Теория взаимодействия гребного винта со льдом. Обеспечение эксплуатационной прочности элементов пропульсивного комплекса судов ледового плавания и ледоколов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.08.01, доктор технических наук Андрюшин, Александр Владиславович

• Андрюшин, Александр Владиславович
• доктор технических наук
• 2006

Оглавление диссертации доктор технических наук Андрюшин, Александр Владиславович

Стр. Введение и разработка основных подходов к назначению прочных размеров пропульснвных комплексов и систем судов ледового плавания и ледоколов.

1 Состояние проблемы и постановка задач исследования.

1.1 Перспективы развития пропульсивных комплексов и систем судов ледового плавания и ледоколов.

1.2 Результаты анализа аварийности основного элемента пропульсивного комплекса -гребного винта для судов активного ледового плавания (СЛП) и ледоколов (ЛК).

1.2.1 Основные результаты анализа аварийности лопастей гребных винтов СЛП и ЛК.

1.2.1.1 Поломки гребных винтов Российских транспортных судов при эксплуатации на трассе Северного Морского пути (СМП).

1.2.1.2 Поломки гребных винтов транспортных судов по данным Канадского министерства обеспечения безопасности транспорта (Transportation Safety Board of Canada-TSB).

1.2.1.3 Поломки лопастей гребных винтов Канадских и Североамериканских ледоколов при эксплуатации в Арктике.

1.2.1.4. Поломки гребных винтов Российских ледоколов в Арктике.

1.2.2 Основные результаты анализа опыта эксплуатации Винтов регулируемого шага (ВРШ) и ВРК на судах активного ледового плавания и ледоколов.

1.3 Существующие методы и действующие требования Классификационных Обществ для назначения прочных размеров ледокольных гребных винтов (ЛГВ).

1.4 Постановка задач исследований и разработка основных подходов к их решению.

2. Требования к лопастям гребных винтов судов активного ледового плавания и ледоколов.

2.1 Ледовые нагрузки для назначения прочных размеров лопастей гребных винтов.

2.1.1 Основные подходы к определению ледовых нагрузок для назначения прочных размеров лопастей гребных винтов из условия усталостной и статической прочности. ^

2.1.2 Расчетные модели определения ледовых нагрузок на режимах фрезерования льда.

2.1.2.1 Краткий обзор предыдущих исследований.

2.1.2.2 Расчетная модель для определения ледовых давлений в зоне контакта лопасти со льдом.

2.1.2.3 Пример расчета контактного ледового давления.

2.1.3 Основные результаты анализа натурных испытаний по определению ледовых нагрузок на лопастях гребных винтов.

2.1.3.1 Основные подходы к определению и анализу ледовых нагрузок на ЛГВ по результатам натурных испытаний.

2.1.3.2 Результаты анализа тензометрирования лопасти открытого гребного винта СЛП " Güdingen " в ледовых условиях.

2.1.3.3 Результаты анализа тензометрирования лопасти открытого гребного винта ледокола "Polar Star" в ледовых условиях.

2.1.3.4 Результаты анализа натурных испытаний арктических ледоколов типа "Арктика".

2.1.4 Основные результаты анализа модельных испытаний по определению ледовых нагрузок на гребных винтах для режимов фрезерования льда.

2.1.4.1 Основные подходы к определению ледовых нагрузок по результатам модельных испытаний на режимах фрезерования льда.

2.1.4.2 Испытания моделей гребных винтов в ледовом опытовом бассейне (ЛОБ) на режимах фрезерования льда.

2.1.4.3 Разработка методик по определению прочности модельного льда на смятие и на одноосное сжатие.

2.1.4.4 Метод пересчета ледовых нагрузок на ЛГВ с модельного масштаба на натурный для режимов фрезерования льда.

2.1.4.5 Исследование интенсивности ледовых нагрузок на гребные винты по результатам испытаний самоходных моделей в ледовом опытовом бассейне. Ю

2.1.4.6 Исследование влияния расположения пропульсивного комплекса и насадки на уровень ледовых нагрузок на гребном винте по результатам испытаний самоходной модели в ЛОБ.

2.1.5 Разработка предложений по определению ледовых нагрузок для назначения прочных размеров лопастей гребных винтов.

2.2. Прочные размеры лопастей гребных винтов.

2.2.1 Разработка основных подходов к назначению прочных размеров лопастей гребных винтов судов ледового плавания и ледоколов.

2.2.2 Прочные размеры корневых сечений.

2.2.2.1 Основные подходы к определению нормальных напряжений от стесненного кручения.

2.2.2.2 Геометрическая жестокость профиля на кручение и его центр жесткости.

2.2.2.3 Секториальныймомент профиля.

2.2.2.4 Угол закрутки корневого сечения от воздействия скручивающего лопасть ледового момента.

2.2.2.5 Оценка детонации профиля и нормальных напряжений от стесненного кручения.

2.2.2.6 Оценка касательных напряжений.

2.2.2.7 Изгибная прочность корневых сечений.

2.2.2.8. Расчетные формулы для оценки напряженного состояни.я корневых сечений от совместного воздействия скручивающего и изгибающего лопасть моментов. Сравнение с результатами расчетов по МКЭ.

2.2.2.9 Расчетные формулы для оценки максимальных напряжений и назначения прочных размеров корневых сечений.

2.2.3 Прочные размеры периферийных сечений лопастей и их кромок.

2.3. Допустимые напряжения для назначения прочных размеров лопастей гребных винтов из условия усталостной и статической прочности.

2.3.1 Основные подходы к назначению допустимых напряжений для назначения прочных размеров лопастей гребных винтов.

2.3.2 Критерий статической прочности для лопастей ледокольных гребных

ВИНТОВ.

2.3.3 Допустимые напряжения из условия усталостной прочности.

2.3.3.1 Основные подходы к назначению допустимых напряжений из условия усталостной прочности.

2.3.3.2 Вероятностно-статистический анализ ресурса лопастей гребных винтов арктических ледоколов.

2.3.3.3 Критерий усталостной прочности и разработка формулы для определи допустимых напряжений. Решение проблем обеспечения пирамидальной и усталостной прочности элементов пропульсивного комплекса (элементы МИШ ВРШ, креплений Винторулевых колонок (ВРК) к корпусу и т.д.).

3.1 Разработка основных подходов по обеспечению пирамидальной и усталостной прочности элементов МИШ ВРШ, креплений ВРК к корпусу и других элементов пропульсивного комплекса для судов ледового плавания и ледоколов.

3.2. Разработка требований к пирамидальной прочности.

3.2.1 Разработка критерия к величине предельной пластической деформации, соответствующей разрушению материала лопастей и элементов пропульсивного комплекса. ^

3.2.1.1 Разработка основных подходов к определению критической деформации разрушения материала в составе детали.

