Efficiency Estimation of Variable Pitch Propeller on Steering Thruster*

1. INTRODUCTIONThe use <strong>of</strong> screw propellers withshifted blade connection (PSBC) resultsin improving <strong>of</strong> a number <strong>of</strong> blade propellersperformance characteristics i.e.:–decrease propeller’s vibroactivity[1];–improve cavitation characteristics<strong>of</strong> propeller according to the initial forms<strong>of</strong> cavitations [2];–improve hydrodynamics efficiency<strong>of</strong> contra rotating propellers at variablemode <strong>of</strong> operation [3, 4];–ensure in wide range <strong>of</strong> propellerloads correlation between propeller andmain engine [5].The last <strong>of</strong> the listed functions <strong>of</strong> the PSBC allows insome cases to consider it as similar to control pitch propeller(CPP). Naturally this feature makes the PSBC look like analternative technical solution in relation to the CPP and takinginto account its comparative simplicity, reliability andcost turns it into a very attractive propeller for designers.The PSBC has only one disadvantage compared to a CPP: toreverse a ship it is necessary, like in case with fixed pitchpropellers to change the direction <strong>of</strong> propeller shaft rotation.Such procedure takes much time and results in a rather largedistance <strong>of</strong> ship stopping which does not contribute to thesafety <strong>of</strong> navigation. However the above mentioned drawback<strong>of</strong> PSBC is negligible if the PSBC is mounted on steeringthruster taking into consideration that stopping and reverse<strong>of</strong> a ship is carried out by rotating it around for 180°and without propeller shaft reversing which takes less timeand shortens stopping distance.<strong>Efficiency</strong> <strong>Estimation</strong> <strong>of</strong><strong>Variable</strong> <strong>Pitch</strong> <strong>Propeller</strong>on Steering Thruster *Leonid I.Vishnevsky, D.Sc,Krylov Shipbuilding Research Institute,Viktor E. Krasavtsev, Ph.D, State Research and Design Institute forishing leet, GIPRORYBLOT,Anatolij-Branko R. Togunjac, Ph.D, State Research and DesignInstitute for ishing leet, GIPRORYBLOT2. DESCRIPTION O PROPELLER DESIGN AND PRINCI-PAL O OPERATIONig.1. Steering thruster with contra rotating PSBCsIn the formula <strong>of</strong> claim for patent the construction screwsteering thruster with PSBC is described in such a way [6].“Ship propeller arrangement <strong>of</strong> type “steering thruster”,including one or two propellers with transmission placedin flow around casing, differing by blades concerned at leastwith one propeller connected with hub movably with theable <strong>of</strong> displacement them relative to propeller disk by rotatingit around axis going through root part <strong>of</strong> blade and (or)displacement it along this axis. As an example a steeringthruster with two contra rotating PSBCs is shown in thefig.1.It operates as follow: the ship engine (is not shown inthe figure) through mechanical transmission (it is possible touse electrical one) including hollow shaft 1 and shaft 2 drivesthe propellers. The shifting blade 3 <strong>of</strong> the stern propeller iseffected by centrifugal Q cand hydrodynamic Q Hmomentsrelative to the shaft 4 (see fig. 2.) caused by centrifugal andhydrodynamics forces.The moments are contra acting and the relative displacement<strong>of</strong> blade 3 <strong>of</strong> the stern propeller 5 in the directionopposite to its rotation together with the propeller correspondsto the increasing moment <strong>of</strong> centrifugal force anddecreasing <strong>of</strong> hydrodynamic force moment as the arm <strong>of</strong> centrifugalforce is increasing and pitch is decreasing . When theblade 3 deflects in the opposite direction the picture is quitedifferent. So the position <strong>of</strong> blade 3 on the hub is defined bythe equality <strong>of</strong> contra acting moments. The similar statementis true for the bow propeller 6. Depending on the mode <strong>of</strong> theig. 2. Scheme <strong>of</strong> forces effecting the shifted bladepropulsion plant performance i.e. propeller load, the positions<strong>of</strong> blades will be different. It results in the changing <strong>of</strong>geometric characteristics <strong>of</strong> the blade and, correspondinglyin the changing <strong>of</strong> its hydrodynamics characteristics bringinginto correspondence performance characteristics <strong>of</strong> screw andengine and excluding the necessity to use a CPP for thispurpose. or contra rotating propellers it is especially importantas the <strong>of</strong> CPPs for this type <strong>of</strong> propeller is extremelydifficult due to complicated technical solution. (The authorshave never faced with the use <strong>of</strong> a CPP in such situation).Due to rotation <strong>of</strong> steering thruster for manage to maneuvership the blades <strong>of</strong> PSBC are placed in oblique flow andoscillate at the frequency <strong>of</strong> rotation <strong>of</strong> shaft line. This mode* This article was presentecl by the authores as paper on XVI Symposium on Theory and Practice <strong>of</strong> Shipbuilding-SORTA-2004 (PlifviceLakes, Croatia, 21-23 October, 2004).ìîðñêàÿ òåõíèêà: íàóêà è òåõíîëîãèè¹ 3(15), 2005 Ìîðñêîé âåñòíèê89

is after-resonance in relation to nature blade frequency. Thelast is considered as solid body oscillation on the hub relativeto point A (fig.2). It allows not only to remove a variablehydrodynamic load with torque but also makes it possible toexclude transverse forces arising in case <strong>of</strong> the PSBC operationin oblique flow and, as a result, to decrease the hydrodynamictorque necessary to rotate the steering thruster beingused as a steering device during the ship’s motion.The mechanism <strong>of</strong> transverse force arising on a traditionalscrew propellers operating in oblique flow is well known.The transverse force arises due to tangential force providingthe torque relative <strong>of</strong> propeller axis. It is less when the bladeis moving with oblique flow then quantity <strong>of</strong> the same forcearising on the blade and moving opposite oblique flow. As aresult the summarized force named as transverse force doesnot turn into zero. Similar picture is being watched at themovable blades. However in this case due to oscillating atthe after resonance mode an additional inertia force causedby mass <strong>of</strong> blade and additional water mass is observed. Thedirection <strong>of</strong> this force is opposite to variable hydrodynamicforce that is why the last may be compensated considerablyby the mentioned before. As a result, the transverse forcemay not be present on the blade <strong>of</strong> PBSC, which in turn maycompletely exclude the contribution <strong>of</strong> transverse force intothe hydrodynamic torque arising on the steering thruster.3. MODEL EXPERIMENT, DESIGN O SHITED BLADEAND EVALUATION O EICIENCYThe results <strong>of</strong> modal comparative tests in cavitation tunnel<strong>of</strong> the Krylov Institute illustrate the general picture <strong>of</strong>hydrodynamics characteristics, see fig. 3, 4.Êå, 10*KQ0,60,50,40,30,20,100 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2Jig. 3. Hydrodynamics characteristics, PP, (n) andPSBC (p)0 , 1 10 , 0 9Kq0 , 10 , 0 80 , 0 70 , 0 60 0 , 2 0 , 4 0 , 6 0 , 8 1 1 , 2Jig. 4. Changing <strong>of</strong> coefficient <strong>of</strong> transverse force,PP(n), PSBC(p)The hydrodynamic curves <strong>of</strong> PBSC look more flatten thenthose <strong>of</strong> the fixed blade propeller (PP), fig. 3. Geometry <strong>of</strong>blades <strong>of</strong> the propellers being compared is similar. The testedPSBC was designed for flow without oblique flow that iswhy the full compensation <strong>of</strong> transverse force arising in obliqueflow by inertia load are not realized, fig. 4. At the sametime the results show that coefficient <strong>of</strong> transverse force relatedto “free” blades in wide range <strong>of</strong> mode operation (inthe range <strong>of</strong> advance ratio J= 0.2÷0.85) is less then the samecoefficient related to PP.Let us find the condition that will be met by the geometry<strong>of</strong> shifted blade and provided the complete compensation<strong>of</strong> transverse force by inertial load. The forces being the result<strong>of</strong> liquid effecting on the blade may be defined accordingto hydrodynamics characteristics obtained in forward flowdepending on the instant advance ratio according to formulaJ0sinδJ = J0cosδ/(1 − C sin β ) (1)π 0.67where J 0– design value <strong>of</strong> advanced ratio; δ – angle <strong>of</strong> obliqueflow; C – experimental coefficient, defined in dependingon the propeller load and oblique flow and taking intoaccount the effect <strong>of</strong> non-stationary; β = ωt – angle <strong>of</strong> rotation<strong>of</strong> blade, (ω = 2πn, t – time, n – frequency <strong>of</strong> rotationpropeller).Knowing the minimum and maximum values <strong>of</strong> instantadvance ratio from the formula (1) it is easy to define thetransverse force arising in oblique flow on PP. It will beequal to:Z QKmax− Q ∆minQZ = = k = kρ2 4, (2)n D r 0.670where ∆K Q– range <strong>of</strong> oscillation <strong>of</strong> hydrodynamic momentcoefficient; Q max, Q min– minimum and maximum <strong>of</strong> valueshydrodynamic moment coefficients; r 0= 0.67D/2 (D – propellerdiameter); k – coefficient which takes into account thedeflection <strong>of</strong> transverse force from its maximum value whichis acting on it during one turn <strong>of</strong> the propeller.In case <strong>of</strong> sinusoidal changing <strong>of</strong> the force mentioned(which is close to oblique flow) coefficient k = 0.64. Thus itmay be concluded thatZ ≈ ∆K Q(3)In case <strong>of</strong> shifted blades in propeller disk the inertiamoment is acting in the opposite direction relative to thehydrodynamic moment. The quantity <strong>of</strong> the last relative tothe axis <strong>of</strong> rotation on the hub is defined by the formula''2QI= JAψ= −JAAωsin β , (4)where A – amplitude <strong>of</strong> angle blade shifting; J A– inertiamoment <strong>of</strong> blade together with additional moments relativeto axis <strong>of</strong> its rotation on the hub.Then, transverse force connected with blade mass and additionalmass relative to axis on the hub and directed againstto transverse hydrodynamics force is defined with the formulaQIm − Q 2JAω2ax Im in AZI= =, (5)rIrIwhere r I– inertia reduce <strong>of</strong> blade together with additionalmoment <strong>of</strong> inertia relative to the axis <strong>of</strong> rotation on the hub.In case <strong>of</strong> shifting blades in propeller disk the coefficient<strong>of</strong> transverse force may be defined as222JAAωπ ρbZΣ = Z − ZI= ∆KQ− = ∆KQ− JAA2 4, (6)rIρnD 2 ρwhere ρ and ρ b– water density and density <strong>of</strong> blade materialconsequently.Let us suggest that geometry <strong>of</strong> PSBC is designed insuch a way that compensation <strong>of</strong> transverse force is full. Suchevaluation t in decreasing hydrodynamics moment which isneeded to steering thruster with PSBC when it is used as90 Ìîðñêîé âåñòíèê ¹ 3(15), 2005

steering device. In this case the geometry <strong>of</strong> PSBC must bechosen with condition Z 0 , see (6)JAΣ=2∆KQρ2π ρ A= , (7)where ∆K Q– amplitude <strong>of</strong> quantity <strong>of</strong> moment coefficient,defined from one rotation at the defined oblique flow.Let us assess the efficiency <strong>of</strong> PSBC using comparativecalculation <strong>of</strong> hydrodynamic forces acting on steering thrusterequipped on trawler project 13010 [7, 8] * as an example.The principle dimensions and coefficients <strong>of</strong> theoreticalship drawing are as follows:–length between perpendiculars L pp= = 46.2 m;–breadth B = 11.2 m;–draft Ò = 4.8 m;–displacement ∇ = 1593 m 3–block coefficient Ñ Â= 0.61;–middle section coefficient Ñ ò= 0.929;–propeller diameter D = 2.8 m.or calculation KaMeWa steering thruster make has beenchosen, size 24, fig. 5.ig. 5. General view and size KaMeWa steering thruster(N=1310 mm, G=1755 mm, B=880 mm, C=1100 mm,A=1755 mm)The effecting <strong>of</strong> hydrodynamics forces on column withpushing and pulling propellers is different. or the range<strong>of</strong> angles <strong>of</strong> rotating column δ = 0÷35 î , being typical fortraditional rudders, the schemes <strong>of</strong> forces will be similarto those shown in fig. 6 for δ = 16 î . The transverse force,arising on the pushing type <strong>of</strong> with fixed blades, tends todecrease the rudder angle and creates the moment relativeto rudder stock being opposite to hydrodynamics momentarising from the force which is effecting the column’s body,fig 6a. As for the pulling type: the transverse force <strong>of</strong>propeller tends to increase rudder angle and creates a momentsimilar to that arising from the force effecting thecolumn’s body, fig. 6b.bor the evaluation <strong>of</strong> transverse force effecting a propellerwith non-moving blades (it may be both a controllablepitch propeller or a fixed pitch propeller as well orcontrol pitch propeller (CPP)) operating in oblique flowthe results <strong>of</strong> model tests shown in fig. 3,4 have been used.At the mode <strong>of</strong> trawling (V s= 6 knots) the taken pitchratio P/D <strong>of</strong> CPP <strong>of</strong> project 13010 corresponds P/D <strong>of</strong>model which was tested in oblique flow, see fig. 3,4. Thetransverse force <strong>of</strong> the propeller <strong>of</strong> the mode being considered(δ = 16°, n = 153 min -1 , V s= 6 knots ) was 29% <strong>of</strong>propeller pulling while a ship is running forward.The calculation made for the column with a pulling propellerat trawling at δ=16 î showed that the moment relativeto rudder angle due to hydrodynamics force acting on bodycolumn is only 10% due to the moment <strong>of</strong> transverse forceacting on propeller (the calculation was based on the ruddersdata [9]). or the steering thruster with a pulling propellerthe similar evaluation was not made however it is apparentthat the prevailing force that creates the moment on therudder axis is represented by the propeller’s transverse force.Thus removing or decreasing <strong>of</strong> the propeller’s transverseforce by using PSBC results in considerable minimization <strong>of</strong>efforts used to rotate the steering thruster in a wide range δ= 0÷35° i.e. in ordinary condition <strong>of</strong> ship steering. This conclusionis correct when contra rotating propellers are used aswell.The most unfavorable conditions <strong>of</strong> propeller operationare stop crushed modes and reversing <strong>of</strong> ship. Duringreversing <strong>of</strong> ship by using rotating <strong>of</strong> steering thrusterfor 180° at first propeller operates in highly obliqueflow, further (at δ ≈ 90°) practically without axial velocity,i.e. at close to stopping mode and, at last, beforeship stopping – at the mode <strong>of</strong> reverse flow (propellerhydrodynamics characteristics corresponds to second quadrant[10], fig 7).Design features <strong>of</strong> steering thruster restrict parameterswhich characterize the mode <strong>of</strong> reversing which results inthe use <strong>of</strong> such loads that are applicable from the point <strong>of</strong>reliability and strength. As a rule it is expressed in therestrictions <strong>of</strong> speed <strong>of</strong> steering thruster rotation and speed<strong>of</strong> propeller rotation (to decrease power delivered to thescrew propeller). The research studies performed by the authors(Vishnevsky L.I. and Togunjac A.R.) in the cavitationtunnel <strong>of</strong> the Krylov Shipbuilding Research Institutein 1987 showed that at the mode <strong>of</strong> reverse flow maximumhydrodynamics loads had been observed at the blade frequency,fig. 8a* The development <strong>of</strong> project 13010 trawler has been ceased at the technical stage, however the results <strong>of</strong> detailed model tests being carriedout in Krylov Ship Research Institute tank make it possible to use them as the data <strong>of</strong> project 13010 for the efficiency evaluation <strong>of</strong> newtechnical solutions and in particular in using the PSBC. The principal variant <strong>of</strong> 13010 suggested the use <strong>of</strong> ducted CPP.àig.6. Scheme <strong>of</strong> hydrodynamics forces effecting therotating column, pushing type (a) and pulling type (b),Z – transverse propeller force, Z p– force effecting thebodybìîðñêàÿ òåõíèêà: íàóêà è òåõíîëîãèè¹ 3(15), 2005 Ìîðñêîé âåñòíèê91

