09.08. 2017 Танкер типа «Волгонеф ть», проект 1577 Авторс кие данные нет данных 0 Отсутств уют Значите льный 4 80 1 - 2017 г. 0,0125

Продолжение таблицы

2

3

10

11

12

13

14

Усталостное разрушение гребного вала с потерей гребного винта

19992001 гг.

«Волгодон» (пр. 507, 1565); «Волжский» (пр. 05074)

[128, 50]

нет данных

Отсутств ует

Значите льный

100

Данные ОАО «Беломорско -Онежского пароходство»

19992001 гг.

0,02000

Усталостное разрушение гребного вала буксира ОТ-2110

2022 г.

Буксир-толкач проекта 428.2

Автор ские данны е

нет данных

Отсутств ует

Значите льный

214

2005 -2022 гг.

Усталостное разрушение гребного вала _буксира ОТА-974_

2005 г.

Буксир "ОТА-974"

[274]

2041754

руб.

Отсутств ует

Значите льный

0,00052

Повреждение силиконовых демпферов крутильных колебаний

5 лет

Силиконовые демпферы

[52]

нет данных

Отсутств ует

Значите льный

343

14

РМРС и АО «Завод им. Ленина»

8 лет

0,0051

5

1

4

5

6

7

8

9

0

4

6

0

3

2

0

3

0