3.2.1.2 Практическая методика определения критического раскрытия трещины для вязкого и хрупкого разрушения с учетом характерной толщины детали.

3.2.1.3 Разработка расчетных формул для определения критической деформации.

3.2.2 Разработка критерия пирамидальной прочности для элементов пропульсивного комплекса из условия обеспечения допустимых уровней упругопластического деформирования в районах концентраторов напряжений.

3.2.2.1 Практические методики оценки напряженного состояния в районах концентрации напряжений для области упругопластического деформирования.

3.2.2.2 Учет вероятностно-статистических параметров прочностных характеристик деталей для назначения допустимых упругопластических деформаций при разработке требований к обеспечению пирамидальной прочности элементов пропульсивного комплекса (Механизма Изменения Шага (МИШ) ВРШ, крепления ВРК к корпусу и т. д.).

3.2.3 Разработка требований к предельной разрушающей лопасть нагрузке.

3.2.3.1 Анализ предыдущих методов по оценке предельной нагрузки от поломки лопасти.

3.2.3.2 Основные подходы к назначению предельной силы, разрушающей лопасть.

3.2.3.3 Метод Г.В. Бойцова по назначению предельной силы, разрушающей лопасть.

3.2.3.4 Метод II по назначению предельной силы, разрушающей лопасть.

3.2.3.5 Учет вероятностно-статистических характеристик винтовых отливок для назначения расчетной величины предельной силы, разрушающей лопасть.

3.3 Обеспечение усталостной прочности элементов Механизма Изменения Шага (МШИ) ВРШ, креплений Винторулевых колонок (ВРК) к корпусу и лопастей к ступице от воздействия ледовых нагрузок.

3.4 Разработка практических методик проверки пирамидальной и усталостной прочности типовой конструкции МИШ ВРШ для судов ледового плавания и ледоколов.:.

4 Проект требований Российского морского регистра судоходства (PC) к прочности пропульсивных комплексов судов ледового плавания и ледоколов.

5 Поверочные расчеты прочности ледокольных пропульсивных комплексов в соответствии с разработанным проектом требований.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теория взаимодействия гребного винта со льдом. Обеспечение эксплуатационной прочности элементов пропульсивного комплекса судов ледового плавания и ледоколов»

В настоящее время одной из главных проблем современного ледокольного судостроения и судоходства в полярных водах является обеспечение эксплуатационной прочности пропульсивной системы (пропульсивного комплекса) судов ледового плавания (СЛП) и ледоколов (Ж). В первую очередь это определяется высоким уровнем ледовых нагрузок, воздействующих на элементы указанной системы при эксплуатации в ледовых условиях. Безаварийная работа пропульсивной системы (ПС) для СЛП и JDC в ледовых условиях определяет не только экономическую эффективность, но и безопасность эксплуатации судна. Актуальность указанной проблемы обостряется интенсификацией добычи нефти и газа на арктическом шельфе и шельфе замерзающих морей. До середины 90 годов прошлого века СЛП и Ж оборудовались открытым гребным винтом фиксированного шага (ВФШ) с электродвижением. Такая компоновка пропульсивной системы (открытый гребной винт - система привода - двигатель) считалась традиционной. В настоящее время на суда активного ледового плавания в качестве основного пропульсивного комплекса (ПК) внедряются Винторулевые колонки (ВРК), которые могут оснащаться Винтами Регулируемого Шага (ВРШ). Указанные ПК соединяют в себе функции ПС и рулевого устройства Лидирующее место по производству ВРК для СЛП и Ж занимают фирмы ABB (ВРК типа "Azipod") и Rolls Royce (ВРК типа "Aquamaster"). Введены в строй первые СЛП двойного действия (DAT) с ВРК типа "Azipod". Фирмой "Aker Fin Yards" (бывшая "Kwaemer Masa Yards") построено первое судно DAT категории ЛУ7 в классе Российского морского регистра судоходства (PC) для вывоза продукции из порта "Игарка". Данное судно оборудовано ВРК типа "Azipod". В ледовых условиях движение DAT осуществляется кормой вперед, что привод ит к значительному снижению ледового сопротивления и повышению эксплуатационной эффективности. В этом случае ВРК работает как носовой пропульсивный комплекс, что увеличивает уровень эксплуатационных ледовых нагрузок на его элементы. ВРК типа "Aquamaster" устанавливаются на буксирах высоких ледовых категорий и портовых ледоколах. Новые Балтийские ледоколы мощностью 2*8МВт будут оснащены ВРК типа "Aquamaster" фирмы "Steerprop". Предполагается установка ВРК типа "Aquamaster" на арктических ледоколах, предназначенных для Печорского моря. Для повышения эффективности ВРК типа "Aquamaster" оснащаются ВРШ.

Ледокольный гребной винт (J1TB) является одним из основных элементов ПК (ПС). Нагрузки на лопастях J 11В и их прочные размеры определяют эксплуатационную прочность всех других элементов ПК (ПС). Поэтому в правилах всех КО требования к конструкции гребного винта и его прочным размерам содержатся в Механической части, см. например, правила PC, часть VII "Механические Установки". На рис. 1 представлена пропульсивная система современного СЛП, оборудованная ВРШ. При эксплуатации во льдах гребной винт взаимодействуют со льдом. Мелкие обломки льда отбрасываются лопастями гребного винта, а крупные фрезеруются. В настоящее время режим фрезерования принят в качестве основного расчетного для назначения прочных размеров ПК и ПС. Ледовые нагрузки от гребного винта передаются на элементы валопровода, что обуславливает их вынужденные крутильные и продольные колебания. Скручивающий лопасть ледовый момент предается на Механизм Изменения Шага (МИШ). Рассмотренные ледовые нагрузки в несколько раз превышают соответствующие гидродинамические при эксплуатации на чистой воде и являются определяющими для назначения прочных размеров гребного винта и других основных элементов ПК (ПС), лежащих в потоке силовых линий.

Крутильные и продольные колебания валопровода

Рис. 1 Принципиальная схема действия ледовых нагрузок в пропульсивной системе (ВРШ)- водопровод при взаимодействии гребного винта со льдом на режиме фрезерования.

1. Гребной винт регулируемого шага (ВРШ).

2. вал

3. редуктор

4. лед

5. ледовые нагрузки на лопасти гребного винта.

6. изгибающий гребной вал момент.

Сфусихшсшош лспзе® *кыеэгг

При проектировании ПК и ПС необходимо учитывать возможность возникновения так называемых нерасчетных режимов взаимодействия гребного винта со льдом, когда поломка лопасти неизбежна. В этом случае должен быть обеспечен принцип пирамидальной прочности, согласно которому поломка лопасти не должна приводить к поломке всех других элементов: частей МИШ; гребного вала; упорного подшипника и т.д.