So it may be concluded that the described above mechanism<strong>of</strong> decreasing variable hydrodynamic forces acting onsteering thruster due to the use <strong>of</strong> PSBC will operate successfullyin the mode <strong>of</strong> reverse flow as well, and the abovementioned restrictions both on the speed <strong>of</strong> column rotationand speed <strong>of</strong> propeller rotation will be partially or fully removed.Decreasing <strong>of</strong> time <strong>of</strong> steering thruster rotating for 180 0at crush stopping and removing or minimizing <strong>of</strong> restrictionson power delivered to the propeller will result in shorter way<strong>of</strong> ship stopping and time <strong>of</strong> its full stop and, consequently,in the safety <strong>of</strong> navigation.4. CONCLUSIONig.7. Mode <strong>of</strong> reversing flowAccording to the results obtained with PSBCs mountedon steering thruster it is possible to conclude:– equipping a steering thruster with PBSC will considerablyminimize efforts for its rotation within the range <strong>of</strong>turning (for the pushing type for more then two times);– applying PBSC is an alternative to CPP, which is veryimportant for contra rotating propellers;– use <strong>of</strong> PBSCs for steering thruster is perspective fromthe point <strong>of</strong> improving the reversing characteristics <strong>of</strong> shipi.e.: decreasing <strong>of</strong> the stopping way and saving time necessaryto stop a ship.The last statement needs to be supported by further researchstudies.REERENCESabig.8. Model tests <strong>of</strong> propeller blade hydrodynamicload in reverse flow mode:a – curve <strong>of</strong> action K T– J blades in four quadrants;b – spectrogram <strong>of</strong> blade thrust, III quadrant,n = –15 1/c, J = –0.414 (mode No 8)1. Vishnevsky L.I. <strong>Propeller</strong>s With ree Blade Connections// Problems <strong>of</strong> Ship Hydrodynamics, Krylov ShipbuildingResearch Institute, 1994.2. Vishnevsky L.I., Togunjac A.R. Comparative CavitationCharacteristics <strong>of</strong> <strong>Variable</strong> <strong>Pitch</strong> <strong>Propeller</strong> and ixed<strong>Pitch</strong> <strong>Propeller</strong>s Operated in Non – Uniform low. –Third International Conference” Navy and ShipbuildingNowadays”, NSN 2003, Saint-Petersburg, Russia,2003.3. Âèøíåâñêèé Ë.È., Òîãóíÿö À.Ð. Ñóäîâîé äâèæèòåëü:Ïàòåíò íà èçîáðåòåíèå ¹ 2191136 // Îôèöèàëüíûéáþëë. «Èçîáðåòåíèÿ». – 2002. – ¹ 29. (20.10). –ÂÍÈÈÏÈ.4. Vishnevsky L.I., Krasavtsev V.E., Togunjac A.R. SomeAspects <strong>of</strong> Hydrodynamics <strong>of</strong> Contra – Rotating <strong>Propeller</strong>sWith shifted Blade Connection on the Hub. – 15 thInternational Scientific and Pr<strong>of</strong>essional Congress “TheoryPractice <strong>of</strong> Shipbuilding” SORTA 2002, Trogir,Croatia , 2002.5. Marshall Don S. <strong>Variable</strong> <strong>Pitch</strong> Marine <strong>Propeller</strong>. UnitedStates Patent ¹ 4, 297, 079.6. Âèøíåâñêèé Ë.È., Îãëîáëèí Þ.Ô., Òîãóíÿö À.Ð., ØëÿõòåíêîÀ.Â., Ôîðñò À.À. Ñóäîâàÿ äâèæèòåëüíàÿ óñòàíîâêàòèïà «ïîâîðîòíàÿ êîëîíêà». Ïàòåíò íà èçîáðåò.¹ 2248302. –Áþëë. «Èçîáðèòåíèÿ». – 2005 (20.03). –¹ 8. – ÂÍÈÈÏÈ.7. Togunjac A.R., Kaprancev S.V. Projektiranje i modelskoispitivanje djelotvornosti kontravijka // Brodogradnja42. – 1994. – 2. – Ð.127-133.8. Togunjac A.R. New Designs <strong>of</strong> Propulsions for ishingVessels. Teorija i praksa – Brodogradnje, SORTA-1996, Zagreb, Croatia, 1996.9. Âîéòêóíñêèé ß.È., Ïåðøèö Ð.ß., Òèòîâ È.À. Ñïðàâî÷íèêïî òåîðèè êîðàáëÿ. – Ë.: Ñóäîñòðîåíèå, 1973,ñ. 447.10. Âîéòêóíñêèé ß.È. Ñïðàâî÷íèê ïî òåîðèè êîðàáëÿ. –Ò.1. – Ë.: Ñóäîñòðîåíèå, 1985, ñ. 721-723.92 Ìîðñêîé âåñòíèê ¹ 3(15), 2005

Ïðîáëåìà òðàíñïîðòíîãî îáñëóæèâàíèÿïóíêòîâ ñ íåîáîðóäîâàííûìáåðåãîì, çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü êîòîðûõðàñïîëîæåíà íà ïîáåðåæüå àðêòè÷åñêèõìîðåé, ïðîäîëæàåò îñòàâàòüñÿ àêòóàëüíîéíà ïðîòÿæåíèè äåñÿòèëåòèé.Àðêòè÷åñêèå ïåðåâîçêè Ðîññèè îñóùåñòâëÿþòìîðñêîé ôëîò, ðå÷íûå ñóäà,ñóäà ñìåøàííîãî ïëàâàíèÿ, æåëåçíîäîðîæíûé,àâòîìîáèëüíûé è âîçäóøíûéòðàíñïîðò. Ó÷èòûâàÿ ãåîãðàôè÷åñêîåîñòðîâíîå ïîëîæåíèå ðÿäà ïóíêòîâñíàáæåíèÿ è ðàñïîëîæåíèå äðóãèõ íàïîáåðåæüå ñåâåðíûõ ìîðåé, èõ ïðèðîäíî-êëèìàòè÷åñêèåóñëîâèÿ è îáúåìûïåðåâîçèìûõ ãðóçîâ, ìîðñêèå ïåðåâîçêè÷àñòî ÿâëÿþòñÿ åäèíñòâåííî âîçìîæíûìëèáî ïðåèìóùåñòâåííûì âàðèàíòîìäîñòàâêè ñíàáæåí÷åñêèõãðóçîâ.Àðêòè÷åñêèå ìîðñêèå ïåðåâîçêèâêëþ÷àþò: òðàíñàðêòè÷åñêèå, òðàíñïîðòèðîâêóïîëåçíûõ èñêîïàåìûõ è ëåñà, äîñòàâêó ãðóçîâ ñíàáæåíèÿ.Ïîòîêè ãðóçîâ ñíàáæåíèÿ ìîæíî óñëîâíî ðàçäåëèòü íàäâå ãðóïïû:– ìåëêîïàðòèîííûå ïåðåâîçêè, âåëè÷èíà êîòîðûõ îñòàåòñÿñòàáèëüíîé â òå÷åíèå ìíîãèõ ëåò (ïåðåâîçêè â áîëüøèíñòâîàðêòè÷åñêèõ ïóíêòîâ);– ïåðåâîçêè, ñâÿçàííûå ñ ãåîëîãîðàçâåäî÷íûìè ðàáîòàìèè îñâîåíèåì ìåñòîðîæäåíèé ïîëåçíûõ èñêîïàåìûõ,äëÿ êîòîðûõ îáúåì ãðóçîïîòîêîâ äîñòèãàåò ñîòåí òûñÿ÷ òîíí. äàííîé ñòàòüå ðàññìàòðèâàåòñÿ ïðîáëåìà ïåðâîãî ðîäà.Ïî äàííûì ÖÍÈÈÌÔ, êîëè÷åñòâî ïóíêòîâ ñ íåîáîðóäîâàííûìáåðåãîì Ðîññèè – ïîðÿäêà 100, äëÿ íèõ õàðàêòåðåíóñòîé÷èâûé ãðóçîïîòîê ñ óñòîé÷èâîé ñòðóêòóðîé;ïóíêòû ðàñïîëîæåíû â ñëîæíûõ êëèìàòè÷åñêèõ óñëîâèÿõ.Ðàññìàòðèâàÿ ïóòè ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ äîñòàâêè ãðóçîâñíàáæåíèÿ â ïóíêòû ñ íåîáîðóäîâàííûì áåðåãîì (ÏÍÁ)ìîæíî âûäåëèòü äâà íàïðàâëåíèÿ:– ñîçäàíèå íîâûõ òèïîâ ñóäîâ-ñíàáæåíöåâ è ïåðåãðóçî÷íûõñðåäñòâ, ò.å. óñîâåðøåíñòâîâàíèå ñóùåñòâóþùåé ëèíåéíîéñèñòåìû äîñòàâêè ãðóçîâ (ðèñ.1);– îðãàíèçàöèÿ ìàãèñòðàëüíî-ôèäåðíîé ñèñòåìû çàâîçàãðóçîâ, âêëþ÷àÿ äîñòàâêó ãðóçîâ òðàíñïîðòíûìè ñóäàìèâ áàçîâûå ñåâåðíûå ïóíêòû (ìàãèñòðàëüíàÿ ïîäñèñòåìà), èðàçâîç ãðóçîâ ôèäåðíûìè ñíàáæåíöàìè èç áàçîâûõ ïîðòîââ ÏÍÁ, ïî ðàéîíàì òÿãîòåíèÿ (ôèäåðíàÿ ïîäñèñòåìà).Ìåòîä îïòèìèçàöèèñîñòàâà ôèäåðíîãîôëîòà ñíàáæåíèÿàðêòè÷åñêèõ ïóíêòîâñ íåîáîðóäîâàííûìáåðåãîìÃ.Ô. Äåìåøêî, ä-ð òåõí. íàóê, ïðîô.,Â.È. Ìîãèëåâñêèé, èíæ., ÑÏáÃÌÒÓÌàãèñòðàëüíî-ôèäåðíàÿ ñèñòåìà ïîäðàçóìåâàåò:– èñêëþ÷åíèå ðåéäîâîé ïåðåâàëêè ãðóçîâ;– ñîêðàùåíèå ïîòðåáíîñòè â ñóäàõ òðàíñïîðòíîãî ôëîòà;– ïîïîëíåíèå ôëîòà ñóäîâ ôèäåðíûõ ñíàáæåíöåâ,ïðèñïîñîáëåííûõ ê ðàçãðóçêå â óñëîâèÿõ íåîáîðóäîâàííîãîáåðåãà;– âîçìîæíûå êàïèòàëîâëîæåíèÿ â áåðåãîâûå ñîîðóæåíèÿ.Íà ðèñ.1. ïðåäñòàâëåíû äâå ñõåìû äîñòàâêè ãðóçîâ â ÏÍÁ.Ïðåäìåòîì ðàññìîòðåíèÿ è îïòèìèçàöèè ÿâëÿåòñÿ ôèäåðíàÿïîäñèñòåìà ìàãèñòðàëüíî-ôèäåðíîé òðàíñïîðòíîòåõíîëîãè÷åñêîéñõåìû.Âåðáàëüíîå îïèñàíèå ïîñòàíîâêè çàäà÷è. Ïðåäïîëàãàåòñÿñëåäóþùåå:– áàçîâûå ïóíêòû íà Ñåâåðå ñóùåñòâóþò;– ÏÍÁ ðàçäåëåíû íà ãðóïïû òàê, ÷òî â êàæäóþ ãðóïïóãðóçû äîñòàâëÿþòñÿ èç ñîîòâåòñòâóþùåãî áàçîâîãî ïóíêòà;– îáúåìû ïåðåâîçîê îïðåäåëåíû;– ãðóçû ñíàáæåíèÿ âêëþ÷àþò: ãåíåðàëüíûå, îâîùè èôðóêòû, ÃÑÌ, óãîëü;– â êàæäûé ïóíêò òðåáóåòñÿ äîñòàâëÿòü âñå ÷åòûðå âèäàãðóçà;– èìååòñÿ ïîòîê îáðàòíûõ ãðóçîâ èç ÏÍÁ â áàçîâûåïóíêòû;– ÏÍÁ ðàçëè÷àþòñÿ òðåáóåìûì êîëè÷åñòâîì ãðóçîâ;– ÏÍÁ ðàñïîëîæåíû â ðàçëè÷íûõ ãåîãðàôè÷åñêèõ óñëîâèÿõ;à) á)Ðèñ.1. Ãðàôû ëèíåéíîé (à) è ìàãèñòðàëüíî-ôèäåðíîé (á) ñõåì äîñòàâêè ãðóçîâ â ïóíêòû ñ íåîáîðóäîâàííûì áåðåãîì.ìîðñêàÿ òåõíèêà: íàóêà è òåõíîëîãèè¹ 3(15), 2005 Ìîðñêîé âåñòíèê93