Расчетные схемы, а также действующие требования Классификационных Обществ (КО) и Морских Администраций (МА) для обеспечения прочности элементов пропульсивной системы (комплекса) основаны на опыте эксплуатации и в большинстве случаев носят эмпирический характер, не отражая основных физических закономерностей. Например, в действующих требованиях РС прочные размеры гребного винта назначаются из условия обеспечения статической прочности от действия гидродинамического момента. Учет ледовых нагрузок и усталости при назначении прочных размеров ледокольного гребного винта (ЛГВ) и других элементов ПК (ПС) в зависимости от ледовой категории осуществляется в виде коэффициентов, полученных на основе анализа предшествующего опыта эксплуатации. Такой подход не может быть применен к современным пропульсивным комплексам, обеспечение безопасности которых выходит за рамки предыдущего опыта эксплуатации и проектирования традиционных ПС. Требования РС к пирамидальной прочности носят рамочный характер. Например, в правилах РС не регламентируется требование к предельной силе поломке лопасти, а требования к прочности элементов МИШ, как показывает опыт эксплуатации, являются недостаточными. Поэтому существующие методы обеспечения прочности ледокольных ПК и пропульсивных систем, включая действующие правила РС, не соответствуют современным требованиям проектирования и эксплуатации. Требуется модернизация существующих и разработка новых научно-обоснованных методов и требований Российского морского регистра судоходства (РС) по обеспечению прочности главного элемента пропулъсивного комплекса - гребного винта и его других компонентов для ледокольных судов и ледоколов. Учитывая изложенное. целью настоящей работы является решение крупной научной проблемы, которая сводится к разработке теории взаимодействия гребного винта со льдом, включающей теоретические и экспериментальные методы определения ледовых нагрузок на ЛГВ, и методов обеспечения на ее основе эксплуатационной прочности элементов пропулъсивного комплекса СЛП и ЛК

Решение поставленной проблемы требует рассмотрения следующих задач исследования, сформулированных на основе анализа опыта эксплуатации и существующих методов обеспечения прочности ПК (ПС) ледокольных судов (см. главу 1, раздел 1.4):

- анализ опыта эксплуатации ЛГВ в ледовых условиях. Анализ повреждений и разработка основных подходов к обеспечению эксплуатационной прочности элементов ПК;

- определение вероягностно-статистических параметров распределений ледовых нагрузок на ЛГВ для обеспечения усталостной и статической прочности элементов ПК судов ледового плавания и ледоколов;

- разработка расчетных методов определения ледовых нагрузок на лопастях ЛГВ, включая контактные ледовые давления в зоне взаимодействия лопасти со льдом, с целью обеспечения местной прочности лопастей ЛГВ, расчетов прочности ЛГВ и других элементов ПК;

- разработка методов определения ледовых нагрузок на ЛГВ по результатам модельных испытаний в ледовом опыговом бассейне (ЛОБ) для обеспечения эксплуатационной прочности элементов ПК на стадии проектирования;

- исследование напряженного состояния лопастей ЛГВ под действием ледовой нагрузки;

- разработка методов обеспечения усталостной и статической прочности лопастей ЛГВ;

- разработка метода определения предельной силы поломки лопасти с целью обеспечения пирамидальной прочности элементов ПК СЛП и Ж;

- разработка критериев прочности элементов ПК (элементы МИШ ВРШ, креплений лопасти к ступице, ВРК к корпусу и т.д.) при упругопласгическом деформировании в зонах концентрации напряжений от воздействия предельной силы поломки лопасти;

- разработка методов обеспечения усталостной и пирамидальной прочности элементов ПК (элементы МИШ ВРШ, креплений лопасти к ступице, ВРК к корпусу).

Указанные задачи являются взаимосвязанными и при рассмотрении одной из них необходимо учитывать другие.

Таким образом, на защиту выносятся следующие основные положения.

Теория взаимодействия ЛГВ со льдом, включающая комплексную методологию определения ледовых нагрузок на гребном винте, и разработанные на ее основе методы обеспечения эксплуатационной прочности элементов ПК судов ледового плавания и ледоколов.

В результате выполнения диссертационной работы получены следующие основные научные выводы и прикладные результаты:

1. Основные научные выводы и результаты в части разработки основных подходов к обеспечению прочности элементов ПК для СЛП и Ж.

На основании анализа отечественного и зарубежного опыта эксплуатации и проектирования судов ледового плавания и ледоколов, а также тенденций развитая современного ледоколостроения сделан принципиальный вывод о необходимости разработки новых методов и требований обеспечения прочности ледокольных ПК. На основании анализа эксплуатационных повреждений ЛГВ и других элементов ПК разработаны основные гипотезы и подходы к разработке методов обеспечения их прочности при эксплуатации в тяжелых ледовых условиях. Ледовые нагрузки от взаимодействия ЛГВ со льдом значительно превышают гидродинамические и являются определяющими для назначения прочных размеров элементов ПК. Режим фрезерования льда принимается в качестве расчетного для назначения параметров ледовых нагрузок. Установлено, что в ледовых условиях поломки ЛГВ из высококачественных бронз обусловлены потерей статической прочности. Повреждения стальных гребных винтов обусловлены нарушением как статической, так и усталостной прочности. Поэтому прочные размеры ЛГВ в общем случае должны назначаться из условия совместного обеспечения усталостной и статической прочности. Усталость является определяющим фактором для назначения прочных размеров стальных ЛГВ. С целью разработки метода назначения прочных размеров лопастей ЛГВ из условия усталости выполнен вероятностно-статистический анализ их ресурса для арктических ЛК. На основании этого анализа в качестве основного критерия для обеспечения прочности ЛГВ принимается его минимальный ресурс, равный сроку эксплуатации судна (20-25 кал. лет) с обеспеченностью не менее 0.999, что соответствует современным нормам безопасности морских конструкций. Для обеспечения эксплуатационной прочности ПК ледокольных судов необходимо учитывать вероятность возникновения нерасчетных режимов взаимодействия ЛГВ со льдом, когда обеспечить сохранность лопасти не удается. В этом случае должен быть реализован принцип пирамидальной прочности, согласно которому при поломке лопасти все остальные элементы ПК и ПС должны остаться целыми. На основании опыта эксплуатации установлена частота возникновения нерасчетных режимов для СЛП и ЛК в зависимости от расположения ЛГВ (бортовый или центральный) и разработаны рекомендации в части назначения запасных лопастей (гребных винтов) в составе ЗИП. Обеспечение усталостной прочности элементов ПК обуславливает необходимость разработки вероятностно-статистической модели случайных ледовых нагрузок.

2. Основные научные выводы и результаты в части разработки теории взаимодействия Л1 В со льдом.

В рамках разработки этой теории выполнены комплексные теоретические и экспериментальные исследования ледовых нагрузок с целью назначения прочных размеров ЛГВ и других элементов ПК судовой энергетической установки из условия обеспечения усталостной и статической прочности. На основании ранее полученных результатов и выполненных в работе исследований показано, что ледовые нагрузки на лопастях ЛГВ для расчетных режимов фрезерования определяются процессами смятия (крошения) льда носиком кромки лопасти и выдавливанием раскрошенного льда вдоль зоны контакта лопасти со льдом. На основании этого подхода разработана расчетная модель взаимодействия лопастей ЛГВ со льдом, основанная на гидродинамической модели вязкого ледового слоя, позволяющая определять распределение контактного ледового давления в зоне взаимодействия лопасти со льдом. Полученные решения имеют первостепенное значение для обеспечения прочности лопастей ЛГВ. В период работы автора в ЦНИИ им. ак. А.Н. Крылова под его руководством и по авторским методикам в ледовом оптовом бассейне (ЛОБ) были выполнены комплексные испытания моделей ЛГВ на режимах фрезерования льда с целью исследования основных закономерностей ледовых нагрузок. На основании выполненных теоретических и модельных исследований установлено, что ледовые нагрузки на ЛГВ не зависят от скорости его вращения при прочих постоянных условиях. Ледовые нагрузки прямо пропорциональны прочности льда на смятие и на одноосное сжатие. Ледовые силы и моменты пропорциональны от16 и т2 6, где т - масштаб. Распределение ледовых контактных давлений по поверхности лопасти слабо зависит от формы профиля. Угол атаки лопасти и соответственно скорость судна являются основными расчетными параметрами для определения ледовых нагрузок с целью обеспечении элементов ПК (ПС). На режимах фрезерования льда контакт лопасти происходит в районе ее кромки, что приводит к воздействию на лопасть изгибающего и скручивающего моментов. На основании полученных результатов предложены методики определения эксплуатационных ледовых нагрузок на ЛГВ по результатам модельных испытаний на режимах фрезерования льда и самоходных моделей в ЛОБ.

На основании комплексного анализа натурных и модельных ледовых нагрузок на ЛГВ показано, что их статистические распределения соответствуют третьему асимптотическому закону, отличительной чертой которого является ограничение диапазона изменения нагрузки максимально-возможным значением. С учетом последнего разработаны вероятностно-статистические модели ледовых нагрузок на ЛГВ и методы определения их параметров для обеспечения усталостной и статической прочности элементов ПК. Разработан метод назначения расчетных ледовых нагрузок на лопастях ЛГВ с целью назначения их прочных размеров и прочных размеров других элементов ПК.

3. Основные научные выводы и практические результаты в части разработки методов и требований к назначению прочных размеров ледокольных гребных винтов 011 В).

На основе комплексного анализа характерных эксплуатационных поломок ЛГВ показано, что прочные размеры лопастей целесообразно регламентировать на корневом сечении в районе гантельного перехода, на относительном радиусе 0.6 и на конце лопасти. Прочные размеры корневых сечений должны назначаться от совместного воздействия изгибающего и скручивающего лопасть ледовых моментов. Это обусловлено тем, что скручивающий момент приводит к возникновению нормальных напряжений от стесненного кручения корневых сечений, которые могут превосходить нормальные напряжения от изгиба На основе анализа сценариев нагружения лопасти ледовой нагрузкой и ее напряженного состояния показано, что толщины периферийных сечений должны назначаться из условия обеспечения прочности при косом отгибе боковой кромки лопасти и при прямом изгибе ее концевых сечений. Толщины кромок лопастей в общем случае должны рассчитываться от воздействия ледового давления, методика определения которого разработана в рамках теории взаимодействия ЛГВ со льдом. Анализ прочных размеров ЛГВ показал, что с необходимой для практических целей точностью, толщины кромок могут назначаться по действующим лопастям на основе опыта эксплуатации. С учетом изложенного, в диссертации разработаны практические методики назначения прочных размеров лопастей ЛГВ.

В рамках разработки методики определения допустимых напряжений подтверждено, что прочные размеры ЛГВ из высококачественных бронзовых сплавов (типа НИАЛ) определяются статической прочностью. Прочные размеры стальных ЛГВ назначаются из условия обеспечения усталостной прочности. Установлено, что применение дробеструйного упрочнения приблизительно на 10% снижает прочные размеры стальных ЛГВ. В сравнение с существующими методами разработанная методика по назначению допустимых напряжений позволяет значительно снизить прочные размеры ЛГВ из высококачественных сталей, что значительно улучшает кпд ЛГВ и имеет положительный эффект для обеспечения пирамидальной прочности ПС и снижения ее весогабаритных характеристик. Разработанные методики не имеют мировых аналогов и могут быть применены для назначения прочных размеров ЛГВ для судов нового типа - DAT.

4. Основные научные выводы и практические результаты в части обеспечения эксплуатационной прочности элементов ПК для судов ледового плавания и ледоколов.

Прочные размеры основных элементов ПК, лежащих в потоке силовых линий за гребным винтом, должны назначаться из условия обеспечения пирамидальной и усталостной прочности. Сила поломки лопасти является основной расчетной для обеспечения пирамидальной прочности элементов ПК. На основе теоретических исследований, а также анализа характерных изломов лопастей ЛГВ установлено, что сила поломки лопасти должна назначаться из условия ее разрушения в области пластического деформирования от воздействия изгибающего и скручивающего моментов. Дня назначения ее расчетной величины необходимо учитывать случайность прочностных характеристик материала винтовых отливок. На основании вероятностно-статистического анализа показано, что в качестве расчетных прочностных характеристик необходимо принимать их максимальные значения, которые превосходят минимально-требуемые по условиям поставки на 30%. В рамках этого подхода в работе предложен метод назначения предельной силы поломки лопасти для обеспечения пирамидальной прочности элементов ПК.

Анализ аварийных случаев показывает, что разрушение элементов ПК начинается в районе концентратора напряжений. На основе расчетов прочности установлено, что при поломке лопасти ЛГВ в концентрационных зонах элементов ПК возникают пластические деформации. Способность материала элемента ПК выдерживать пластическую деформацию без разрушения определяет его пирамидальную прочность. Поэтому в качестве основного критерия пирамидальной прочности элемента ПК принимается критическая деформация материала, соответствующая его разрушению. На основании выполненных исследований, анализа известных экспериментальных данных показано, что критическая деформация определяется пределом текучести, удлинением, ударной вязкостью и характерной толщиной конструкции (детали). При назначении расчетной критической деформации необходимо учитывать случайность указанных выше прочностных характеристик. На основании изложенного, в работе предложены методы обеспечения пирамидальной прочности элементов ПК в зонах концентрации напряжений при упругопластическом деформировании.