– êîëè÷åñòâî ñóäîâ â ñåðèè âëèÿåò íà ñòðîèòåëüíóþñòîèìîñòü ñóäíà;– êàïèòàëîâëîæåíèÿ â ñîçäàíèå êîìïëåêñà îãðàíè÷åíû.Ðàññìàòðèâàþòñÿ ñëåäóþùèå òèïû òðàíñïîðòíûõñðåäñòâ – ôèäåðíûõ ñíàáæåíöåâ: âîäîèçìåùàþùèå ñóäà;ñóäà íà âîçäóøíîé ïîäóøêå; âåðòîëåòû.Ïðèíèìàþòñÿ âî âíèìàíèå áåðåãîâûå ñîîðóæåíèÿîáåñïå÷åíèÿ ôëîòà: ïðè÷àëû, áåðåãîâûå ïëîùàäêè äëÿ ÑÂÏè âîäîèçìåùàþùèõ ñóäîâ ñ íîñîâîé àïïàðåëüþ, ðåìîíòíûåáàçû.Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ñîñòàâ ôëîòà îïðåäåëÿåò íåîáõîäèìûåáåðåãîâûå ñîîðóæåíèÿ â êàæäîì ïóíêòå; ñóäà ìîãóòäîèñïîëüçîâàòüñÿ, è ëèíèè äîèñïîëüçîâàíèÿ çàäàíû.Ïðåäñòîèò ïðîåêòèðîâàíèå ìàêñèìàëüíî-ýôôåêòèâíîãîêîìïëåêñà òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâ äîñòàâêè ãðóçîâ èç áàçîâûõïóíêòîâ â ÏÍÁ. Çàäà÷à îòíîñèòñÿ ê êëàññó çàäà÷ âíåøíåãîïðîåêòèðîâàíèÿ [1].Ìîäåëü ôóíêöèîíèðîâàíèÿ. Îñîáåííîñòüþ ïîñòàíîâêèçàäà÷è ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî ñõåìà ôóíêöèîíèðîâàíèÿôëîòà äî íà÷àëà ðåøåíèÿ çàäà÷è îïòèìèçàöèè íå çàäàíà, àñòðîèòñÿ àëãîðèòìè÷åñêè â õîäå âûïîëíåíèÿ çàäà÷è è îòðàæàåòïðîöåññ ðàáîòû ôëîòà çà ïðèíÿòûé íà ïðàêòèêå âðåìåííîéèíòåðâàë, ò.å. çà íàâèãàöèþ èëè ãîä. Ñõåìà ôóíêöèîíèðîâàíèÿôëîòà ñêëàäûâàåòñÿ èç ñõåìôóíêöèîíèðîâàíèÿ îòäåëüíûõ ñóäîâ, åãî ñîñòàâëÿþùèõ. Îñíîâàíèåìäëÿ äàííîãî ïîäõîäà ê ðåøåíèþ ÿâèëàñü ðàáîòà[2], âûïîëíåííàÿ â 1971 ã. â ËÃÓ, â êîòîðîé ðåøàëàñü êëàññè÷åñêàÿòðàíñïîðòíàÿ çàäà÷à, îäíàêî â öåëî÷èñëåííîé ïîñòàíîâêå,è îäíèì èç âàæíåéøèõ ðåçóëüòàòîâ áûëî òî, ÷òîìîäåëü çàäà÷è ïîçâîëÿëà ïîëó÷èòü ðåàëüíóþ îïòèìàëüíóþñèñòåìó äîïóñòèìûõ ìàðøðóòîâ òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâ. Ýòîòæå ïîäõîä è ïðåäëàãàåòñÿ ïðèìåíèòåëüíî â äàííîì ñëó÷àå.Ñõåìà ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ñóäíà îïðåäåëÿåòñÿ êàê íàáîðëèíèé, îáúåäèíåííûõ â äîïóñòèìûé ìàðøðóò ñóäíàíàèáîëåå ýôôåêòèâíûì îáðàçîì, ëèáî êàê íàáîð ïóíêòîâïåðåâîçîê â ïîðÿäêå îáõîäà èõ ñóäíîì.Ïîíÿòèå ìàðøðóòà ñëóæèò äëÿ îïðåäåëåíèÿ ñõåìû ðàáîòûñóäíà, ìîäåëèðîâàíèÿ òðàíñïîðòíîãî ïðîöåññà, è âçàâèñèìîñòè îò ïðèíÿòîãî àëãîðèòìà ïîñòðîåíèÿ ñõåìûôóíêöèîíèðîâàíèÿ ìîæåò ââîäèòüñÿ äâóìÿ ñïîñîáàìè:– ìàðøðóò H ñóäíà s åñòü óïîðÿäî÷åííûé íàáîð ëèíèé,íà êîòîðûõ ñóäíî ðàáîòàëî â òå÷åíèå ýêñïëóàòàöèîííîãîïåðèîäà ñ ó÷åòîì ëèíèè ïåðåõîäà ê ïóíêòó îòñòîÿ èðåìîíòà.H = (S,u ij,u jl,...,u ni).– ìàðøðóò H ñóäíà s åñòü óïîðÿäî÷åííûé íàáîð èçíîìåðà òðàíñïîðòíîãî ñðåäñòâà è íîìåðîâ ïóíêòîâ ïåðåâîçîêâ ïîðÿäêå îáõîäà èõ ñóäíîì â òå÷åíèå ýêñïëóàòàöèîííîãîïåðèîäà, à òàêæå ïóíêòà ïîñòàíîâêè ñóäíà íà ðåìîíò èîòñòîé:H = (S,i l,j n,...,i m,i n).Äîïóñòèìûìè ñ÷èòàþòñÿ ìàðøðóòû, äëÿ êîòîðûõâûïîëíåíû ñëåäóþùèå îãðàíè÷åíèÿ:– òèï ñóäíà ñîâìåñòèì ñî âñåìè ïóíêòàìè ìàðøðóòà,à òàêæå– ñî âñåìè âèäàìè ãðóçîâ, ïåðåâîçèìûõ íà ìàðøðóòå;– äëÿ êàæäîãî ïóíêòà âðåìÿ ïîñåùåíèÿ ñóäíîì ïóíêòàíàõîäèòñÿ â ïðåäåëàõ âðåìåíè, êîãäà íàâèãàöèÿ â ïóíêòåäëÿ äàííîãî ñóäíà îòêðûòà.Äëÿ çàäàííîãî ìíîæåñòâà ñóäîâ, ñîñòàâëÿþùèõ ôëîò,íàáîð íàèáîëåå ýôôåêòèâíûõ äîïóñòèìûõ ìàðøðóòîâïðåäñòàâëÿåò ðàöèîíàëüíóþ ñõåìó ôóíêöèîíèðîâàíèÿôëîòà.Òàêèì îáðàçîì, äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ ñõåìû ôóíêöèîíèðîâàíèÿôëîòà íåîáõîäèìî ïîñòðîåíèå ìíîæåñòâà âñåõäîïóñòèìûõ ìàðøðóòîâ ñóäîâ, âõîäÿùèõ â ñîñòàâ ôëîòà, èâûäåëåíèå èç ýòîãî ìíîæåñòâà ïîäìíîæåñòâà îïòèìàëüíûõìàðøðóòîâ.Îïðåäåëèì ïåðåìåííûå X H(êîëè÷åñòâî ñóäîâ íà ìàðøðóòå),êîòîðûå îáåñïå÷èâàþò ìàêñèìóì öåëåâîé ôóíêöèè, ãäå – ÷èñòûé åæåãîäíûé äîõîä ïî êîìïëåêñó òðàíñïîðòíûõñðåäñòâ, ïðè âûïîëíåíèè ñëåäóþùèõ óñëîâèé:– çàäàííûõ îáúåìîâ ïåðåâîçîê ïî êàæäîìó áàçîâîìó èÍÁÏ;– îãðàíè÷åíèé êàïèòàëîâëîæåíèé;– îãðàíè÷åíèé ïî êîëè÷åñòâó ñóäîâ óæå ïîñòðîåííûõ,äàëüíåéøåå ïðîèçâîäñòâî êîòîðûõ íå îñóùåñòâëÿåòñÿ, çäåñüX H– öåëîå íåîòðèöàòåëüíîå ÷èñëî.Ðåøåíèå çàäà÷è. Ðàññìàòðèâàåìàÿ çàäà÷à îòíîñèòñÿ êêëàññó çàäà÷ öåëî÷èñëåííîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ. Ïîèñê öåëî÷èñëåííîãîðåøåíèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ ïîýòàïíî, ïàðàëëåëüíîïîñòðîåíèþ ñèñòåìû äîïóñòèìûõ ìàðøðóòîâ, ïðè ýòîìðåøåíèÿ íà áîëåå ïîçäíèõ ýòàïàõ äåòàëèçèðóþò è äîïîëíÿþòóæå èìåþùååñÿ ÷àñòè÷íîå ðåøåíèå. Èñïîëüçóþòñÿ ýëåìåíòûëèíåéíîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ. Äëÿ ïîñòðîåíèÿ ìàðøðóòîâñóäîâ ïðèìåíÿåòñÿ ïðîöåäóðà äèíàìè÷åñêîãîïðîãðàììèðîâàíèÿ.Íà ïåðâîì ýòàïå ìàðøðóòû ñóäîâ ïðåäïîëàãàþòñÿìàÿòíèêîâûìè, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ðàáîòå ñóäíà â òå÷åíèåýêñïëóàòàöèîííîãî ïåðèîäà íà îäíîé ëèíèè. Ðåøàåòñÿ çàäà÷àîïòèìèçàöèè â íåöåëî÷èñëåííîé ïîñòàíîâêå.  ðåçóëüòàòåðåøåíèÿ çàäà÷è ïåðâîãî ýòàïà ïîëó÷àåòñÿ ñèñòåìàîïòèìàëüíûõ ìàðøðóòîâ, êîòîðàÿ ôèêñèðóåòñÿ;ìàðøðóòàì ïðèïèñûâàþòñÿ òîëüêî öåëûå êîëè÷åñòâà ñóäîâ,à òàêæå îáúåìû ïåðåâîçîê, âûïîëíåííûå ýòèìè ñóäàìè.Åñëè õîòÿ áû îäíîìó ìàðøðóòó ñîîòâåòñòâóåò íåöåëîåêîëè÷åñòâî òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâ, òî â ðåçóëüòàòåðåøåíèÿ çàäà÷è äàííîãî ýòàïà îñòàþòñÿ íåâûïîëíåííûåïåðåâîçêè. Ñ ýòèì îáúåìîì ïåðåâîçîê äîëæíà ðåøàòüñÿçàäà÷à âòîðîãî ýòàïà.Íà âòîðîì ýòàïå ðåøåíèÿ çàäà÷è ìàðøðóòû ñóäîâ ïðåäñòàâëÿþòñÿêàê íàáîðû ëèíèé; ïðè ýòîì ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òîñóäíî â ïðîöåññå ýêñïëóàòàöèîííîãî ïåðèîäà ïîñëåäîâàòåëüíîîáñëóæèâàåò íåñêîëüêî ëèíèé, à ëèíèè îáúåäèíÿþòñÿ â ìàðøðóòûíàèáîëåå öåëåñîîáðàçíûì ñïîñîáîì. Ðåøàåòñÿ íåöåëî-÷èñëåííàÿ çàäà÷à îïòèìèçàöèè. Ìàðøðóòû äëÿ âêëþ÷åíèÿ âáàçèñ ñòðîÿòñÿ ñ ïîìîùüþ ïðîöåäóðû äèíàìè÷åñêîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ. ðåçóëüòàòå ñòðîèòñÿ ñèñòåìà îïòèìàëüíûõ ìàðøðóòîâ,êîòîðàÿ ôèêñèðóåòñÿ; ìàðøðóòàì ïðèïèñûâàþòñÿ òîëüêîöåëûå êîëè÷åñòâà ñóäîâ, à òàêæå îáúåìû ïåðåâîçîê,âûïîëíåííûå ýòèìè ñóäàìè. Äàííàÿ ñèñòåìà, ñ öåëûì êîëè÷åñòâîìòðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâ, âêëþ÷àåòñÿ â îïòèìàëüíûé ïëàíöåëî÷èñëåííîé çàäà÷è ïóòåì äîáàâëåíèÿ ê ñèñòåìå ìàðøðóòîâñ öåëûì êîëè÷åñòâîì ñóäîâ ïåðâîãî ýòàïà. Åñëè õîòÿ áû íàîäíîì ìàðøðóòå êîëè÷åñòâî ñóäîâ íåöåëîå, òî ïîñëå âòîðîãîýòàïà îñòàþòñÿ íåâûïîëíåííûå ïåðåâîçêè. Ñ ýòèìè îáúåìàìèïåðåâîçîê äîëæíà ðåøàòüñÿ çàäà÷à òðåòüåãî ýòàïà. Ñõåìà àëãîðèòìàçàäà÷è âòîðîãî ýòàïà ïîêàçàíà íà ðèñ.2.Íà òðåòüåì ýòàïå ìàðøðóò ñóäíà ïðåäñòàâëÿåòñÿ êàêíàáîð ïóíêòîâ, êîòîðûå ñóäíî îáõîäèò â òå÷åíèå ýêñïëóàòàöèîííîãîïåðèîäà íàèáîëåå öåëåñîîáðàçíûì îáðàçîì. Ðåøàåòñÿöåëî÷èñëåííàÿ çàäà÷à ñ îñòàâøèìèñÿ îò ïåðâûõ äâóõýòàïîâ îáúåìàìè ïåðåâîçîê. Âû÷èñëåíèÿ ïðîèçâîäÿòñÿ ñëåäóþùèìîáðàçîì. Ïî ïðîöåäóðå äèíàìè÷åñêîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿíàõîäèòñÿ ìàðøðóò ñ íàèâûñøåé îöåíêîé. Çàòåìâûïîëíåííûå íà ìàðøðóòå ïåðåâîçêè èñêëþ÷àþòñÿ èçäàëüíåéøåãî ðàññìîòðåíèÿ, è ñòðîèòñÿ ñëåäóþùèé ìàðøðóò.Ïðîöåññ ïðîäîëæàåòñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà âñå çàäàííûåîáúåìû ïåðåâîçîê íå áóäóò âûïîëíåíû.  ðåçóëüòàòå ðåøåíèÿçàäà÷è òðåòüåãî ýòàïà ïîëó÷àåòñÿ ñèñòåìà îïòèìàëüíûõìàðøðóòîâ ñ öåëûì êîëè÷åñòâîì ñóäîâ íà íèõ, êîòîðàÿ âêëþ-÷àåòñÿ â ðåøåíèå ïîñòàâëåííîé öåëî÷èñëåííîé çàäà÷è.Êà÷åñòâî ìåòîäà ìîæåò áûòü ïðîâåðåíî ïóòåì ñðàâíåíèÿñ ðåøåíèåì çàäà÷è ïîñòàâëåííîé êàê íåöåëî÷èñëåííàÿãëàäêàÿ è ëèíåéíàÿ.ÂÛÂÎÄÛ ðåçóëüòàòå ðåøåíèÿ çàäà÷è îïòèìèçàöèè ôëîòà ñ èñïîëüçîâàíèåìâûøåîïèñàííîãî ïîäõîäà ñòðîèòñÿ îïòèìàëü-94 Ìîðñêîé âåñòíèê ¹ 3(15), 2005

Ïîñòðîåíèå íà÷àëüíîãî ïëàíàÍàçíà÷åíèå áàçîâîãî ïóíêòàÍàçíà÷åíèå ñóäíàÍåòÑóäíî èáàçîâûé ïóíêòñîâìåñòèìû?ÄàÏîñòðîåíèå ìàðøðóòà ïî êðèòåðèþìèíèìóìà ïðîòÿæåííîñòè ïåðåõîäîâñóäíà ñ ëèíèè íà ëèíèþÔîðìèðîâàíèå âåêòîðà, êîìïîíåíòûêîòîðîãî åñòü êðàòíîñòè èñïîëüçîâàíèÿëèíèé â ìàðøðóòåÂû÷èñëåíèå îöåíêè ìàðøðóòà, âêëþ÷àÿ:1. âû÷èñëåíèå ñîñòàâëÿþùåé îöåíêèìàðøðóòà ïî ñóäàì2. âû÷èñëåíèå ñîñòàâëÿþùåé îöåíêèìàðøðóòà ïî áåðåãîâûì ñîîðóæåíèÿìÎöåíêà ìàðøðóòàëó÷øå, ÷åì ëó÷øàÿîöåíêà íà ïðåäûäóùåìøàãå?ÄàËó÷øàÿ îöåíêà íà øàãå =îöåíêà ìàðøðóòàÍåòÂñå ñóäàïðîñìîòðåíû?ÄàÍåòÏðîâåðêà ïëàíà íàîïòèìàëüíîñòü.Ëó÷øàÿ îöåíêà > 0?ÍåòÎïòèìàëüíûéïëàí íàéäåí.ENDÍàéäåí ëó÷øèé ìàðøðóò.Ëó÷øàÿ îöåíêà =ëó÷øàÿ îöåíêà íà øàãåÄàÂñå áàçîâûåïóíêòûïðîñìîòðåíû?1. Ôîðìèðîâàíèå îáðàòíîé ìàòðèöû ïðîâîçîñïîñîáíîñòåé ñóäîâ íàëèíèÿõ (åñëè ïåðâûé øàã ìåòîäà).2. Îïðåäåëåíèå èíòåíñèâíîñòè, ñ êîòîðîé íîâûé ìàðøðóò âõîäèò â áàçèñ.3. Îïðåäåëåíèå íîìåðà óäàëÿåìîãî èç áàçèñà âåêòîðà.4. Âû÷èñëåíèå íîâîãî çíà÷åíèÿ öåëåâîé ôóíêöèè5. Âû÷èñëåíèå íîâûõ çíà÷åíèé îáðàòíîé ìàòðèöû ïðîâîçîñïîñîáíîñòåé.6. Âû÷èñëåíèå íîâûõ çíà÷åíèé äâîéñòâåííûõ îöåíîê ëèíèé.7. Ïîäãîòîâêà ê ñëåäóþùåìó øàãó îïòèìèçàöèè, âûáîðó ìàðøðóòà äëÿâêëþ÷åíèÿ â áàçèñÐèñ.2. Ñõåìà àëãîðèòìà îïòèìèçàöèè ñ àëãîðèòìè÷åñêèì ôîðìèðîâàíèåì ìàðøðóòîâ ñóäîâ êàêíàáîðîâ ëèíèé ïåðåâîçîêíûé ïëàí, îïðåäåëÿþùèé ñîñòàâ ôëîòà è ñõåìó åãî ôóíêöèîíèðîâàíèÿ,êàê íàáîð ìàðøðóòîâ ñóäîâ. Êîëè÷åñòâî ñóäîâíà ìàðøðóòàõ – öåëîå.Ïðåäëàãàåìûé öåëî÷èñëåííûé ïîäõîä ñ ôîðìèðîâàíèåìñõåìû ðàáîòû ôëîòà äåëàåò ðåçóëüòàòû ðåøåíèÿ çàäà÷èáîëåå íàãëÿäíûìè, à òàêæå óëó÷øàåò êà÷åñòâî ðåøåíèÿ äëÿñëó÷àÿ, êîãäà êîëè÷åñòâî ñóäîâ íåâåëèêî, ÷òî õàðàêòåðíîäëÿ ðàññìàòðèâàåìîãî ôëîòà ñíàáæåíèÿ àðêòè÷åñêèõ ïóíêòîâñ íåîáîðóäîâàííûì áåðåãîì.ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀÄàÍåò1. Ïàøèí Â.Ì. Îïòèìèçàöèÿ ñóäîâ. – Ë.: Ñóäîñòðîåíèå,1983.2. Àíèêåè÷ À.À., Áîáàðûêèí Â.À., Ãðèáîâ À.Á. Àâòîìàòèçàöèÿåæåäíåâíîãî ïëàíèðîâàíèÿ ðàáîòû ãðóçîâûõàâòîìîáèëåé. – Ì.: Òðàíñïîðò, 1971.Ðåöåíçåíò: Á.À. Öàðåâ, ä-ð òåõí. íàóê, ïðîô.ìîðñêàÿ òåõíèêà: íàóêà è òåõíîëîãèè¹ 3(15), 2005 Ìîðñêîé âåñòíèê95

Âñîâðåìåííîé ïðàêòèêå èññëåäîâàòåëüñêîãîïðîåêòèðîâàíèÿ ñóäîâãëàâíîå âíèìàíèå îáðàùàåòñÿ íà îáîñíîâàíèåîïòèìàëüíûõ çíà÷åíèé ïðîåêòíûõõàðàêòåðèñòèê. Íàäåæíîñòüîïòèìèçàöèîííûõ ðàçðàáîòîê â íàèáîëüøåéñòåïåíè çàâèñèò îò ïîëíîòûëîãèêî-àíàëèòè÷åñêèõ ìîäåëåé, íà áàçåêîòîðûõ âåäóòñÿ ïðîåêòíûå èññëåäîâàíèÿ.Åñëè ñðàâíèòü õàðàêòåð èññëåäîâàòåëüñêîãîïðîåêòèðîâàíèÿ â íàøåéñòðàíå ñåé÷àñ è ëåò äâàäöàòü íàçàä, òîíåîáõîäèìî îòìåòèòü íåñêîëüêî îñîáåííîñòåé:1) ïðîåêòíàÿ ïðàêòèêà áîëåå òåñíîñâÿçàíà ñ ïðèìåíåíèåì îïûòà çàðóáåæíûõôèðì (âïëîòü äî èñïîëüçîâàíèÿèìïîðòíûõ ñèñòåìàâòîìàòèçèðîâàííîãî ïðîåêòèðîâàíèÿïî íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûìòèïàì ñóäîâ), îäíàêî îñòàåòñÿ àêòóàëüíîéíåîáõîäèìîñòü ïàðàëëåëüíûõèññëåäîâàíèé è ïðîãðàììíî-êîìïüþòåðíûõðàçðàáîòîê, ÷òîáû íå îòñòàòüîò ìèðîâîãî óðîâíÿ è íå ïîïàñòüâ ÷ðåçìåðíóþ çàâèñèìîñòü îòèíîñòðàíöåâ;2) íåïîñðåäñòâåííî äëÿ îòå÷åñòâåííîãîðûíêà áîëåå òèïè÷íûìè ñòàëèðàçðàáîòêè îòíîñèòåëüíî íåáîëüøèõïî ðàçìåðåíèÿì ñóäîâ; íà ïåðâûéâçãëÿä, äëÿ òàêèõ ñóäîâ ìîäåëè ïðîùå,íî ôàêòè÷åñêè èìåííî òàêèì ñóäàìâ òåîðèè ïðîåêòèðîâàíèÿ ðàíüøåóäåëÿëîñü íåäîñòàòî÷íî âíèìàíèÿ, èíåêîòîðûå âîïðîñû äëÿ íèõ ïðèõîäèòñÿèññëåäîâàòü çàíîâî;3) íàøè èññëåäîâàòåëüñêèå è ïðîåêòíûåîðãàíèçàöèè çàèíòåðåñîâàíû âïðèâëå÷åíèè èíîñòðàííûõ çàêàç÷èêîâ,ïîýòîìó ñïåêòð òèïîâ ñóäîâ äëÿ ïåðñïåêòèâíûõèññëåäîâàíèé äîëæåí áûòüãîðàçäî øèðå, ÷åì ðàíüøå; â òàêîéñèòóàöèè ýôôåêòèâíûìè äîëæíû áûòüìîäóëüíûå ïîäõîäû.Ìíîãîîáðàçèå òèïîâ ñóäîâ è äðóãèõîáúåêòîâ ìîðñêîé òåõíèêè ïðèâîäèòê íåîáõîäèìîñòè ôîðìèðîâàíèÿìíîæåñòâà îïòèìèçàöèîííûõ ìîäåëåéäëÿ ïðîåêòíîãî îáîñíîâàíèÿ ïðèíèìàåìûõðåøåíèé [1, 3]. Ýòè ñèñòåìíûåìîäåëè ñîäåðæàò ðÿä ïîâòîðÿþùèõñÿïðîãðàììíûõ ìîäóëåé, ïðèìåíåíèåêîòîðûõ âíîâü òåì óäîáíåå, ÷åì áîëåå÷åòêî ïðîâåäåíî ïîäðàçäåëåíèå ìîäåëåéíà àëãîðèòìè÷åñêèå ïîäñèñòåìû.Ïîä àëãîðèòìè÷åñêèìè ïîäñèñòåìàìèïîäðàçóìåâàþòñÿ óðàâíåíèÿ,íåðàâåíñòâà è äðóãèå ëîãèêî-àíàëèòè-÷åñêèå îïèñàíèÿ âçàèìîñâÿçåé õàðàêòåðèñòèêè ñâîéñòâ ñóäîâ, ïðåäñòàâëåííûåíå òîëüêî â âèäå ôîðìóë, íî òàêæåâ ãðàôè÷åñêîì, òàáëè÷íîì, îïèñàòåëüíîìè ïðîãðàììíî-ôîðìèðóåìîì âèäå.Òàêèì îáðàçîì, ÷àñòî ïðèìåíÿåìîå âòåîðèè ïðîåêòèðîâàíèÿ ñóäîâ ïîíÿòèå«óðàâíåíèÿ» (ðàñïðîñòðàíÿåìîãîîáû÷íî è íà íåðàâåíñòâà) îáîáùàåòñÿâ äàííîé ñòàòüå è îáîçíà÷àåòñÿ òåðìèíîì«àëãîðèòìè÷åñêàÿ ïîäñèñòåìà».ÔÎÐÌÈÐÎÂÀÍÈÅÃÈÁÊÈÕÀËÃÎÐÈÒÌÈ×ÅÑÊÈÕÌÎÄÅËÅÉÎÏÒÈÌÈÇÀÖÈÈÏÐÎÅÊÒÍÛÕÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ ÑÓÄÎÂÁ.À. Öàðåâ,ä-ð òåõí. íàóê, ïðîô., ÑÏáÃÌÒÓÏî ìåðå íàðàáîòêè áàçû äàííûõïî àëãîðèòìè÷åñêèì ïîäñèñòåìàì ïîÿâëÿåòñÿâîçìîæíîñòü ïðè ðàçðàáîòêåíîâûõ îïòèìèçàöèîííûõ ìîäåëåé äëÿîðèãèíàëüíîãî òèïà ñóäíà èñïîëüçîâàòüêîíöåïöèþ ãèáêîé àëãîðèòìè÷åñêîéìîäåëè (ÃÀÌ). Îáû÷íî îò àëãîðèòìè÷åñêîéìîäåëè íà ñëåäóþùåìøàãå ïðåäóñìàòðèâàåòñÿ ïåðåõîä ê ñîçäàíèþêîìïëåêñîâ ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿâïëîòü äî ôîðìèðîâàíèÿ ïîäñèñòåìè ñèñòåì àâòîìàòèçèðîâàííîãîïðîåêòèðîâàíèÿ. Ïîýòîìó â ñîîòâåòñòâèåÃÀÌ ìîæåò áûòü ïîñòàâëåíà ãèáêàÿïðîãðàììíàÿ ñèñòåìà èëè ïîäñèñòåìà,ñîáèðàåìàÿ èç ïðîãðàììíûõìîäóëåé èëè ïîäìîäóëåé â ñòðóêòóðíîìïîäîáèè ñ ÃÀÌ.Ôîðìèðîâàíèå ÃÀÌ èç èìåþùåãîñÿíàáîðà àëãîðèòìè÷åñêèõ ïîäñèñòåì(ïðè äîïîëíåíèè äâóìÿ-òðåìÿâíîâü ðàçðàáàòûâàåìûìè ïîäñèñòåìàìè)äîëæíî ïðîèçâîäèòüñÿ íà îñíîâåðàíæèðîâàíèÿ ïî ïðèíöèïó ôóíêöèîíàëüíîãîäîìèíèðîâàíèÿ ïîäñèñòåì è(èëè) ïðèçíàêîâ îïòèìèçèðóåìîãî ñóäíà.Òàêîé æå ôàêòîð äîìèíèðîâàíèÿîïðåäåëÿåò ñîñòàâ è ïîñëåäîâàòåëüíîñòüâíîâü ðàçðàáàòûâàåìûõ àëãîðèòìè÷åñêèõïîäñèñòåì.Ñ ïîçèöèé ôóíêöèîíàëüíîãî äîìèíèðîâàíèÿëîãè÷íî âûäåëåíèå òðåõñèñòåìíûõ ìîäåëåé ïðîåêòíîãî àíàëèçàñóäíà: ýêñïëóàòàöèîííîé, ïîñòðîå÷íîéè ïðîåêòíî-êîíöåïòóàëüíîé, ñîñòîÿùèõñîîòâåòñòâåííî èçôóíêöèîíàëüíûõ, êîíñòðóêòèâíî-òåõíîëîãè÷åñêèõè àëãîðèòìè÷åñêèõ ïîäñèñòåì[5]. Óêàçàííûå ïîäñèñòåìû âçàèìîñâÿçàíû,íî èìåþùèåñÿ àíàëîãè âêàæäîé èç òðåõ ìîäåëåé ôîðìèðóþòñÿíå òîëüêî èç îäíîèìåííûõ ìîäóëåé,íî è âêëþ÷àþò â ñåáÿ â îäíîé èç ìîäåëåéòàêèå ìîäóëè, êîòîðûå íå ïðèíàäëåæàòê îäíîèìåííûì ïîäñèñòåìàì âäðóãîé ìîäåëè. Ñàìè ìîäåëè â ñîâîêóïíîñòèîáðàçóþò òðåõêîìïîíåíòíóþêîìïëåêñíóþ ëîãèêî-àíàëèòè÷åñêóþìîäåëü îïòèìèçàöèè ïðîåêòèðóåìîãî èñòðîÿùåãîñÿ ñóäíà. Îñîáåííîñòè òàêîéñóïåðìîäåëè çàâèñÿò îò òèïà ôóíêöèîíàëüíîãîäîìèíèðîâàíèÿ è îò åãî âëèÿíèÿíà ñóùåñòâåííûå àëãîðèòìè÷åñêèåïîäñèñòåìû.Âàæíî îòìåòèòü, ÷òî êîðàáëåñòðîèòåëüíûåñèñòåìû è èõ ìîäåëè ÿâëÿþòñÿýðãàòè÷åñêèìè, ò.å. â íèõ ñ òåõíè÷åñêèìèêîìïîíåíòàìè òåñíîïåðåïëåòåíû ëþäè â êà÷åñòâå óïðàâëÿþùèõýëåìåíòîâ ïîäñèñòåì.  ýêñïëóàòàöèîííîéñèñòåìíîé ìîäåëè ýðãàòè÷íîñòüâûðàæåíà íàèáîëåå ÿâíî. Äëÿãðóçîâûõ ñóäîâ â ýêèïàæå ÷åòêî âûäåëåíûïîäñèñòåìû «ïàëóáíàÿ êîìàíäà»è «ìàøèííàÿ êîìàíäà». Íà âîåííûõêîðàáëÿõ ðîëü ïîäñèñòåì èãðàþò áîåâûå÷àñòè – øòóðìàíñêàÿ, ðàêåòíî-àðòèëëåðèéñêàÿ,ìèííî-òîðïåäíàÿ, ìàøèííàÿè ò.ä.  ïîñòðîå÷íîé ìîäåëèýðãàòè÷íîñòü âåñüìà ñâîåîáðàçíàÿ:ëþäè èç ýêèïàæà â íåé îòñóòñòâóþò,íî â êà÷åñòâå âðåìåííîãî ýðãàòè÷åñêîãîêîìïîíåíòà ïðè ñîçäàíèè êàæäîéñáîðî÷íî-ìîíòàæíîé åäèíèöû òèïàóçëà, ñåêöèè, áëîêà ó÷àñòíèêàìè ïðîöåññàÿâëÿþòñÿ êîíêðåòíûå èíæåíåðûè ðàáî÷èå ñ ñîîòâåòñòâóþùèì òåõíîëîãè÷åñêèìîáîðóäîâàíèåì. Íàêîíåö,â ïðîåêòèðîâî÷íîì ïðîöåññå ïî÷òè âêàæäîé àëãîðèòìè÷åñêîé ïîäñèñòåìå âêà÷åñòâå âèðòóàëüíûõ ýëåìåíòîâ ïðåäïîëàãàåòñÿó÷àñòèå êîíêðåòíûõ ÷ëåíîâýêèïàæà, à ñàì ïðîöåññ ïðîåêòèðîâàíèÿè îïòèìàëüíîñòü åãî ðåçóëüòàòîâ,êîíå÷íî æå, çàâèñÿò îò ëþäåé – ïðîåêòàíòîâ.Îñîáåííî ÿðêèì ïðèìåðîìïðîÿâëåíèÿ ðîëè ÷ëåíîâ ýêèïàæà ÿâëÿåòñÿäëÿ ïàðóñíûõ ÿõò ëåãêîãî òèïààëãîðèòìè÷åñêàÿ ïîäñèñòåìà «Îñòîé-÷èâîñòü».  åå êîíöåïöèè ïðåäóñìîò-96 Ìîðñêîé âåñòíèê ¹ 3(15), 2005

ðåíî è íåïîñðåäñòâåííîå ó÷àñòèå ýêèïàæàâ îáåñïå÷åíèè îñòîé÷èâîñòè ââèäå îòêðåíèâàíèÿ, è ïðèíÿòèå ìåð ïîóìåíüøåíèþ ïëîùàäè ïàðóñîâ («âçÿòèþðèôîâ») ïðè óãðîçå óñèëåíèÿñèëû è ñêîðîñòè âåòðà.Ïî ñòåïåíè ïðîÿâëåíèÿ ôóíêöèîíàëüíîãîäîìèíèðîâàíèÿ â òèïèçàöèîííûõñëó÷àÿõ íàèáîëåå õàðàêòåðíûìè ÿâëÿþòñÿñëåäóþùèå äîìèíèðóþùèå íàêîíêðåòíîì ñóäíå ïîäñèñòåìû, îáúåêòûè èõ ìîäèôèêàöèè:1) êîðïóñ ñóäíà (îáû÷íûé, óñèëåííûé,âèäîèçìåíåííûé, ìíîãîêîìïîíåíòíûé);2) ïîäñèñòåìà îñíîâíîãî ôóíêöèîíèðîâàíèÿ– ñïåöèàëèçèðîâàííûéêîìïëåêñ (æèëîé, ïðîìûñëîâûé, ïðèáîðíî-ëàáîðàòîðíûé,ïîäúåìíî-òÿãîâûé,ýíåðãåòè÷åñêèé, ïðîèçâîäñòâåííûé);3) ãèäðîäèíàìè÷åñêàÿ ñèñòåìà(ïîäúåìíî-íåñóùàÿ, ìàíåâðåííàÿ,àýðîäèíàìè÷åñêîé òÿãè);4) ÷åëîâåê â êà÷åñòâå âåäóùåãîçâåíà ýðãàòè÷åñêîé ñèñòåìû (óïðàâëÿþùåãî,ðåãóëèðóþùåãî, ýíåðãîñèëîâîãî,ñòàáèëèçèðóþùåãî ëèáî ñî÷åòàþùåãîâûïîëíåíèå òàêèõ ôóíêöèé).Ïåðâîå ìåñòî ïðèçíàåòñÿ çà êîðïóñîìâ ñâÿçè ñ òåì, ÷òî åãî ðîëü ìíîãîîáðàçíååëþáîé äðóãîé ïîäñèñòåìû.Âî-ïåðâûõ, êîðïóñ ÿâëÿåòñÿ ñèñòåìîîáðàçóþùåéñòðóêòóðíîé îñíîâîé, êêîòîðîé ôóíêöèîíàëüíî è êîíñòðóêòèâíîïðèñîåäèíÿþòñÿ âñå äðóãèå ïîäñèñòåìû.Âî-âòîðûõ, êîðïóñ ÿâëÿåòñÿâìåñòèëèùåì ãðóçîâ ïðè íàèáîëåå òèïè÷íîìòðàíñïîðòíîì íàçíà÷åíèè ñóäîâ(ïðè ýòîì ãëàâíûìè ïåðåáîðêàìèïðîèçâîäèòñÿ ïîäðàçäåëåíèå íà îñíîâíûåîòñåêè). Â-òðåòüèõ, êîíñòðóêöèèêîðïóñà îáåñïå÷èâàþò ïðî÷íîñòü, âîñïðèíèìàÿâíåøíèå äàâëåíèÿ, ñèëû èìîìåíòû. Â-÷åòâåðòûõ, ôîðìà ïîâåðõíîñòèêîðïóñà âëèÿåò íà õîäîâûå èìîðåõîäíûå êà÷åñòâà. Äëÿ áîëüøèíñòâàñóäîâ íåñîìíåííà òàêæå âàæíàÿ(èíîãäà è äîìèíèðóþùàÿ) ðîëü ýíåðãåòè÷åñêîéïîäñèñòåìû, êîòîðàÿ â ïåðå÷íåó÷èòûâàåòñÿ âòîðîé ïîçèöèåé.Áîëåå êîíêðåòíî âàðèàíòû ïðîÿâëåíèÿôóíêöèîíàëüíîãî äîìèíèðîâàíèÿðàññìîòðåíû â òàáë.1.Ñ ó÷åòîì êàê ðàññìîòðåííûõ òèïèçàöèîííûõïðèçíàêîâ ôóíêöèîíàëüíîãîäîìèíèðîâàíèÿ, òàê è îñîáåííîñòåéïðèìåíåíèÿ ìîæíî âûäåëèòüáîëåå 40 ãðóïï èëè ïîäãðóïï ñóäîâ èìåòîäèê èõ ïðîåêòíîãî àíàëèçà è îïòèìèçàöèè.Òàêàÿ äèôôåðåíöèàöèÿ íåâñåãäà ñîâïàäàåò ñ ãðóïïèðîâêîé ïîòàáë.1. Îíà ïðåäóñìàòðèâàåò, â ÷àñòíîñòè,ñëåäóþùèå ïîçèöèè:à) îáåñïå÷åíèå ãðóçîïîòîêîâ (òàíêåðû,ñóõîãðóçíûå ñóäà, ãàçîâîçû,ñíàáæåíöû);á) ïîääåðæàíèå ïàññàæèðîïîòîêîâ èêîììóíèêàöèé (ïàññàæèðñêèå ñóäà, êðóèçíûåñóäà, ïàðîìû; âîåííûå êîðàáëè);â) îïåðàöèîííîå îáåñïå÷åíèå (ñïàñàòåëè,ýêñïåäèöèîííûå è ó÷åáíûåñóäà, ñóäà äëÿ ìèðîòâîð÷åñêèõ îïåðàöèéè äëÿ îõðàíû ýêîíîìè÷åñêèõ çîí,ïëàâáàçû, ðåôðèæåðàòîðíûå ñóäà,äîêè, ïëàâó÷èå ãîñòèíèöû è ïðè÷àëû);ã) òÿãîâî-òåõíîëîãè÷åñêîå îáåñïå-÷åíèå (áóêñèðû, ëåäîêîëû, çåìñíàðÿäû,áóðîâûå óñòàíîâêè, ïëàâêðàíû,ïëàâýëåêòðîñòàíöèè, ïðîìûñëîâûåñóäà);ä) äîñòèæåíèå âûñîêèõ ñêîðîñòåé(ðåêîðäíî-ãîíî÷íûå êàòåðà, ýêñïåðèìåíòàëüíûåêàòåðà, áóêñèðîâùèêè,ðàçúåçäíûå êàòåðà, ïàòðóëüíûå ñóäà);å) èñïîëüçîâàíèå äëÿ ñïîðòà è îòäûõà(òóðèñòñêèå êàòåðà, ìîòîðíûå èïàðóñíûå ÿõòû, âèíäñåðôåðû, ãðåáíûåñóäà).Ðàññìîòðåíèå äàííîãî ïåðå÷íÿïðèâîäèò ê ïîíèìàíèþ òîãî, ÷òî îáû÷íûéêîðïóñ êàê ñóáúåêò ôóíêöèîíàëüíîãîäîìèíèðîâàíèÿ ñîîòâåòñòâóåòëèøü çàäà÷àì îáåñïå÷åíèÿ ãðóçîïîòîêîâ. îñòàëüíûõ æå ñëó÷àÿõ êîðïóñ,ôóíêöèîíàëüíî äîìèíèðóÿ, êàðäèíàëüíîâèäîèçìåíÿåòñÿ ëèáî óñòóïàåòñâîþ ïåðâåíñòâóþùóþ ðîëü äðóãèìïîäñèñòåìàì ñóäíà.Àíàëèç îñîáåííîñòåé è ñóáúåêòîâôóíêöèîíàëüíîãî äîìèíèðîâàíèÿ íåîáõîäèìâ êà÷åñòâå ñðåäñòâà ðàíæèðîâàíèÿàëãîðèòìè÷åñêèõ ïîäñèñòåì ïðèïîñòðîåíèè ðàöèîíàëüíûõ ñõåì îïòèìèçàöèîííûõÃÀÌ. Ñâîéñòâî ãèáêîñòèîáåñïå÷èâàåòñÿ ãëàâíûì îáðàçîì çàñ÷åò ìîäóëüíîãî ïîäðàçäåëåíèÿ àëãîðèòìè÷åñêèõïîäñèñòåì, à òàêæå çà ñ÷åòâûáîðà ðàöèîíàëüíûõ ôîðì îáùèõ èëîêàëüíûõ öåëåâûõ ôóíêöèé (êðèòåðèåâîïòèìèçàöèè) [4, 5]. Ýòî ïîçâîëÿåòóíèâåðñàëüíûå ïðîãðàììíûå ìîäóëèè ïîäìîäóëè ïåðåíîñèòü èçäàííîé ÃÀÌ â äðóãóþ, à â ðÿäå ñëó÷àåâìíîãîêðàòíî èñïîëüçîâàòü è ñïåöèàëèçèðîâàííûåìîäóëè, ñîîòâåòñòâóþùèåîäíîðîäíûì ñóáúåêòàìôóíêöèîíàëüíîãî äîìèíèðîâàíèÿ.Íàïðèìåð, äëÿ âûñîêîñêîðîñòíîãîñóäíà-ñïàñàòåëÿ ïðè äîìèíèðîâàíèèíåñóùåé ñèñòåìû è ïðè ïðèîðèòåòåîáåñïå÷åíèÿ è àíàëèçà ïîäñèñòåì «Õîäêîñòü»(4) è «Ìîðåõîäíîñòü» (28) ñýòèìè àëãîðèòìè÷åñêèìè ïîäñèñòåìàìèáóäóò òåñíî ñâÿçàíû àëãîðèòìè÷åñêèåïîäñèñòåìû «Îñòîé÷èâîñòü ïîïåðå÷íàÿ»(10), «Âåðòèêàëüíàÿäèíàìè÷íîñòü» (33), «Íåïîòîïëÿåìîñòü»(11), «Ïðî÷íîñòü» (12), «Óïðàâëÿåìîñòüè ìàíåâðåííîñòü» (15),«Óñòîé÷èâîñòü äâèæåíèÿ â ïðîäîëüíîéâåðòèêàëüíîé ïëîñêîñòè» (34). Çäåñüè äàëåå êàæäîé àëãîðèòìè÷åñêîé ïîäñèñòåìåïðèñâîåí ïîñòîÿííûé ïîðÿäêîâûéíîìåð, ñëîæèâøèéñÿ îòíîñèòåëüíîñòèõèéíî (ïî àíàëèçó ïðàêòèêèïðîåêòèðîâàíèÿ ñóäîâ 10–15 íàèáîëååðàñïðîñòðàíåííûõ òèïîâ).Çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü ìîäóëåé óïîìÿíóòûõàëãîðèòìè÷åñêèõ ïîäñèñòåììîæåò áûòü â íåñóùåñòâåííî èçìåíåííîìâèäå èñïîëüçîâàíà â ÃÀÌ ðàçúåçäíûõèëè ïàññàæèðñêèõ êàòåðîâ. Ïðèýòîì áëèçîñòü ðàíæèðóþùèõ óñëîâèéïðåäîïðåäåëèò âî âñåõ ýòèõ ÃÀÌ òÿãîòåíèåïåðå÷èñëåííûõ àëãîðèòìè÷åñêèõïîäñèñòåì ê íà÷àëó ñòðóêòóðíûõ áëîêñõåì,ñðàçó âñëåä çà àëãîðèòìè÷åñêèìèïîäñèñòåìàìè «Ôóíêöèîíàëüíàÿîáîñíîâàííîñòü» (1) è «Ïðàêòè÷åñêàÿðåàëèçóåìîñòü» (2) (ëèäèðóþùèìè âÃÀÌ ëþáûõ ñóäîâ). Ìîæíî ñêàçàòü, ÷òîñîâîêóïíîñòü ïîäñèñòåì, ïåðå÷èñëåííûõâ ïðåäûäóùåì àáçàöå, ñîñòàâëÿåò(çà èñêëþ÷åíèåì ïîäñèñòåìû «Íåïîòîïëÿåìîñòü»)àëãîðèòìè÷åñêóþ ñóïåðïîäñèñòåìó«Îáåñïå÷åíèå äèíàìè÷åñêîãîðåæèìà äâèæåíèÿ». Àíàëîãè÷íûé ïðèìåðêîìïëåêñèðîâàíèÿ ìîæíî ïðèâåñòè,âñïîìíèâ î ñóïåðïîäñèñòåìå «Íàâèãàöèîííàÿáåçîïàñíîñòü», êîòîðàÿâêëþ÷àåò â ñåáÿ öåëèêîì àëãîðèòìè÷åñêèåïîäñèñòåìû «Íàäåæíîñòü» (14),«Îñòîé÷èâîñòü ïîïåðå÷íàÿ», «Íåïîòîïëÿåìîñòü»,«Ïðî÷íîñòü», «Áåçîïàñíîñòüòðóäà ýêèïàæà» (35), à òàêæå ñóùåñòâåííîâàæíûå ìîäóëè èç ïîäñèñòåì«Óäèôôåðåíòîâàííîñòü, ïðîäîëüíàÿ îñòîé÷èâîñòüè áàëëàñòèðîâêà» (9), «Ìîðåõîäíîñòü»(28), «Óïðàâëÿåìîñòü èìàíåâðåííîñòü», «Ôóíêöèîíàëüíàÿîáîñíîâàííîñòü», «Òåõíîëîãè÷íîñòü»(7) è «Îáèòàåìîñòü» (18) [6].Îáðàùàåò íà ñåáÿ âíèìàíèå òî îáñòîÿòåëüñòâî,÷òî â ðàññìîòðåíèè äàííîéàíàëîãèè ñóïåðïîäñèñòåì ÷àñòüàëãîðèòìè÷åñêèõ ïîäñèñòåì ÿâëÿþòñÿîáùèìè («Îñòîé÷èâîñòü», «Ïðî÷íîñòü»,«Ìîðåõîäíîñòü», «Óïðàâëÿåìîñòüè ìàíåâðåííîñòü»). Ýòî ñàìî ïîñåáå èëëþñòðèðóåò ñõåìó ôîðìèðîâàíèÿÃÀÌ èç ïîäìîäåëåé. Ñóùåñòâåííîòî, ÷òî â ðàçíûõ ÃÀÌ, èõ ïîäìîäåëÿõ,ñóïåðïîäñèñòåìàõ ðåàëüíûåïîðÿäêîâûå ìåñòà îäíèõ è òåõ æå àëãîðèòìè÷åñêèõïîäñèñòåì è èõ ìîäóëåéáóäóò ðàçíûìè, õîòÿ è áëèçêèìè.Äëÿ êîíòðîëÿ âñåé ñèñòåìû öåëåñîîáðàçíîêàæäóþ àëãîðèòìè÷åñêóþ ïîäñèñòåìó÷èñëèòü ïîä ïîñòîÿííûì íîìåðîì,äîïóñêàÿ òðåáóåìûé«áåñïîðÿäîê» â êîíêðåòíûõ ÃÀÌ è(èëè) ñóïåðïîäñèñòåìàõ.Ïðè ôîðìèðîâàíèè è ðàíæèðîâàíèèàëãîðèòìè÷åñêèõ ïîäñèñòåì ìîãóòáûòü ó÷òåíû ðåêîìåíäàöèè À.Â. Áðîííèêîâà,äàâøåãî òèïèçàöèþ íåêîòîðûõïðîåêòèðîâî÷íûõ ìîäåëåé è àëãîðèòìè÷åñêèõïîäñèñòåì ïðèìåíèòåëüíî êñóäàì-ãàçîâîçàì [2].Ïðèíöèï ïåðåìåííîãî ðàíæèðîâàíèÿàëãîðèòìè÷åñêèõ ïîäñèñòåì âî âçàèìîñâÿçèñ íàçíà÷åíèåì è êîíñòðóêòèâíî– ãèäðîäèíàìè÷åñêèìèõàðàêòåðèñòèêàìè ñóäíà ìîæíî ðàññìîòðåòüâ ñîïîñòàâëåíèè ñ ìîäåëüþïðîåêòíîãî àíàëèçà ïîëóãëèññèðóþùåãîïàññàæèðñêîãî êàòåðà.  ýòîì ñëó-÷àå ðàíåå óïîìèíàâøèåñÿ ïîäñèñòåìûñîõðàíÿò ñâîè íîìåðà, à äîïîëíèòåëü-ìîðñêàÿ òåõíèêà: íàóêà è òåõíîëîãèè¹ 3(15), 2005 Ìîðñêîé âåñòíèê97