В рамках выполненных исследований показано, что для обеспечения усталостной прочности элементов ПК напряжения в концентрационных зонах от воздействия ледовых нагрузок должны быть ограничены упругой деформацией. В этом случае для оценки усталостной прочности элементов ПК

ПС) может приниматься гипотеза Майнера - гипотеза линейного суммирования усталостных повреждений. На основании этого подхода в работе разработаны методы обеспечения усталостной прочности элементов ПК от воздействия ледовой нагрузки.

На основе перечисленных выводов и практических результатов подготовлены проекты требований Правил Классификации и Постройки Морских Судов Российского морского регистра судоходства (PC): к лопастям гребных винтов с ледовыми усилениями категорий ЛУ4-ЛУ9 и ледоколов с ледовыми усилениями категорий ЛЛ6-ЛЛ9; к ступице и деталям крепления лопастей; к механизму изменения шага для гребных винтов судов с ледовыми усилениями и ледоколов; к прочности основных элементов главных ВРК, находящихся в потоке силовых линий, с учетом характерного размера элемента (детали), вязкотастических характеристик материала в составе данного элемента, а также концентрации напряжений.

Указанные проекты представлены в книгах 12 и 13 "Нормативно-методические материалы" PC, выпуск 2004г. Проект представлен PC на международном уровне в рамках контракта "ARCOP"- "Исследование в рамках Европейской Комиссии ARCOP морской транспортировки углеводородного сырья, добываемого в северных регионах России, в страны Западной Европы ".

В настоящее время результаты работы и подготовленный на ее основе проект требований непосредственно используются при проектировании и одобрении технической документации на современные пропульсивные комплексы. На его основе Регистром выполнено и выполняется одобрение технической документации (гребные винты, элементы МИШ ВРШ, крепления ВРК к корпусу) для ледовых ВРК, предназначенных для:

1. Портового ледокола ARC 0.455 категории ЛП6. Мощность 2*(3000KW). Проект и производство концерна "Rolls-Royce". ВРК оборудована ВРШ;

2. Портового буксира "Приморск" категории ЛУ5. Мощность 2*(1980 KW). Проект и производство фирмы "Shottel". ВРК оборудована ВРШ;

3. Арктического судна двойного действия категории ЛУ7. Мощность 1* 13300KW. Проект концерна ABB. ВРК оборудована ВФШ;

4. Арктических крупнотоннажных танкеров двойного действия, предназначенных для вывоза нефти с терминала "Варандей" и "Приразломного" месторождения;

5. Балтийского ледокола категории J1JI6. Мощность 2 * (80000ÄW). Проект компании "Steerpprop". ВРК оборудована ВФШ.

Апробация работы выполнена на многочисленных отечественных и международных конференциях и симпозиумах, а также ведущими фирмами производителями ПК, рабочей группой МАКО по разработке Унифицированных требований МАКО к механическим установкам полярных судов.

Заключение диссертации по теме «Теория корабля и строительная механика», Андрюшин, Александр Владиславович

4. Основные выводы в части обеспечения эксплуатационной прочности элементов ПК (элементы механизма изменения шага (МИШ) винтов регулируемого шага (ВРШ), элементов крепления ВРК к корпусу, креплений лопасти к ступице, валов и т.д.) для судов ледового плавания и ледоколов.

4.1 Прочные размеры элементов пропульсивного комплекса, лежащие в потоке силовых линий за гребным винтом, должны назначаться из условия обеспечения пирамидальной и усталостной прочности.

4.2 Согласно принципу пирамидальной прочности при поломке лопасти элементы ПК судовой энергетической установки должны остаться целыми. Указанный подход является базовым при проектировании современных ПК для судов ледового плавания. Сила поломки лопасти является основной расчетной для обеспечения пирамидальной прочности элементов ПК и должна назначаться из условия ее разрушения в области пластического деформирования от воздействия изгибающего и скручивающего моментов. Для назначения силы поломки лопасти необходимо учитывать вероятностно-статистический разброс прочностных характеристик материала в составе винтовых отливок. На основании вероятностно-сгатисшческого анализа показано, что в качестве расчетных прочностных характеристик необходимо принимать их максимальные значения, которые превосходят минимально-требуемые по условиям поставки на 30%. В рамках этого подхода в работе предложен метод назначения предельной силы поломки лопасти для обеспечения пирамидальной прочности элементов ПК.

43 Анализ прочности элементов пропульсивного комплекса показал, что при поломке лопасти гребного винта в концентрационных зонах основных элементов ПК возникают пластические деформации. Способность выдерживать пластическую деформацию является основным фактором, который определяет пирамидальную прочность конструкции. На основании исследований, выполненных в работе, и анализа известных экспериментальных данных показано, что критическая деформация материала, соответствующая его разрушению, определяется его пределом текучести, удлинением, ударной вязкостью и характерной толщиной конструкции (детали). Показано, что для назначения критической деформации материала необходимо учитывать вероятностно-сттистический разброс прочностных характеристик отливок в области их минимальных и максимальных значений. На основании изложенного в диссертации разработаны методы обеспечения прочности элементов ПК в зонах концентрации напряжений при упругопластическом деформировании.

4.4. При обеспечении эксплуатационной прочности элементов пропульсивного комплекса судовой энергетической установки необходимо учитывать усталость от циклических ледовых нагрузок. Усталостные повреждения начинают развиваться в концентрационных зонах. Для обеспечения усталостной прочности напряжения от воздействия ледовых нагрузок должны быть ограничены упругой деформацией. Возможность возникновения пластической деформации должна быть ограничена одноразовыми воздействиями при поломке лопасти. В последнем случае должен быть обеспечен принцип пирамидальной прочности. В этом случае в качестве основного подхода для оценки усталостной прочности элементов ПК может приниматься гипотеза Майнера -гипотеза линейного суммирования усталостных повреждений. На основании изложенного в работе предложены методы обеспечения усталостной прочности элементов ПК от воздействия ледовой нагрузки.

На основании полученных в работе выводов и результатов подготовлены проект требований Российского морского регистра судоходства (РС) к:

- лопастям гребных винтов с ледовыми усилениями категорий ЛУ4-ЛУ9 и ледоколов с ледовыми усилениями категорий ЛЛ6-ЛЛ9;

- ступице и деталям крепления лопастей;

- к механизму изменения ишга для гребных винтов судов с ледовыми усилениями и ледоколов;

-к прочности основных элементов главных ВРК, находящихся в потоке силовых линий, с учетом характерного размера элемента (детали), вязкопластических характеристик материала в составе данного элемента, а также концентрации напряжений.