Ãðóïïèðîâêà ñóäîâ ïî âàðèàíòàì. Ïðîÿâëåíèÿ äîìèíàíòíîñòè ïîäñèñòåìÒàáëèöà 1¹ ÄîìèíèðóþùàÿïîäñèñòåìàÑîîòíîøåíèå ðîëèäîìèíàíòû ñðîëüþ êîðïóñàÀêöåíòèðóþùèåïîäñèñòåìû1 Êîðïóñ Ñîâïàäàåò Ãðóçîâûåïîìåùåíèÿ èóñòðîéñòâà2 Ñèëüíîèçìåíåííûéêîðïóñ èëèêîðïóñà3 Ïîäñèñòåìàîñíîâíîãîíàçíà÷åíèÿ4 Íåñóùàÿïîäñèñòåìà5 Ïîäñèñòåìàèçìåíåíèÿïîëîæåíèÿ ïîâåðòèêàëè6 Ïîäñèñòåìààýðîäèíàìè÷åñêîéòÿãèÐàñøèðÿþòñÿôóíêöèè êîðïóñàÏðåâûøàåò, íîíåçíà÷èòåëüíîÏðåâûøàåòÑîïîñòàâèìûÑîïîñòàâèìûÝíåðãåòèêà èëèïîäñèñòåìûîñíîâíîãîíàçíà÷åíèÿÝíåðãåòèêà èëèïîäñèñòåìûæèâó÷åñòè èàâòîíîìíîñòèÏîäñèñòåìàóïðàâëåíèÿ èýíåðãåòèêàÏîäñèñòåìàóïðàâëåíèÿ èñòàáèëèçàöèèÏîäñèñòåìûæèâó÷åñòè èàâòîíîìíîñòè7 ×åëîâåê Ïðåâûøàåò ÏîäñèñòåìàáåçîïàñíîñòèÑóäà è êîðàáëè –ïðåäñòàâèòåëèÏàðîìûÃðóçîâûå ñóäàËåäîêîëûÃëèññåðûÊàòàìàðàíûÑêåãîâûå ñóäà íà âîçäóøíîéïîäóøêåÑóäà ñ ìàëîé ïëîùàäüþâàòåðëèíèèÁóðîâûå óñòàíîâêàÏàññàæèðñêèå ñóäàÁóêñèðûÍàäâîäíûå êîðàáëèÑïàñàòåëèÏðîìûñëîâûå ñóäàÍàó÷íûå ñóäàÑóäà íà ïîäâîäíûõ êðûëüÿõÀìôèáèéíûå ñóäà íàâîçäóøíîé ïîäóøêåÝêðàíîïëàíûÏîäâîäíûå ñóäà è àïïàðàòûÄîêèÏàðóñíûå ñóäàÊèëåâûå ÿõòûÑóäà ñ íîâûìè âèäàìèâåòðîóñòðîéñòâÃðåáíûå ñóäàØâåðòáîòûÂèíäñåðôåðûÐåêîðäíûå êàòåðàíî áóäóò ó÷òåíû ñëåäóþùèå àëãîðèòìè÷åñêèåïîäñèñòåìû:3. «Ïàññàæèðîâìåñòèìîñòü»; 5.«Ðàöèîíàëüíàÿ ñòðóêòóðà íàãðóçêè»;6. «Ïëàâó÷åñòü»; 8. «Ýêîíîìè÷íîñòü»;13. «Îáåñïå÷åíèå ïëàâíîñòè êà÷êè»;16. «Ïîæàðîáåçîïàñíîñòü»; 17. «Îáîðóäîâàííîñòü»;19. «Ýêîëîãè÷íîñòü»;20. «Ýñòåòè÷íîñòü àðõèòåêòóðíûõôîðì»; 21. «Êîìïîíîâî÷íàÿ ðàöèîíàëüíîñòü»;22. «Êîìôîðòàáåëüíîñòü»;23. «Íåçàëèâàåìîñòü è âñõîæåñòü íàâîëíó»; 24. «Ðàöèîíàëüíîñòü ôîðì îáâîäîâ»;25. «Ýíåðãîñáåðåãàåìîñòü»;26. «Ìèíèìàëüíàÿ ðåñóðñîåìêîñòü ïîöåííûì ìåòàëëàì»; 27. «Âèáðîñòîéêîñòü»;29. «Êîíñòðóêòèâíàÿ ðåàëèçóåìîñòü»;30. «Ïîñòðîå÷íàÿ ðåàëèçóåìîñòü»;31. «Ìèíèìàëüíàÿ ýíåðãîíàñûùåííîñòü»;32. «Ðàöèîíàëüíîåñîîòíîøåíèå ñïàñàòåëüíûõ âîçìîæíîñòåéñ íàñåëåííîñòüþ».Ïðè ýòîì íàèáîëåå ñóùåñòâåííûåïðîåêòíûå âîïðîñû áóäóò ñ äîñòàòî÷íîéïîëíîòîé âûÿñíåíû â ïðåäåëàõïîçèöèé ñ 1 ïî 13, à ïîçèöèè ñ 14 äî35 áóäóò çàòðàãèâàòüñÿ â óìåðåííîéñòåïåíè. Ìîæíî ðàññìàòðèâàòü àëãîðèòìè÷åñêèåïîäñèñòåìû êàê ñîâîêóïíîñòüäîñòàòî÷íî óíèâåðñàëèçèðîâàííûõáàçèñíûõ ìîäóëåé, à òàêæåìîäóëåé, ó÷èòûâàþùèõ ñïåöèôèêóïàññàæèðñêîãî ïîëóãëèññåðà. Çíà÷èò,â äðóãèõ ÃÀÌ ìîæíî ïðèìåíèòü çíà-÷èòåëüíóþ ÷àñòü èç óïîìÿíóòîãî, íî âèíûõ êîìïîçèöèÿõ è ñ äîáàâëåíèåìíîâîãî, ó÷èòûâàþùåãî îñîáåííîñòèíîâîãî îáúåêòà îïòèìèçàöèè.Ïðèìåíèòåëüíî ê ÃÀÌ òàíêåðà,íàïðèìåð, âïîëíå ðàáîòîñïîñîáíàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòüàëãîðèòìè÷åñêèõ ïîäñèñòåìîãðàíè÷èòñÿ ÷åòûðíàäöàòüþ ïîçèöèÿìè1, 2, 5, 6, 8, 9, 3, 7, 12, 16, 17,19, 4, 15. Ñëåäóåò îáðàòèòü âíèìàíèåíà ñìåùåíèå ê ñåðåäèíå è ê êîíöó ÃÀÌïîçèöèé 3, 4, 7 («Âìåñòèìîñòü», «Õîäêîñòü»,«Òåõíîëîãè÷íîñòü»), êîòîðûåäëÿ òàíêåðà íåîáõîäèìû, íî óñòóïàþòïî ïðèîðèòåòó ïîçèöèÿì 5, 6, 8 («Íàãðóçêà»,«Ïëàâó÷åñòü», «Ýêîíîìè÷íîñòü»),ïåðåìåñòèâøèìñÿ íà áîëååáëèçêèå ê íà÷àëó ïåðå÷íÿ ìåñòà.Äëÿ ýêñïåäèöèîííî-èññëåäîâàòåëüñêîãîñóäíà ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ïîäñèñòåìâ ÃÀÌ ìîæåò áûòü ñëåäóþùåé:1, 2, 6, 17, 5, 9, 12, 13, 3, 18, 4, 20, 15,10, 11, 8 (âñåãî 16 ïîäñèñòåì). ìîäåëè ïðîåêòíîãî àíàëèçà ïàññàæèðñêîãîñóäíà íà ïîäâîäíûõ êðûëüÿõëîãè÷íûì âàðèàíòîì ÃÀÌ áóäåòòàêîé ïåðå÷åíü ïîäñèñòåì: 1, 2, 33, 4,5, 8, 28, 3, 21, 12, 9, 10, 13, 34, 15, 7, 6,11, 14, 16, 27, 17, 22, 18, 24,29, 30, 31,26, 19, 23, 25. Çäåñü ïîñëåäíèå 10 ïîçèöèéèìåþò êîíòðîëüíûé õàðàêòåð, èíå âëèÿþò ñóùåñòâåííî íà âåëè÷èíûâûáðàííûõ ðàíåå îñíîâíûõ ïðîåêòíûõõàðàêòåðèñòèê. Çàìåòíîå èçìåíåíèåïîðÿäêîâîãî ìåñòà òàêèõ ïîäñèñòåì, êàê33 («Âåðòèêàëüíàÿ äèíàìè÷íîñòü»), 28(«Êîìïëåêñíàÿ ìîðåõîäíîñòü»), 34(«Ïðîäîëüíàÿ óñòîé÷èâîñòü») ñâÿçàíî98 Ìîðñêîé âåñòíèê ¹ 3(15), 2005

ñ ïðèíöèïèàëüíûìè îñîáåííîñòÿìèäèíàìèêè ñóäíà, âçÿòîãî äëÿ ïðèìåðà. òàáë.2 ðàññìîòðåíà èçáûòî÷íàÿñòðóêòóðà ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ ÃÀÌàëãîðèòìè÷åñêèõ ïîäñèñòåì ñ ïîäðàçäåëåíèåìíà 5 ãðóïï ïî õàðàêòåðó ðàññìàòðèâàåìûõñâîéñòâ. Èçáûòî÷íîñòüîçíà÷àåò, ÷òî â îäíîé èç ÃÀÌ ïðèìåíåíèåâñåõ 42 àëãîðèòìè÷åñêèõ ïîäñèñòåììàëîâåðîÿòíî (îáû÷íî õâàòàåòîäíîé òðåòè è äàæå ÷åòâåðòè). Ãðóïïûñ îäèíàêîâûì âèäîì ãåíåðàëüíûõñâîéñòâ èíäåêñèðîâàíû çàãëàâíûìèáóêâàìè êèðèëëèöû ïî î÷åðåäíîñòèïðîåêòíîãî àíàëèçà è îòìå÷åíû åäèíûìïîëîæåíèåì ïî âåðòèêàëè (ñ îäèíàêîâûìîòñòóïîì îò ëåâîãî êðàÿ òàáëèöûâ ïîðÿäêå À, Ä, Â, Á, Ã).Òàáë.2 ïîêàçûâàåò, ÷òî â ïåðâîìïðèáëèæåíèè àëãîðèòìè÷åñêèå ïîäñèñòåìûðàçäåëåíû íà ïÿòü ãðóïï:à) ïî ñâîéñòâàì, ñâÿçàííûì ñ íàçíà-÷åíèåì;á) ïî äèíàìè÷åñêèì ìîðåõîäíûì êà-÷åñòâàì;â) ïî ñòàòè÷åñêèì ìîðåõîäíûì êà÷åñòâàì;ã) ïî îñîáûì ñâîéñòâàì (ïðîùå ãîâîðÿ,ïî òåì, êîòîðûå íå ïîäïàäàþòïîä äðóãèå ôîðìóëèðîâêè);ä) ïî êîíñòðóêòèâíî-ïðî÷íîñòíûìñâîéñòâàì.Ýòà ðàçáèâêà íîñèò íåîáÿçàòåëüíûéõàðàêòåð. Äëÿ ìàëûõ ÃÀÌ îíà÷àñòî íå íóæíà, à äëÿ ðàçâåðíóòûõÃÀÌ ÷èñëî âûäåëÿåìûõ ãðóïï ìîæåòâîçðàñòè. Ýòè âîïðîñû áóäóò óòî÷íÿòüñÿïî ìåðå ïðèìåíåíèÿ ðàññìîòðåííîãîñïîñîáà ïðîåêòíîãî àíàëèçà.Èçëîæåííûé ïîäõîä ôîðìèðîâàíèÿïðîåêòíî-èññëåäîâàòåëüñêèõ àëãîðèòìîâè ïðîãðàììíûõ êîìïëåêñîâîñîáåííî ïîäõîäèò äëÿ èññëåäîâàíèéïî âíîâü âîçíèêàþùèì ãðóïïàì ñóäîâ(íàïðèìåð, äëÿ ñóäîâ ýêîëîãè÷åñêîãîêîíòðîëÿ èëè ñóäîâ îõðàíû ýêîíîìè-÷åñêèõ çîí) ëèáî ïî îáîñàáëèâàþùèìñÿïîäãðóïïàì âíóòðè èçâåñòíûõ ãðóïïñóäîâ (íàïðèìåð, ïî ñâåðõêðóïíûìêîíòåéíåðîâîçàì èëè ëàéíåðàì).Àëãîðèòìè÷åñêèå ïîäñèñòåìû ñ ãðóïïèðîâêîéïî ãåíåðàëüíûì ñâîéñòâàìÒàáëèöà 2À.Ñâîéñòâà, ñâÿçàííûå ñ íàçíà÷åíèåìÀ.1.Ôóíêöèîíàëüííàÿ îáîñíîâàííîñòüÀ.2.Ïðàêòè÷åñêàÿ ðåàëèçóåìîñòüÀ.3.Âìåñòèìîñòü è ïàññàæèðîâìåñòèìîñòüÁ.Äèíàìè÷åñêàÿ ìîðåõîäíîñòüÁ.4.ÕîäêîñòüÀ.5.Ðàöèîíàëüíîñòü ñòðóêòóðû íàãðóçêèÂ.Ñòàòè÷åñêàÿ ìîðåõîäíîñòüÂ.6.Ïëàâó÷åñòü è íàäâîäíûé áîðòÃ.Îñîáûå ñâîéñòâàÃ.7.Òåõíîëîãè÷íîñòüÃ.8.Ýêîíîìè÷íîñòüÂ.9.Óäèôôåðåíòîâàííîñòü, áàëëàñòèðîâêàÂ.10.Îñòîé÷èâîñòü ïîïåðå÷íàÿÂ.11.ÍåïîòîïëÿåìîñòüÄ.Êîíñòðóêòèâíî-ïðî÷íîñòíûå ñâîéñòâàÄ.12.Ïðî÷íîñòüÁ.13.Ïëàâíîñòü êà÷êè è íåçàëèâàåìîñòü íà âîëíåíèèÄ.14.ÍàäåæíîñòüÁ.15.Óïðàâëÿåìîñòü è ìàíåâðåííîñòüÄ.16.Áåçîïàñíîñòü ïðè àâàðèÿõ, â òîì ÷èñëå ïðè ïîæàðàõÀ.17.Îáîðóäîâàííîñòü (â ïåðâóþ î÷åðåäü, ïðèáîðàìè)À.18.Îáèòàåìîñòü ïî ôèçèîëîãè÷åñêèì ïàðàìåòðàìÃ.19.Ýêîëîãè÷íîñòüÃ.20.Àðõèòåêòóðíàÿ âûðàçèòåëüíîñòüÀ.21.Êîìïîíîâî÷íàÿ ðàöèîíàëüíîñòüÀ.22.ÊîìôîðòàáåëüíîñòüÂ.23.Íåçàëèâàåìîñòü è âñõîæåñòü íà âîëíóÂ.24.Ðàöèîíàëüíîñòü ôîðìû êîðïóñàÃ.25.ÝíåðãîñáåðåãàåìîñòüÃ.26.Ìèíèìàëüíàÿ ðåñóðñîåìêîñòüÄ.27.Ìèíèìàëüíîñòü âèáðàöèè è øóìàÁ.28.Ìîðåõîäíîñòü êîìïëåêñíàÿÄ.29.Êîíñòðóêòèâíàÿ ðåàëèçóåìîñòüÀ.30.Ïîñòðîå÷íàÿ ðåàëèçóåìîñòüÀ.31.Ìèíèìàëüíàÿ ýíåðãîíàñûùåííîñòüÀ.32.Ðàöèîíàëüíîå ñîîòíîøåíèå ñïàñàòåëüíûõ âîçìîæíîñòåéÁ.33.Âåðòèêàëüíàÿ äèíàìè÷íîñòüÁ.34.Óñòîé÷èâîñòü äâèæåíèÿ íà áîëüøèõ ñêîðîñòÿõÀ.35.Áåçîïàñíîñòü òðóäà ýêèïàæàÂ.36.Âîçìîæíîñòü ïðîòèâîäåéñòâèÿ äðåéôóÄ.37.ËåäîïðîõîäèìîñòüÃ.38.ÂåçäåõîäíîñòüÄ.39.ÐåìîíòîïðèãîäíîñòüÀ.40.ÂîîðóæåííîñòüÃ.41.Ñêðûòíîñòü îò ñðåäñòâ îáíàðóæåíèÿÃ.42.Çàùèùåííîñòü îò ïîðàæàþùèõ ôàêòîðîâÃ.43.Äåñàíòîñïîñîáíîñòü òàêèõ ñèòóàöèÿõ îòñóòñòâèå äîñòàòî÷íîéñòàòèñòè÷åñêîé èëè ïðîòîòèïíîéáàçû ïðèâîäèò ê íåîáõîäèìîñòèñèñòåìàòèçàöèè îïûòà ïî ñóäàì ñìåæíûõòèïîâ.  òàêîé ñõåìå êîíöåïöèÿôîðìèðîâàíèÿ ÃÀÌ èç àëãîðèòìè÷åñêèõïîäñèñòåì íàèáîëåå ýôôåêòèâíà.Âîçìîæíîñòü óñêîðåííîãî ôîðìèðîâàíèÿíîâûõ ÃÀÌ íà îñíîâå ñòàðûõ íåïðîñòî âûñâîáîæäàåò âðåìÿ è ñîêðàùàåòñðîêè èññëåäîâàíèé, íî è ÷åòêî îðèåíòèðóåòïðîåêòàíòîâ íà áûñòðî âûÿâëÿåìûåíåäîðàáîòàííûå âîïðîñû è íàíåîáõîäèìîñòü ïðîâåäåíèÿ ïî íèì äîïîëíèòåëüíûõýêñïåðèìåíòîâ èëè ôîðìèðîâàíèÿíîðìàòèâîâ. Íàïðèìåð, òåíäåíöèÿñîçäàíèÿ ñâåðõêðóïíûõ ëàéíåðîâðåçêî îáîñòðÿåò âîïðîñ î ðèñêå ïðè àâàðèÿõè âîîáùå î âîçìîæíîñòè îðãàíèçàöèèñïàñàòåëüíûõ ðàáîò ïðè ñâåðõâûñîêîéêîíöåíòðàöèè ëþäåé, òåì áîëåå, ÷òîê àâàðèéíûì ðèñêàì ïðèáàâèëèñü ðèñêè,ñâÿçàííûå ñ òåððîðèñòàìè è ìîðñêèìèïèðàòàìè. Óæå ïîÿâèëèñü ïðîåêòûáàçèðîâàíèÿ íà ñâåðõëàéíåðàõïàòðóëüíûõ è ñïàñàòåëüíûõ âåðòîëåòîâ,ñëåäîâàòåëüíî, íà íàøèõ ãëàçàõ ðîæäàåòñÿíîâûé òèï ëàéíåðà-âåðòîëåòîíîñöà.Âîîáùå æå, ïî ìíåíèþ àâòîðà, ãîñóäàðñòâåííûåè êëàññèôèêàöèîííûåîðãàíû äîëæíû îãðàíè÷èòü äîïóñòèìóþ«íàñåëåííîñòü» îáúåêòîâ ìîðñêîé òåõíèêè,íå ïðåâûøàÿ ëèìèò 1000–1100÷åëîâåê (âìåñòå ñ ýêèïàæåì è îáñëóæèâàþùèìïåðñîíàëîì).Ñïîñîá îïòèìèçàöèîííîãî ïðîåêòèðîâàíèÿíà îñíîâå ÃÀÌ õîðîøî ïðèñïîñîáëåíê ñîâðåìåííîé ïðàêòèêåïðèìåíåíèÿ ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ.Ïî ìåðå ôîðìèðîâàíèÿ ÃÀÌ (è âöåëîì ïðîåêòíûõ ìåòîäèê) äëÿ ðÿäàñóäîâ ïîñëåäóþùèå çàäà÷è áóäóò òðåáîâàòüâñå ìåíüøèõ íîâûõ ðàçðàáîòîê,îäíàêî ðàíæèðîâàíèå àëãîðèòìè÷åñêèõïîäñèñòåì íåîáõîäèìî ïåðèîäè÷åñêèêîððåêòèðîâàòü.ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ1. Àøèê Â.Â. Ïðîåêòèðîâàíèå ñóäîâ.– Ë.: Ñóäîñòðîåíèå, 1985.2. Áðîííèêîâ À.Â. Êëàññèôèêàöèÿ èñîïîñòàâèòåëüíûé àíàëèç àëãîðèòìîâîïðåäåëåíèÿ îñíîâíûõ ýëåìåíòîâ ïðîåêòèðóåìûõñóäîâ / Òð. ËÊÈ: Îáîñíîâàíèåõàðàêòåðèñòèê ïðîåêòèðóåìûõñóäîâ. – Ë., 1984, ñ. 3 – 8.3. Ïàøèí Â.Ì. Îïòèìèçàöèÿ ñóäîâ. –Ë.: Ñóäîñòðîåíèå, 1983.4. Öàðåâ Á.À. Êëàññèôèêàöèÿ äèñêðåòíûõôàêòîðîâ ïðè îïòèìèçàöèîííîìïðîåêòèðîâàíèè ñóäîâ / Òð. ÍÊÈ:Ïðîåêòèðîâàíèå è êîíñòðóêöèè ñóäîâ.– Íèêîëàåâ, 1983, ñ. 8 – 16.5. Îí æå. Îïòèìèçàöèîííîå ïðîåêòèðîâàíèåñêîðîñòíûõ ñóäîâ. – Ë.:Èçä. ËÊÈ, 1988.6. Îí æå. Ïðîåêòíûé àíàëèç ïðîáëåìûíàâèãàöèîííîé áåçîïàñíîñòè /Òð. ËÊÈ: Ïðîåêòèðîâàíèå ìîðñêèõñóäîâ. – Ë., 1988, ñ. 36 – 41.ìîðñêàÿ òåõíèêà: íàóêà è òåõíîëîãèè¹ 3(15), 2005 Ìîðñêîé âåñòíèê99

ÂÓñêîðåíèÿ L., äÁÍÅÊÎÒÎÐÛÅÎÑÎÁÅÍÍÎÑÒÈÂÈÁÐÀÖÈÈÒÐÀÍÑÏÎÐÒÍÛÕ ÑÓÄÎÂÀÊÒÈÂÍÎÃÎ ËÅÄÎÂÎÃÎÏËÀÂÀÍÈßÀ.Ï.Ìàòëàõ, ïðîô. ÑÏáÃÌÒÓ,ãåíåðàëüíûé äèðåêòîð ÍÏÎ «Ïîëÿðíàÿ Çâåçäà»ω 1 ïîð ω ëîï 2 ω ëîï 3 ω ëîï 4 ω ëîï2 4 8 16 31.5Ñðåäíåãåîìåòðè÷åñêèå çíà÷åíèÿ ÷àñòîò îêòàâíûõ ïîëîñ, ÃöÐèñ.1. Ñðàâíåíèå óðîâíåé õîäîâîé âèáðàöèè êîðïóñà ëåäîêîëàíà ÷èñòîé âîäå è âî ëüäàõ (ω 1– ÷àñòîòà ïåðâîãî ïîðÿäêà,ω ëîï– ëîïàñòíàÿ ÷àñòîòà)100 Ìîðñêîé âåñòíèê ¹ 3(15), 2005íàñòîÿùåå âðåìÿ â ñâÿçè ñ íåîáõîäèìîñòüþîáåñïå÷åíèÿ êðóãëîãîäè÷íîãîâûâîçà óãëåâîäîðîäíîãî ñûðüÿèç Àðêòè÷åñêîãî áàññåéíà êâîçìîæíûì ïîòðåáèòåëÿì ïåðåä ñóäîñòðîèòåëüíîéîòðàñëüþ ïîñòàâëåíà çàäà÷àñîçäàíèÿ òðàíñïîðòíûõ ñóäîâ àêòèâíîãîëåäîâîãî ïëàâàíèÿ íîâîãîïîêîëåíèÿ, êîòîðûå äîëæíû ðàáîòàòü âàðêòè÷åñêèõ óñëîâèÿõ êàê â ñîïðîâîæäåíèèëåäîêîëà, òàê è áåç íåãî. Îæèäàåòñÿ,÷òî îñâîåíèå óíèêàëüíûõ ìåñòîðîæäåíèéíåôòè è ãàçà íà àðêòè÷åñêîìøåëüôå Ðîññèè, çàïàñû êîòîðûõ ñîñòàâëÿþòîêîëî 100 ìëðä. ò â íåôòÿíîìýêâèâàëåíòå, ïîòðåáóåò ê 2010 ã. ñòðîèòåëüñòâà12 – 13 ìîðñêèõ ïëàòôîðì äëÿäîáû÷è óãëåâîäîðîäíîãî ñûðüÿ, 14 ëåäîêîëîâðàçëè÷íîãî íàçíà÷åíèÿ, 34ãèäðîãðàôè÷åñêèõ, àâàðèéíî-ñïàñàòåëüíûõè ïðèðîäîîõðàííûõ ñóäíà, áîëåå 50 òðàíñïîðòíûõ ñóäîâàêòèâíîãî ëåäîâîãî ïëàâàíèÿ îáùèì äåäâåéòîì îêîëî1 ìëí. 300 òûñ. ò.Ñîçäàíèå òàêèõ òðàíñïîðòíûõ ñóäîâ, îáåñïå÷èâàþùèõêðóãëîãîäè÷íóþ íàâèãàöèþ â óñëîâèÿõ Àðêòèêè, ñâÿçàíî ñðåøåíèåì öåëîãî êîìïëåêñà ñëîæíûõ íàó÷íî-òåõíè÷åñêèõïðîáëåì. Ñðåäè íèõ âàæíîå ìåñòî çàíèìàåò ïðîáëåìà ïîâûøåííîéâèáðàöèè ïðè ïëàâàíèè ñóäíà âî ëüäàõ. 70 – 80-å ã. ÕÕ â. ñïåöèàëèñòàìè ÖÍÈÈ èì.àêàä.À.Í.Êðûëîâà [1, 2], ÖÍÈÈ ÌÔ [3, 4, 5, 16], Àðêòè÷åñêîãî èàíòàðêòè÷åñêîãî íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîãî èíñòèòóòà [6, 7,8] âåëèñü àêòèâíûå ðàáîòû ïî íàòóðíûì èññëåäîâàíèÿì õîäîâîéâèáðàöèè ïðè äâèæåíèè ñóäíà âî ëüäàõ. Áëàãîäàðÿèõ óñèëèÿì áûë ñîçäàí áàíê ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ,êîòîðûé õîòÿ è íå ìîæåò ñ÷èòàòüñÿ äîñòàòî÷íûì, íî ïîçâîëÿåòñäåëàòü ðÿä ïðèíöèïèàëüíûõ âûâîäîâ î äèíàìè÷åñêîìïîâåäåíèè ñóäîâ â ëåäîâûõ óñëîâèÿõ.Âèáðàöèîííûå ïðîöåññû, èìåþùèå ìåñòî ïðè äâèæåíèèñóäíà âî ëüäàõ, ñòðîãî ãîâîðÿ, íåñòàöèîíàðíû. Îäíàêî,ñîãëàñíî ïðîâåäåííûì íàáëþäåíèÿì, â ïðîöåññå ýêñïëóàòàöèèåñòü äîâîëüíî ïðîäîëæèòåëüíûå ïåðèîäû, â òå÷åíèåêîòîðûõ ëåäîâûå óñëîâèÿ, ñ òî÷êè çðåíèÿ ãèäðîëîãè÷åñêîéêëàññèôèêàöèè, îñòàþòñÿ ïðàêòè÷åñêè ïîñòîÿííûìè èëè ìåäëåííîìåíÿþùèìèñÿ, è òîãäà âçàèìîäåéñòâèå êîðïóñà ñîëüäîì ìîæíî ñ÷èòàòü ñòàöèîíàðíûì ñëó÷àéíûì ïðîöåññîì.Óñèëåíèå âèáðàöèè âî ëüäàõ â çàâèñèìîñòè îò ïàðàìåòðîâëüäà (òîëùèíà, ñïëî÷åííîñòü, òîðîñèñòîñòü, íàëè÷èåñíåæíîãî ïîêðîâà è ò.ï.), ñêîðîñòè õîäà ñóäíà è îò îêòàâûíîðìèðóåìîãî äèàïàçîíà ìîæåò äîñòèãàòü 20–22 äÁ, ò.å. â20 ðàç è áîëåå ïî ñðàâíåíèþ ñ óðîâíÿìè âèáðàöèè ïðèäâèæåíèè ñóäíà ïî ÷èñòîé âîäå.Íàðÿäó ñ ðîñòîì èíòåíñèâíîñòè âèáðàöèè êîðïóñà ñóäíàâî ëüäàõ ñèëüíî ìåíÿåòñÿ è ñïåêòðàëüíûé ñîñòàâ ïðîèñõîäÿùèõâèáðàöèîííûõ ïðîöåññîâ. Åñëè ïðè äâèæåíèè ñóäíàïî ÷èñòîé âîäå âèáðàöèÿ êîðïóñà äîñòàòî÷íî ïîëíî õàðàêòåðèçóåòñÿêîëåáàíèÿìè ñ ÷àñòîòàìè ëîïàñòíîãî è äâîéíîãîëîïàñòíîãî ïîðÿäêîâ, èíäóöèðóåìûìè ãðåáíûìèâèíòàìè, à òàêæå ñ ÷àñòîòàìè 5 – 9-ãî ïîðÿäêîâ, èíäóöèðóåìûìèíèçêîîáîðîòíûì äèçåëåì, òî âî ëüäàõ çàìåòíûìèñòàíîâÿòñÿ ñîñòàâëÿþùèå ñ ÷àñòîòàìè âûñøèõ ëîïàñòíûõïîðÿäêîâ (ðèñ.1).Êðîìå òîãî, ïðè äâèæåíèè ñóäíà âî ëüäàõ ïðîÿâëÿåòñÿòàê íàçûâàåìàÿ ëåäîâàÿ âèáðàöèÿ, ÿâëÿþùàÿñÿ ñëåäñòâèåìèìïóëüñíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ êîðïóñà ñóäíà ñî ëüäîì èïðîÿâëÿþùàÿñÿ, ãëàâíûì îáðàçîì, ñ îñíîâíûìè ñîáñòâåííûìè÷àñòîòàìè êîðïóñà ñóäíà.Ëåäîâàÿ è èìïóëüñíàÿ íàãðóçêè âîçáóæäàþò îáùóþ âèáðàöèþêîðïóñà ñóäíà â âåðòèêàëüíîé, ãîðèçîíòàëüíî-ïðîäîëüíîéè ãîðèçîíòàëüíî-ïîïåðå÷íîé ïëîñêîñòÿõ.  âèäó áîëüøèõóãëîâ íàêëîíà øïàíãîóòîâ â íîñîâîé îêîíå÷íîñòè ñóäîâàêòèâíîãî ëåäîâîãî ïëàâàíèÿ íàèáîëüøàÿ âåëè÷èíà èìïóëüñàïðèëîæåíà â âåðòèêàëüíîé ïëîñêîñòè è, êàê ñëåäñòâèå ýòîãî,ïðåîáëàäàåò âåðòèêàëüíàÿ êîìïîíåíòà âèáðàöèè.Âûñîòû èìïóëüñîâ, èõ ðàñïðåäåëåíèå âî âðåìåíè è ïîäëèíå íîñîâîé îêîíå÷íîñòè çàâèñÿò îò ñëó÷àéíûõ âíåøíèõôàêòîðîâ, îáóñëîâëåííûõ ñêîðîñòüþ ñóäíà v, òîëùèíîé h ëè ñïëî÷åííîñòüþ s ëüäà, âûñîòîé ñíåæíîãî ïîêðîâà h ñí. Êîëè÷åñòâîèìïóëüñîâ çà åäèíèöó âðåìåíè (ïëîòíîñòü èìïóëüñàλ òàêæå îïðåäåëÿåòñÿ ñïëî÷åííîñòüþ ëüäà è ñêîðîñòüþäâèæåíèÿ ñóäíà (ðèñ. 2). ×àñòîòà ñëåäîâàíèÿèìïóëüñîâ çàâèñèò îò ñêîðîñòè ñóäíà. Ïðè ïðèáëèæåíèè÷àñòîòû ñëåäîâàíèÿ èìïóëüñîâ ê ñîáñòâåííûì ÷àñòîòàì êîëåáàíèéêîðïóñà îòìå÷àåòñÿ ñóùåñòâåííîå âîçðàñòàíèå àìïëèòóäêîëåáàíèé, íàïîìèíàþùèõ ïî õàðàêòåðó ïèêè ðåçîíàíñíîéêðèâîé.Òàêèì îáðàçîì, àïïðîêñèìèðóÿ èìåþùèåñÿ ýêñïåðèìåíòàëüíûåäàííûå ïî âèáðàöèè ñóäîâ ðàçëè÷íûõòèïîâ, íà òðàíñïîðòíûõ ñóäàõ àêòèâíîãîëåäîâîãî ïëàâàíèÿ ìîæíî îæèäàòü:– â ÷àñòîòíûõ îêòàâàõ ñî ñðåäíåãåîìåòðè÷åñêèìèçíà÷åíèÿìè ÷àñòîò 2 è 4 Ãö, â êîòîðûõóðîâíè âèáðàöèè îïðåäåëÿþòñÿ äèñêðåòàìèñ ÷àñòîòàìè íèçøèõ ñîáñòâåííûõ òîíîâêîðïóñà è ïåðâîãî ïîðÿäêà îò ðàáîòû ãðåáíûõâèíòîâ, âîçðàñòàíèå óðîâíåé âèáðàöèè âîëüäàõ ìîæåò ñîñòàâèòü 10 – 15 äÁ ïî ñðàâíåíèþñ ÷èñòîé âîäîé. Ïðè÷èíîé òàêîãî óñèëåíèÿâèáðàöèè ÿâëÿåòñÿ âîçäåéñòâèå íà íîñîâóþ÷àñòü êîðïóñà àïåðèîäè÷åñêèõ èìïóëüñîâ,îáóñëîâëåííûõ óäàðíûì âçàèìîäåéñòâèåìêîðïóñà ñî ëüäîì;– â îêòàâå 8 Ãö, â êîòîðîé âèáðàöèÿ îïðåäåëÿåòñÿëîïàñòíîé ãàðìîíèêîé, óðîâíè âèá-