Указанные проекты представлены в книгах 12 и 13 "Нормативно-методические материалы" РС, выпуск 2004г. [11,111] Проект представлен РС на международном уровне в рамках контракта "ARCOP"- "Исследование в рамках Проекта Европейской Комиссии ARCOP морской транспортировки углеводородного сырья, добываемого в северных регионах России, в страны Западной Европы".

Таким образом, в рамках диссертационной работы решена крупная научная проблема -модернизация существующих и разработка новых научно-обоснованных методов и требований PC для обеспечения прочности гребного винта и других элементов пропульсивного комплекса (ПК) для ледокольных судов и ледоколов

Разработанные требования были обсуждены на совместных встречах PC с основным производителем ВРК для СЛП и ледоколов, концерном Rolls-Royce в 2004г и получили положительную оценку [144,145]. Разработанные проекты требований апробированы на всех основных ледокольных судах. Расчетные прочные размеры с точностью, необходимой для современной практики проектирования и эксплуатации, соответствует прочным размерам пропульсивных комплексов, которые успешно эксплуатировались во льдах.

В настоящее время подготовленный проект требований непосредственно используется при проектировании и одобрении технической документации современных пропульсивных комплексов. На его основе Регистром выполнено одобрение технической документации (гребные винты, элементы МИШ ВРШ, крепления ВРК к корпусу, валы) для ледокольных ВРК, предназначенных для:

1. Портового ледокола ARC 0.455 категории ЛЛ6. Мощность 2*(3000К\У/750сек-1). Проект и производство концерна "Rolls-Royce". ВРК оборудована ВРШ.

2. Портового буксира "Приморск" категории ЛУ5. Мощность 2*(1980 KW/750cck":'). Проект и производство фирмы "Shottel". ВРК оборудована ВРШ.

3. Арктического судна двойного действия категории ЛУ7. Мощность 1* 13300KW. Проект концерна "ABB". ВРК оборудована ВФШ.

4. Арктических крупнотоннажных танкеров двойного действия, предназначенных для вывоза нефти с терминала "Варандей" и Приразломного месторождения.

5. Балтийского ледокола категории ЛЛ6. Мощность 2 * 80000ÄW. Проект компании "Steerpprop". ВРК оборудована ВФШ.

6. Заключение, основные результаты и выводы

Обеспечение прочности ледокольных пропульсивных комплексов (ПК) является первостепенной задачей для современного арктического судоходства и ледоколостроения. Проблема осложняется с внедрением на суда ледового плавания (СЛП) и ледоколы (ЛК) новых типов ПК - Винто-Рулевых колонок (ВРК), которые могут оснащаться Винтами Регулируемого Шага (ВРШ). Гребной винт является основным элементом ПК (пропулъсивной системы (ПС)). Прочность гребных винтов и ледовые нагрузки на их лопастях определяют надежность всех других основных элементов пропульсивного комплекса (элементы механизма изменения шага (МИШ) для ВРШ, вал, подшипники). Существующие методы и действующие требования Классификационных обществ и Морских Администраций к лопастям ледокольных гребных винтов (ЛГВ) разработаны на основе требований к статической прочности. В правилах Российского морского регистра судоходства (РС) учет ледовых нагрузок осуществляется в виде эмпирических коэффициентов, полученных на основе предшествующего опыта эксплуатации. Такие нормативы не соответствуют современным требованиям проектирования и эксплуатации. Прочные размеры лопастей ЛГВ должны назначаться из условия совместного обеспечения усталостной и статической прочности от воздействия ледовых нагрузок. Прочность других элементов ПК (ПС), лежащих в потоке силовых линий, должна обеспечиваться из условия пирамидальной и усталостной прочности. Согласно принципу пирамидальной прочности поломка лопасги ЛГВ не должна приводить к повреждению других элементов пропулъсивной системы в потоке силовых линий (элементы МИШ ВРШ, гребной вал, упорный подшипник, элементы крепления лопасти ЛГВ к ступице и ВРК к корпусу и т.д). Указанный принцип является основным для обеспечения эксплуатационной прочности ледокольных судов. Требования РС к пирамидальной прочности носят рамочный характер. В правилах РС не регламентируется требование к предельной силе поломке лопасти, а соответствующие критерии прочности элементов ПК (например, элементы МИШ), как показывает опыт эксплуатации, являются недостаточными.

Учитывая изложенное, требуется разработка новых научно-обоснованных требований РС к прочности ПК ледокольных судов и, в первую очередь, к их основному элементу - гребному винту. Решение данной задачи необходимо рассматривать не только с технической точки зрения, но также принимать во внимания престиж России, как морской державы. Правила РС должны содержать требования, которые опираются на реальные физические процессы и учитывают современные достижения науки и практики в области проектирования и эксплуатации ЛК и судов активного ледового плавания.

Таким образом, основной целью диссертационной работы является решение крупной научно-технической проблемы, которая сводится к разработке теории взаимодействия гребного винта со льдом и к созданию на ее основе методов и требований по обеспечению эксплуатационной прочности элементов пропулъсивного комплекса для судов ледового плавания и ледоколов.

Разработка теории взаимодействия гребного винта со льдом является первым этапом решения указанной проблемы и включает исследование механизмов разрушения льда лопастями гребного винта, а также создание комплекса теоретических и экспериментальных методов определения ледовых нагрузок для расчета усталостной и статической прочности ЛЕВ и других элементов ПК (ПС).

Разработка на основе теории взаимодействия ЛГВ со льдом методов обеспечения прочности элементов ПК от воздействия ледовых нагрузок, а также из условия поломки лопасти является вторым этапом решения указанной выше проблемы.

В диссертационной работе разработан комплексный подход для решения поставленных задач. Основные выводы и результаты представлены ниже.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Андрюшин, Александр Владиславович, 2006 год

1. Вейккола В. Ледовые испытания показали максимальную эффективность // Навигатор,- 1993. №2- с. 6-7.

2. Лохи П. Многоцелевые ледоколы для мореходного управления Финляндии // доклад АО "Финнярдс".- 1993, 13.09.- 11 стр

3. Невел Д. Е. Сравнение проектных ледовых нагрузок по стандартам API и CSA // Третья международная конференция по освоению шельфа арктических морей России. Санкт-Петербург, 1997- 7 стр.

4. Ice Damages to Propulsion Machinery on Russian Ice-Strengthened Cargo Vessels //Report.-S-Peterburg, CNIIMF (Центральный научно исследовательский институт Морского Флота).- 1995, March.- № 4436А.- 56р.

5. Руководство по техническому наблюдению за ремонтом морских судов// Российский морской регистр судоходства.- Санкт-Петербург.- 2005,- 167с.

6. Винд Я Определение размеров высокомощных движительных комплексов для арктических ледоколов и ледокольных судов // 5-й симпозиум по гребным винтам фирмы Липе, Нидерланды.-Москва,-1983, 19-20 мая,- 41 с.

7. Анализ поломки ВРШ танкера Санкт-Петербург И Технический отчет,- Санкт-Петербург.- Российский морской регистр судоходства.-1999, сентябрь.-ислолнители А.В. Андрюшин, B.C. Голубев.-ЗЗ с.

8. Koskinen P., Ussila М., Soininen Н Propeller ice load models//Finland.-VTT.- Recearch Note №1739.-1996.-82p.

9. Игнатьев M.A. Гребные винты судов ледового плавания // Ленинград-Судостроение,- 1966г.-114с., приложения I-VI.

10. Ягодкин В.Я. Аналитическое определение момента сопротивления вращению гребного винта при его взаимодействии со льдом // Ленинград,- Морской транспорт.-Сборник "Проблемы Арктики и Антарктики".-вып. 13.-1963.-79-88 с.

11. Кацман Ф.М., Яконовский С.В. Ледовые нагрузки, действующие на лопасти судовых гребных винтов И Морской флот. 1967.- №11,- с. 26-27.

12. Belijashov V.A. Method for calculating ice loads encountered by propeller blades // The 12^ International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions (POAC -93).- Hamburg.-1993, August 17-20,- Proceedings.- Volume 2,- p. 359-368.

13. Беляшов В.А., Шпаков B.C. О механике разрушения льда лопастями гребных винтов // Механика и физика льда. Москва.- Наука.- 1983,- с. 21-29.

14. Soinenen H. A propeller-ice contact model Dissertation for the degree of Doctor of Technology // VTT technical research centre of Finland. Espoo.- 1988.- 116p.

15. Андрюшин A.B. Ледовые нагрузки для расчета местной прочности лопастей ледокольных гребных винтов //Санкт-Петербург.-Российский морской регистр судоходства,- Научно-технический сборник.-2003., №26.- с. 93-138.

16. Кацман Ф.М., Андрюшин А.В., Беляшов В.А. Требования к прочности гребных винтов ледоколов и судов активного ледового плавания IIСанкт-Петербург Российский морской регистр судоходства-Научно-технический сборник,- 1996., №19- с. 169-189.

17. Blade Strains measured on USCGC Polar Star //MetriComp Systems, February 1998.- Meeting in Det Norske Veritas, Oslo, 26-27 Febryary.- IACS (International Association of Classification Societies) documentation, Harmonisation of Polar Ship Rules.-7p.

18. Алексеев Ю.Н., Беляшов B.A., Шпаков B.C. Исследование напряжений в лопасти гребного винта ледокола в натурных условиях // Вопросы судостроения, Серия проектирования судов,- 1978г.-вып. 19 с. 30-37.

19. Авдрюшин А.В, Беззубик О.Н, Бицуля А.В., Гаппоев М.А. Ледовые нагрузки для расчета прочности ледокольных гребных винтов //С-Петербург Российский морской регистр судоходства.- Научно-технический сборник. -2000., №23.- с. 162-179.

20. Baker D., Nishizaki R. The MV Arctic New Bow Form and Model Testing // SNAME Transactions.- 1986., Vol. 94.-p. 57-74.

21. Глебко Ю.В., Штрек А.А. Ледовые испытания танкера двойного действия в Финском заливе //Санкг-Петербург.-ЦНИИМФ.- Сборник трудов ЦНИММФ Проблемы развития морского флота.-2004.-стр. 92-93.

22. Soininen Н., Veitch В. Propeller-ice interaction Joint research project arrangement #6 (JPRA#6), Joint conclusion report // Finland, VTT Technical Research Centre of Finland.- Espoo.-VTT Research Notes №1762.-1996.-3 lp.

23. Bose N., Veitch В., Douset M. Proposal For Design of Ice Class Propellers И Report TP 1321.- Canada Memorial University of Newfoundland.- Faculty of Engineering and Applied Science.- March 1998.- 37p.

24. Pekka K., Brian V., Robin B. Proposal for estimation of the blade ice loads for IACS unified ice class rules // IACS (International Association of Classification Societies) documentation., Harmonisation of Polar Ship Rules -17.11.1997.-25p.

25. Pekka K. Calculation of blade forces for FE-Analysis // IACS (International Association of Classification Societies) documentation., Harmonisation of Polar Ship Rules.- 28.11.1997,- 4p.

26. Заключение ЦНИИ им. ак. А.Н. Крылова на проект Унифицированных Требований МАКО к механическим установкам судов с ледовыми усилениями //ЦНИИим. ак. А.Н. Крылова, исх. №1007-10435 от 26.06.1999г.- 14с.

27. О проекте Унифицированных требований МАКО к механическим установкам полярных судов // ЦНИИМФ, исх. № Ц-21/2466 от 05.07.2001. Зс.

28. Заключение ЦНИИ им. ак. А.Н. Крылова на проект Унифицированных Требований МАКО к механическим установкам судов с ледовыми усилениями // ЦНИИ им. ак. А.Н. Крылова, исх. № 040311470 от 20.09.1999.-4с.

29. Draft Proposals for the Finnish Swedish Ice Class Rules for Propulsion Machinery (rev.2), 31.03.04 // Finland.-Finish Maritime Administration. 2004.- 26 p.

30. Koskinen P., Jussila M., Soininen H. Propeller ice loads models // Finland.-VTT Technical research centre of Finland.-ESpoo.- VTT Research Notes № 1739,- 1996.- 82p +1 appl.

31. Андрюшин A.B. Статистические модели экстремальных ледовых нагрузок в системе движитель валопровод судов ледового плавания // Судостроительная промышленность, сер. Проектирование судов. -1989г.- вып. 13,-с. 27-26.

32. Алексеев Ю.Н., Афанасьев В.П., Лишнов О.Е., Мансуров М.Н., Панов В.В., Трусков П.А. Ледотехнические аспекты освоения морских месторождений и газа // Гидрометеоиздат.- Санкт-Петербург,-2001,-356 с.

33. Андрюшин А.В., Кацман Ф.М., Решетов А.Н. Нормы прочности гребных винтов ледоколов и судов ледового плавания // Судостроение.- №3,-1997,- с. 18-24.

34. Андрюшин А.В., Кацман Ф.М. Нормы прочности лопастей гребных винтов ледоколов и судов активного ледового плавания // Санкт-Петербург.- Российский морской регистр судоходства,- Научно-технический сборник №20,- часть 2,- Санкт-Петербург,-1998,- с. 50-75.