Ðèñ.2. Çàâèñèìîñòü ÷èñëà èìïóëüñîâ ë, ïîëó÷àåìûõíîñîâîé îêîíå÷íîñòüþ ä/ý «Îáü» ïðè äâèæåíèèâ ìåëêîáèòûõ ëüäàõ.ðàöèè âî ëüäàõ ìîãóò âîçðàñòàòü íà 3 – 6 äÁ ïðè óñëîâèèîòñóòñòâèÿ â ýòîì ÷àñòîòíîì äèàïàçîíå ðåçîíàíñîâ êîðïóñàè íàäñòðîéêè ñóäíà;– â áîëåå âûñîêî÷àñòîòíûõ îêòàâàõ 16 è 31,5 Ãö, â êîòîðûõïðåîáëàäàþùèìè äèñêðåòàìè ÿâëÿþòñÿ äèñêðåòûâòîðîãî è òðåòüåãî ëîïàñòíîãî ïîðÿäêà, óñèëåíèå ìîæåòñîñòàâèòü 3 –4 äÁ ïðè îòñóòñòâèè ðåçîíàíñîâ îñíîâíûõ òîíîââåðòèêàëüíûõ êîëåáàíèé îáèòàåìûõ ïàëóá íàäñòðîåê. òàáë. 1 ïðåäñòàâëåíû ôàêòè÷åñêèå âåëè÷èíû ìàêñèìàëüíîãîâ êàæäîé îêòàâå âîçðàñòàíèÿ õîäîâîé âèáðàöèèêîðïóñà è íàäñòðîéêè â çàâèñèìîñòè îò ëåäîâûõ óñëîâèéïëàâàíèÿ, çàìåðåííûå íà à/ë «Ñèáèðü» [4].Èç äàííûõ òàáë. 1 âèäíî, êàê ðàçëè÷íûå ëåäîâûå óñëîâèÿìîãóò âëèÿòü íà õàðàêòåð è èíòåíñèâíîñòü õîäîâîéâèáðàöèè ñóäîâ ëåäîâîãî ïëàâàíèÿ. Òàê, íàïðèìåð, â òîíêèõáåëûõ, íî òîðîñèñòûõ ëüäàõ, òîëùèíîé 60 –70 ñì, èíòåíñèâíîñòüâèáðàöèè êîðïóñà è íàäñòðîéêè â îêòàâå 2 Ãö çàìåòíî– â 2–3 ðàçà âûøå, ÷åì â áîëåå òîëñòîì (90–130 ñì) ñïëîøíîìðîâíîì ïîëå, è ïðèìåðíî îäíîãî ïîðÿäêà â íåêîòîðûõäðóãèõ îêòàâàõ (íàïðèìåð, 16 è 32 Ãö). Ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñòàêæå òî, ÷òî äàæå ïðè òàêîé íåçíà÷èòåëüíîé äëÿ ìîùíîãîàòîìíîãî ëåäîêîëà òîëùèíå ëüäà – 10–15 ñì ïðîèñõîäèòäîâîëüíî çàìåòíîå óñèëåíèå âèáðàöèè.Ëåä îêàçûâàåò ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå íà äèíàìè÷åñêèåõàðàêòåðèñòèêè êîðïóñà ñóäíà.Àíàëèç íàòóðíûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèéâèáðàöèè, ïðîâåäåííûõ âî ëüäàõ íà ëåäîêîëàõ, ïîêàçàë ñëåäóþùåå:– çíà÷åíèÿ íèçøèõ ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò èõ êîðïóñîâïîä âëèÿíèåì îêðóæàþùèõ ëåäîâûõ ïîëåé äàæå ñðàâíèòåëüíîíåáîëüøîé òîëùèíû ìîãóò óìåíüøàòüñÿ â ïðåäåëàõîò 1–5% íà ñóäàõ áîëüøîãî âîäîèçìåùåíèÿ è äî 7–13%íà ñóäàõ ìåíüøåãî. Ñíèæåíèå ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò ïðîèñõîäèòâ ïðåäåëàõ ïåðâûõ ÷åòûðåõ òîíîâ âåðòèêàëüíûõ êîëåáàíèéêîðïóñà èç-çà âëèÿíèÿ, êîòîðîå îêàçûâàåò ëåä íàâåëè÷èíó ïðèñîåäèíåííûõ ìàññ âîäû;– ôîðìû ñâîáîäíûõ êîëåáàíèé êîðïóñà ñóäíà, íàõîäÿùåãîñÿâ îêðóæåíèè ëåäîâîãî ïîëÿ, òàêæå íåñêîëüêî èçìåíÿþòñÿâñëåäñòâèå òîãî, ÷òî ïëîñêîñòü ëåäîâîãî ïîëÿ íàïîâåðõíîñòè âîäû îãðàíè÷èâàåò âîçìîæíîñòü ñâîáîäíîãîïåðåòåêàíèÿ çàáîðòíîé âîäû, ïðèâåäåííîé â äâèæåíèå êîëåáàíèÿìèêîðïóñà è îïðåäåëÿþùåé âåëè÷èíó ïðèñîåäèíåííûõìàññ.  ÷àñòíîñòè, íàïðèìåð, íàëè÷èå ñïëîøíîãîëåäîâîãî ïîëÿ ïðåïÿòñòâóåò îáðàçîâàíèþ ïîâåðõíîñòíûõâîëí. Îäíàêî â ïðàêòè÷åñêîé ðàáîòå ýòî òàê æå, êàê è èçìåíåíèåçíà÷åíèé ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò êîðïóñà, ñ÷èòàåòñÿ ìàëîñóùåñòâåííûì è íå ó÷èòûâàåòñÿ.Ïîýòîìó ìîæíî îòìåòèòü, ÷òî ëåäîâûå ïîëÿ, îêðóæàþùèåñóäíî, â ïðèíöèïå, îêàçûâàþò äîñòàòî÷íî çàìåòíîå âëèÿíèåíà ÷àñòîòû ñîáñòâåííûõ êîëåáàíèé åãî êîðïóñà, îäíàêîïðè ïðàêòè÷åñêèõ ðàñ÷åòàõ âèáðàöèè ýòèì âëèÿíèåì ïîêàïðåíåáðåãàþò êàê óòî÷íåíèåì, íàõîäÿùèìñÿ â ïðåäåëàõïîãðåøíîñòè ïðàêòè÷åñêèõ ðàñ÷åòîâ.Ãîðàçäî áîëåå çíà÷èòåëüíîå, à íà íèçøèõ ñîáñòâåííûõ÷àñòîòàõ äàæå âåñüìà çíà÷èòåëüíîå, âëèÿíèå ëåäîâûå ïîëÿîêàçûâàþò íà äåìïôèðîâàíèå. Äàííûå ïóáëèêàöèè [9], ïî-Òî÷êàèçìåðåíèé164 øï.êîðìà,ãëàâíàÿ.ïàëóáàËåäîâûå óñëîâèÿ×àñòîòû, Ãö2 4 8 16 31,5 63Ñåðûå ëüäû 10-15ñì 2 - 5 2 2 - - -Òîíêèå 60-70 ñìòîðîñèñòûå ëüäûËåä ñðåäíåé òîëùèíû90-130 ñì10 - 30 4 -6 1,5 - 3 2 2 -6 - 10 6 - 10 7 - 10 3 - 5 2 - 3 -44 øï. Ñåðûå ëüäû 10-15 ñì 2 - 5 2 - 6 1,5 - 2 2 - 5 1,5 1,5Íàäñòðîéêà3-é ÿðóñÊîýôôèöèåíòû óñèëåíèÿ âèáðàöèè êîðïóñà â ðàçëè÷íûõ ëüäàõÒîíêèå 60-70 ñìòîðîñèñòûå ëüäûËåä ñðåäíåé òîëùèíû90-130 ñì6 - 30 6 - 16 2 - 3 2 - 3 2 1,53 - 16 3 - 13 3 - 14 2 - 4 2 - 3 -Òàáëèöà 1ìîðñêàÿ òåõíèêà: íàóêà è òåõíîëîãèè¹ 3(15), 2005 Ìîðñêîé âåñòíèê101