35. Andiyuishin A. The Support of Operational Reliability For Icebreaking Propeller During Designing // OMAE.-1999.-Proceedings. -p. 122-132

36. Andryushin A V., Boistov G. V., Golubev V.S., Katsman F.M. Assigning and verification of icebreaker propeller blade scantlings // Sanct-Petersburg.- State Marine University .-Conference Lavrentiev Lecture.- 2001, 19-21 June-Proceedings.- p. 267-277.

37. Katsman F.M., Andryushin A V. Ships propeller operation reliability for icebreakers and the ice ship classes // Marine technology -1998., February.- № 4,- p. 58-62.

38. Draft of IACS Unified Requirements for Polar Ship Machinery, Version 13, May 2004// IACS (International Association of Classification Societies) documentation, Harmonisation of Polar Ship Rules. -2004, May. -22p.

39. Koskinen P., Jussila M. Long term measurements of ice loads on propeller blade of M/S Gudingen // Finland.- Espoo.-VTT Technical Research Centre of Finland.- VTT Research Notes 1260,- SF-02150.- 46p. and 118 app.

40. Правила Классификации и Постройки Морских Судов, 2003г., том 1, часть 1 "Классификация" // Санкт- Петербург.-Российский морской регистр судоходства, 2003.

41. Курдюмов В.А., Хейсин Д.Е. Гидродинамическая модель удара твердого тела о лед // Прикладная механика,-том XII.- № 10.- 1976.-е. 103-109.

42. Е.М. Апполонов, A.B. Дидковский, М.А. Кутейников, А.Б. Нестеров. Совершенствование методологии определения ледовых нагрузок // Санкт-Петербург,- Российский морской регистр судоходства.- Науч.-техн. сб.- 2002. вып. 25.- с.83-100.

43. К. Хеллан. Введение в механику разрушения// Москва: Мир.- 1988. 364 стр.

44. Измерение критического коэффициента интенсивности напряжений поликристаллического льда при больших скоростях нагружения // Сборник "Механика. Новое в зарубежной науке. Физика и механика льда".- Москва: Мир. -№30.-с. 127-139.

45. Юдовин Б.С. Условия применения турбозубчатых агрегатов на судах ледового плавания // Судостроение-1973,-№10,-с. 22-26.

46. Беляшов В.А., Беззубик О.Н. Учет динамичности Процессов взаимодействия гребного винта со льдом // Межвузовский сборник научных трудов Вопросы проектирования судов, плавающих во льдах",- Горький,-1988,- стр. 98-106.

47. Гребенюк С.Я. Система обработки результатов натурных ледовых испытаний пропульсивных комплексов судов // Санкт-Петербург,- ЦНИИ им. ак. А.Н. Крылова.- Вторая международная конференция по судостроению ISC 98.- 1998, 24-26 ноября.- с. 170-177.

48. Меркулов В.А., Пасуманский Е.М. Динамика и прочность двигательно-движительных комплексов ледоколов и судов ледового плавания // Санкт-Петербург,- Динамика и прочность судового оборудования и систем,- 2004г.-с. 4-14.

49. Басалыгин Г.М. Доможаков И.О. Анализ влияния энергообмена в масляных зазорах ГУП на динамику валопровода ледокола // Санкт-Петербург,- Росийский морской регистр судоходства Научно-технический сборник №27,- 2004,- с. 221-240.

50. Басалыгин Г.М. Снижение динамических нагрузок на главные упорные подшипники арктических ледоколов //Судостроение,-1995.- №1. -с. 21.-29.

51. The report on the 1986 Trials of M.V. KALVIK, volume 1, main report prepared for Canadian Coast Guard, February 1987 // Технический отчет.- Российский морской регистр судоходства, вх. №18372 от 15 мая 2003.

52. Саеки X, Одзаки А. Давление льда на сваи // МИР.- Москва.- Сборник Физика и механика льда-1983. №30- с.327-336.

53. Алексеев Ю.Н., Беззубик O.H., Беляшов B.A., Шпаков B.C. Экспериментальные возможности нового ледового опытового бассейна ЦНИИ им. ак. А.Н. Крылова // Судостроительная промышленность, Серия проектирование судов 1989г. - вып. 13.-с. 3-8.

54. Беззубик О.Н. Современные средства измерения скручивающих моментов на лопастях ВРШ // Судостроительная промышленность, Серия проектирование судов.-1991. вып. 19,- с. 31-34.

55. Беззубик О.Н. Динамометрическая аппаратура для исследования периодических гидродинамических нагрузок на моделях гребных винтов // Судостроительная промышленность, Серия проектирование судов,-1998. вып. 13,- стр. 22-27.

56. Bhat S.U. Modeling of Size Effect in ice Mechanics Using Fractal Concepts.// Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering (OMAE.)-1990, November.- Vol.12.-p. 371-376.

57. Богородский В. В., Таврило В.П. Лед, Физические свойства, Современные методы гляциологии // Ленинград,- Гидрометеоиздат.-1980 380 с.

58. Enkvist Е. On the ice Resistance Encountered by ships operating in the Continues mode of ice breaking // Helsinki.-The Swedish Academy of Engineering Sciences in Finland.-1972.-Report №24,-181 p.

59. Алексеев Ю.Н., Шахаева Л.М, Сазонов К.Е. Оценка составляющей полного ледового сопротивления, зависящей от разрушения льда // Вопросы судостроения, сер. Проектирование судов,--1982,- вып. 32, с. 69-73.

60. Laskow V., Spencer Р.А., Bayly M.I. The MV Robert Lemeur Ice/Propeller Interaction Project: Full-Scale Data //Marine Technology.- 1986, №4.-October. vol. 23,- p. 301-319.

61. Беляшов B.A., Дмитриев Д.С. Изменение кинематических параметров системы винт-вал-двигатель при взаимодействии гребного винта со льдом//Вопросы судостроения, сер. Проектирование судов.- вып. 41.1984 г.-с. 36-43.

62. Escola Н. Modeling the propulsion machinery behavior during model propulsion test in ice // POLARTECH-86.- 1986. Proceedings.- vol. 2. - p. 185-205.

63. DNV Rules for Ships. -Pt.5 Special service and Type -Additional Class.- Chapter 1 Ships for navigation in ice.- Sec 4.- G400 Ice loads on propeller nozzle.-2002.

64. Власов B.B. Тонкостенные упругие стержни // Ленинград Государственное издательство строительной литературы,-1940,-276 с.

65. Лурье А. И. Теория упругости // Москва- Издательство "Наука",- Главная редакция физико-математической литературы- 1979. 939 с.

66. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иоселевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин // Москва.- Справочник.-Машиностроение-1979.- 702 с.

67. Серенсен C.B., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность // Москва.-Машгиз,- 1963.-452 с. с ил.

68. Wenschot P. The properties of NIAL Bronze sand cast ship propellers in relation to section thickness // Naval engineers Journal.- 1986, September.- p. 58-69.