ëó÷åííûå â ðåçóëüòàòå ïðÿìîãî ýêñïåðèìåíòà ïðè âîçáóæäåíèèâèáðîãåíåðàòîðîì êîëåáàíèé êîðïóñà ëåäîêîëà «SISU»íà ÷èñòîé âîäå è âî ëüäàõ ðàçëè÷íîé òîëùèíû, ïîêàçûâàþò,÷òî íàëè÷èå ëåäîâîãî ïîëÿ âîêðóã ñóäíà çíà÷èòåëüíî óâåëè-÷èâàåò, îñîáåííî íà íèçøèõ ñîáñòâåííûõ ÷àñòîòàõ êîðïóñà,ðàññåÿíèå ýíåðãèè êîëåáàíèé è ñîîòâåòñòâåííî ñíèæàåò êîýôôèöèåíòûäèíàìè÷íîñòè ïðè ðåçîíàíñàõ (ðèñ. 3).Êîýôôèöèåíòäèíàìè÷íîñòè160140120100806040200I II III IVÍîìåð òîíà ïðîöåññå èññëåäîâàíèé âëèÿíèÿ ëüäà íà õàðàêòåðèñòèêèäåìïôèðîâàíèÿ êîëåáàíèé êîðïóñà, áûëè âûÿâëåíûñëåäóþùèå çàêîíîìåðíîñòè:– íàèáîëüøåå äåìïôèðóþùåå âëèÿíèå ëüäà ïðîÿâëÿåòñÿíà ïåðâîì òîíå ïîïåðå÷íûõ êîëåáàíèé êîðïóñà è âûðàæàåòñÿâ óìåíüøåíèè êîýôôèöèåíòà äèíàìè÷íîñòè â 4–6 è äàæå äî 10 ðàç è áîëåå â çàâèñèìîñòè îò òîëùèíû,ñïëî÷åííîñòè è äðóãèõ õàðàêòåðíûõ ïàðàìåòðîâ ëåäîâîãîïîëÿ;– ñ óâåëè÷åíèåì íîìåðà òîíà êîëåáàíèé âëèÿíèå ïðèñóòñòâèÿëüäà âáëèçè êîðïóñà íà âûñîòó åãî ðåçîíàíñíûõïèêîâ, à ñëåäîâàòåëüíî, è íà ÷èñëåííûå çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòîâäèíàìè÷íîñòè, äîâîëüíî áûñòðî óìåíüøàåòñÿ è óæåíà øåñòîì-ñåäüìîì òîíå ïðàêòè÷åñêè ïðåêðàùàåòñÿ.Òàêèì îáðàçîì, î÷åâèäíî, ÷òî âëèÿíèå ëåäîâûõ óñëîâèéïëàâàíèÿ ïðàêòè÷åñêè ñâîäèòñÿ ê âåñüìà ñóùåñòâåííîìóóìåíüøåíèþ êîýôôèöèåíòîâ äèíàìè÷íîñòè íà ÷àñòîòàõíåñêîëüêèõ ïåðâûõ òîíîâ åãî ïîïåðå÷íûõ êîëåáàíèé è ìîæåòíå ó÷èòûâàòüñÿ ïðè ðåøåíèè âîïðîñîâ, ñâÿçàííûõ ñîïðåäåëåíèåì äðóãèõ äèíàìè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê – ñîáñòâåííûõ÷àñòîò è ôîðì êîëåáàíèé.Âìåñòå ñ òåì ñëåäóåò êîíñòàòèðîâàòü, ÷òî èìåþùèåñÿýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå íå ïîçâîëÿþò ïîëó÷èòü ïîëíóþêàðòèíó äèíàìè÷åñêîãî ïîâåäåíèÿ âî ëüäàõ òðàíñïîðòíûõñóäîâ.  ÷àñòíîñòè, îòñóòñòâóþò äàííûå î õîäîâîé âèáðàöèèáîëüøåãðóçíûõ ñóäîâ, îñíàùåííûõ Àçèïîäàìè, íåòñâåäåíèé î âëèÿíèè ëåäîâûõ óñëîâèé íà óñèëèÿ ãåíåðèðóåìûåìàëîîáîðîòíûìè äèçåëÿìè, íåò äîñòàòî÷íûõ äàííûõî ñàìîñòîÿòåëüíîì äâèæåíèè òðàíñïîðòíûõ ñóäîâ â ëåäîâûõïîëÿõ.Áàíê ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ ïî õîäîâîé âèáðàöèèñóäîâ â ëåäîâûõ óñëîâèÿõ íåîáõîäèìî ïîïîëíÿòü. Ñýòîé òî÷êè çðåíèÿ, íåëüçÿ íå ïðèâåòñòâîâàòü âûñîêîøèðîòíóþàðêòè÷åñêóþ ýêñïåäèöèþ «Àðêòèêà–2005» íà ñóäíå«Àêàäåìèê Ôåäîðîâ», îðãàíèçîâàííóþ â ðàìêàõ Ôåäåðàëüíîéöåëåâîé ïðîãðàììû «Ìèðîâîé îêåàí», â õîäå êîòîðîéñïåöèàëèñòàìè ÀÀÍÈÈ ïî ïðîñüáå ÍÏÎ «Ïîëÿðíàÿ çâåçäà»áóäóò ïðîâåäåíû íàòóðíûå èçìåðåíèÿ ïàðàìåòðîâ ïðî÷íîñòèè âèáðàöèè ïðè äâèæåíèè ñóäíà âî ëüäàõ.Ïîâûøåííàÿ âèáðàöèÿ, êàê èçâåñòíî, ðàññòðàèâàåò ðàáîòóïðèáîðîâ è ìåõàíèçìîâ, çàòðóäíÿåò èñïîëüçîâàíèåñóäíà ïî åãî ôóíêöèîíàëüíîìó íàçíà÷åíèþ, âûçûâàåò ðàçðóøåíèÿêîðïóñíûõ êîíñòðóêöèé, óõóäøàåò óñëîâèÿ îáèòàåìîñòè[18, 19]. Ïðè äâèæåíèè ñóäíà âî ëüäàõ âñå ïåðå-÷èñëåííûå íåãàòèâíûå ôàêòîðû ðåàëèçóþòñÿ â ïîëíîé ìåðå.Îñîáåííî íåáëàãîïîëó÷íî äåëà îáñòîÿò ñ âèáðàöèåé â îáèòàåìûõïîìåùåíèÿõ ñóäíà, ãäå òðåáîâàíèÿ ñàíèòàðíûõ íîðìâèáðàöèè ÑÍ.2.5.2.048–96 ìîãóò ïðåâûøàòüñÿ íà 10–20 äÁè áîëåå. Ïîâûøåííûå óðîâíè âèáðàöèè, âîçäåéñòâóþùèåíà îðãàíèçì ÷åëîâåêà, âûçûâàþò ïåðåóòîìëåíèå, ðàññåèâàíèåâíèìàíèÿ è, êàê ñëåäñòâèå, íàâèãàöèîííûåîøèáêè. Ñîãëàñíî ñòàòèñòèêå, äî 25 %ëåäîâûõ ïîâðåæäåíèé, ôèêñèðóåìûõ íà ñóäàõ,ÿâëÿþòñÿ ñëåäñòâèåì îøèáîê ýêèïàæà.Çàìåòèì, ÷òî äëÿ òðàíñïîðòíîãî ñóäíà, ïåðåâîçÿùåãîóãëåâîäîðîäíîå ñûðüå, ïîâðåæäåíèåêîðïóñà ìîæåò áûòü ÷ðåâàòî ýêîëîãè÷åñêîéêàòàñòðîôîé.  äîëãîñðî÷íîìïëàíå ïîâûøåííûå óðîâíè âèáðàöèè âûçûâàþòõðîíè÷åñêèå çàáîëåâàíèÿ è ðàííåå ñïèñàíèåêâàëèôèöèðîâàííûõ ñïåöèàëèñòîâ íàáåðåã.Êàê óæå îòìå÷àëîñü, ïðè äâèæåíèè ñóäíàâî ëüäàõ çíà÷èòåëüíî âîçðàñòàþò íåóðàâíîâåøåííûåâèáðàöèîííûå óñèëèÿ, ãåíåðèðóåìûåãðåáíûìè âèíòàìè, ìåíÿåòñÿ èõ÷àñòîòíûé ñïåêòð. Íàðÿäó ñ òðàäèöèîííûìèóñèëèÿìè ïåðâîãî ëîïàñòíîãî è äâîéíîãîëîïàñòíîãî ïîðÿäêîâ àêòèâíî ïðîÿâëÿþòñÿóñèëèÿ òðîéíîé ëîïàñòíîé è äàæå÷åòâåðòîé ëîïàñòíîé ÷àñòîòû. Êðîìå òîãî, âîçíèêàåò è ñòàáèëüíîïîääåðæèâàåòñÿ òàê íàçûâàåìàÿ ëåäîâàÿ âèáðàöèÿ,ïðîèñõîäÿùàÿ ñ îñíîâíûìè ÷àñòîòàìè âåðòèêàëüíûõ, òðàâåðçíûõè ïðîäîëüíûõ êîëåáàíèé êîðïóñà ñóäíà è ÿâëÿþùàÿñÿñëåäñòâèåì èìïóëüñíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ êîðïóñíûõêîíñòðóêöèé ñî ëüäîì. Òàêæå àêòèâíî, êàê è íà ÷èñòîé âîäå,ïðîÿâëÿþòñÿ âèáðàöèè, ãåíåðèðóåìûå ãëàâíûìè è âñïîìîãàòåëüíûìèäâèãàòåëÿìè.  ðåçóëüòàòå âñå ÷àñòîòíûå îêòàâû,ðåãëàìåíòèðîâàííûå òðåáîâàíèÿìè ñàíèòàðíûõ íîðìâèáðàöèè, îêàçûâàþòñÿ çàïîëíåííûìè.  ñâÿçè ñ óïëîòíåíèåìñïåêòðà âîçìóùàþùèõ óñèëèé çíà÷èòåëüíî âîçðàñòàåòâåðîÿòíîñòü âîçíèêíîâåíèÿ ðåçîíàíñíûõ êîëåáàíèé êîðïóñàñóäíà, åãî íàäñòðîéêè è îáèòàåìûõ ïàëóá íàäñòðîéêè. ñëó÷àå ðåàëèçàöèè òàêîé âåðîÿòíîñòè âèáðàöèîííûå óñëîâèÿîáèòàåìîñòè ïðè äâèæåíèè ñóäíà âî ëüäàõ ñòàíîâÿòñÿíåâûíîñèìûìè ñî âñåìè âûòåêàþùèìè ïîñëåäñòâèÿìè,çíà÷èòåëüíî âîçðàñòàåò âåðîÿòíîñòü âèáðàöèîííûõ ïîâðåæäåíèéêîðïóñíûõ êîíñòðóêöèé.Ïîýòîìó íà ñòàäèè òåõíè÷åñêîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ ñóäíààêòèâíîãî ëåäîâîãî ïëàâàíèÿ îñîáîå âíèìàíèå äîëæíîáûòü óäåëåíî âîïðîñàì èñêëþ÷åíèÿ ðåçîíàíñíûõ êîëåáàíèéîñíîâíûõ òîíîâ êîðïóñà ñóäíà, íàäñòðîéêè è îáèòàåìûõïàëóá íàäñòðîéêè.Ñîâðåìåííûå ñòðóêòóðíûå ìåòîäû ñ èñïîëüçîâàíèåìïðîñòðàíñòâåííûõ ðàñ÷åòíûõ ñõåìàòèçàöèé ïîçâîëÿþò äîñòàòî÷íîòî÷íî ñïðîãíîçèðîâàòü ïàðàìåòðû ñîáñòâåííûõ êîëåáàíèéêîðïóñà, íàäñòðîéêè è ïàëóá íàäñòðîéêè. Îäíàêîýòîé íåîáõîäèìîé ïðîöåäóðå íå âñåãäà íà ñòàäèè ïðîåêòèðîâàíèÿóäåëÿåòñÿ äîëæíîå âíèìàíèå. Òàê, íà òàíêåðå ëåäîâîãîïëàâàíèÿ ïð. 20070 ïîâûøåííàÿ âèáðàöèÿ êîðïóñà ñóäíàîêàçàëàñü îáóñëîâëåííîé íåóðàâíîâåøåííûì ìîìåíòîì äèçåëÿ2-ãî ïîðÿäêà (4.1 Ãö) íà ðåæèìå õîäà 123 îá/ìèí, êîòîðûéîêàçàëñÿ áëèçêèì ê ÷àñòîòå 7-ãî òîíà ñîáñòâåííûõ êîëåáàíèéêîðïóñà ïðè ïîëíîé çàãðóçêå ñóäíà (îñàäêà 9.0–9.2 ì).Íàèáîëåå ðàäèêàëüíûì ñðåäñòâîì áîðüáû ñ ïîâûøåííîéâèáðàöèåé â äàííîì ñëó÷àå ÿâëÿåòñÿ óñòàíîâêà íà äèçåëüêîìïåíñàòîðà íåóðàâíîâåøåííîãî ìîìåíòà. Çàâîä-ñòðîèòåëüÔÃÓÏ «Àäìèðàëòåéñêèå âåðôè» ïðè ðåøåíèè âîçíèêøåéïðîáëåìû ïîøåë ïî äðóãîìó ïóòè – ïåðåðåãóëèðîâêè ãëàâíîãîäèçåëÿ íà ðåæèì ïîëíîãî õîäà 127 îá/ìèí. Òàíêåðàïð. 20071, â îòëè÷èå îò àíàëîãè÷íûõ ñóäîâ ïð. 20070, èìåþòâ òàíêîâîé ÷àñòè ïðîäîëüíóþ ïåðåáîðêó. Ýòî îáñòîÿòåëüñòâîïðèâåëî ê óâåëè÷åíèþ ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò êîðïóñà.×èñòàÿ âîäàËåä 30 ñì(ýêñïåðèìåíò)Ëåä 30 ñì(àïïðîêñèìàöèÿ)Ëåä 50 ñì(ýêñïåðèìåíò)Ëåä 50 ñì(àïïðîêñèìàöèÿ)Ðèñ. 3. Çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòîâ äèíàìè÷íîñòè êîðïóñà ëåäîêîëà«SISU» íà ÷àñòîòàõ ïåðâûõ ÷åòûðåõ òîíîâ âåðòèêàëüíûõñîáñòâåííûõ êîëåáàíèé íà ÷èñòîé âîäå è âî ëüäàõ òîëùèíîé 30è 50 ñì.102 Ìîðñêîé âåñòíèê ¹ 3(15), 2005

Äëÿ èõ îïðåäåëåíèÿ íà òàíêåðå «Ñàðàòîâ» áûëè ïðîâåäåíûèçìåðåíèÿ õîäîâîé âèáðàöèè êîðïóñà ïðè ïëàâíîì ïîäúåìåîáîðîòîâ [10]. Ïîäúåì ÷àñòîòû âðàùåíèÿ ãðåáíîãî âèíòàîñóùåñòâëÿëñÿ â äèàïàçîíå 60–120 îá/ìèí. Ïðè ýòîì äèàïàçîí÷àñòîò 2-ãî ïîðÿäêà ñîñòàâëÿë 2.0–4.23 Ãö. Çíà÷åíèÿíèçøèõ ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò âåðòèêàëüíûõ êîëåáàíèé êîðïóñàòàíêåðà ñâåäåíû â òàáë. 2.Òàáëèöà 2Çíà÷åíèÿ íèçøèõ ñîáñòâåííûõ ÷àñòîòâåðòèêàëüíûõ êîëåáàíèé êîðïóñàÒîíÎñàäêà, ì6.03 ì 9.16 ì 9.8 ì1 1.32 Ãö 1.18 Ãö 1.15 ÃöÐàñ÷åòíàÿ ìîäåëü êîðïóñà ïîêàçàíà íà ðèñ. 4.Ðèñ. 4. Ðàñ÷åòíàÿ ìîäåëü êîðïóñà òàíêåðàäåäâåéòîì 70 000 òÇíà÷åíèÿ ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò êîðïóñà â äèàïàçîíå õîäîâîéâèáðàöèè äî ëîïàñòíîé ÷àñòîòû ïðèâåäåíû â òàáë. 3.Òàáëèöà 3Çíà÷åíèÿ ÷àñòîò ñâîáîäíûõêîëåáàíèé êîðïóñà, Ãö2 2.82 Ãö 2.43 Ãö 2.37 Ãö3 4.16 Ãö 3.43 Ãö 3.05 Ãö4 4.25 Ãö 3.6 ÃöÒîíÁàëëàñòíîå âîäîèçìåùåíèå21 700 òÂåðòèêàëüíûåêîëåáàíèÿÒðàâåðçíûåêîëåáàíèÿÀíàëèç ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé ïîçâîëÿåò çàêëþ÷èòü, ÷òîóñòàíîâêà ïðîäîëüíîé ïåðåáîðêè â òàíêîâîé ÷àñòè êîðïóñàòàíêåðà ïð. 20071 ïðèâåëà ê óëó÷øåíèþ âèáðàöèîííîé îáñòàíîâêèíà òàíêåðå ïðè ïëàâàíèè â ãðóçó. Îäíàêî ïðèïëàâàíèè â áàëëàñòå âûçûâàåò îïàñåíèå áëèçîñòü ÷àñòîòûâòîðîãî ïîðÿäêà ê ÷àñòîòå 3-ãî òîíà êîðïóñà. èññëåäîâàòåëüñêèõ öåëÿõ áûëî âûïîëíåíî ðàñ÷åòíîåïðîãíîçèðîâàíèå ïàðàìåòðîâ ñîáñòâåííûõ êîëåáàíèé êîðïóñàîäíîãî èç ïðîåêòíûõ âàðèàíòîâ ëåäîâîãî òàíêåðà äåäâåéòîì70 000 ò.Îñíîâíûå ïðîåêòíûå õàðàêòåðèñòèêè ñóäíà1 0.95 2.122 1.73 3.93 2.93 6.54 4.55 10.55 6.656 7.45Òèï ñóäíàÊëàññ ñóäíàÄëèíà ìåæäóïåðïåíäèêóëÿðàìè, ìÒàíêåðRMRS KM+LU6 (1)A1 Oil Tanker (ESP)229.3Øèðèíà, ì 34Âûñîòà áîðòà, ì 20.8Îñàäêà, ì 13.6Ñêîðîñòü, óç 16Ãëàâíûå äâèãàòåëèÄèçåëü-ãåíåðàòîðû4×6L46C “Wartsila”,4×3600 êÂò×èñëî âèíòîâ 2×èñëî ëîïàñòåé 4Äèàìåòð, ì 5.6×àñòîòà âðâùåíèÿ,îá/ìèí115Óïîð, êÍ 2 õ 600Ôîðìû ñâîáîäíûõ êîëåáàíèé êîðïóñà ïåðâûõ òðåõ òîíîâïðèâåäåíû íà ðèñ. 5 – 7.Ðèñ. 5. Ôîðìà 1-ãî òîíà ñâîáîäíûõ âåðòèêàëüíûõêîëåáàíèé êîðïóñà òàíêåðàÐèñ. 6. Ôîðìà 2-ãî òîíà ñâîáîäíûõ âåðòèêàëüíûõêîëåáàíèé êîðïóñà òàíêåðàÁÅÇÎÏÀÑÍÎÑÒÜ ÌÎÐÅÏËÀÂÀÍÈß¹ 2(14), 2005 Ìîðñêîé âåñòíèê103

Ðèñ. 7. Ôîðìà 1-ãî òîíà ñâîáîäíûõ òðàâåðçíûõ êîëåáàíèéêîðïóñà òàíêåðàÈç ðåçóëüòàòîâ ðàñ÷åòíûõ èññëåäîâàíèé ìîæíî ñäåëàòüñëåäóþùèå âûâîäû.Ïðè äâèæåíèè ñóäíà íà ïîëíîì õîäó â áàëëàñòå âîçíèêíîâåíèåðåçîíàíñîâ âîçìîæíî (ñì. ðèñ. 8):ñ ÷àñòîòîé 1-ãî ïîðÿäêà:1-ãî òîíà ãîðèçîíòàëüíûõ êîëåáàíèé;2-ãî òîíà âåðòèêàëüíûõ êîëåáàíèé:ñ ÷àñòîòîé ëîïàñòíîãî ïîðÿäêà:6-ãî òîíà âåðòèêàëüíûõ êîëåáàíèé.Êàê âèäíî, ðàñ÷åòíîå ìîäåëèðîâàíèå ñâîáîäíûõ êîëåáàíèéêîðïóñà ñóäíà äàåò âïîëíå äîñòàòî÷íóþ èíôîðìàöèþäëÿ ñâîåâðåìåííîãî ïðîåêòíîãî èñêëþ÷åíèÿ ðåçîíàíñíûõêîëåáàíèé êîðïóñà. Íàäî òîëüêî ýòîé èíôîðìàöèåéïðàâèëüíî è ñâîåâðåìåííî ðàñïîðÿäèòüñÿ.Íàäñòðîéêà ñîâðåìåííîãî òðàíñïîðòíîãî ñóäíà ïðåäñòàâëÿåòñîáîé âåñüìà ñëîæíîå ñîîðóæåíèå, äèíàìè÷åñêèâçàèìîäåéñòâóþùåå ñ êîðïóñîì ñóäíà. Òåì íå ìåíåå ñîâðåìåííûåñòðóêòóðíûå ìåòîäû îáåñïå÷èâàþò òî÷íîñòü ðàñ-÷åòíîãî ïðîãíîçèðîâàíèÿ ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò íàäñòðîéêèêîðïóñà 8 – 10 % [10]. Íåñìîòðÿ íà äîñòàòî÷íî âûñîêóþòî÷íîñòü ðàñ÷åòíîãî ïðîãíîçèðîâàíèÿ, â òåõíîëîãè÷åñêèéöèêë ïîñòðîéêè ñóäîâ íà ÔÃÓÏ «Àäìèðàëòåéñêèå âåðôè»âíåäðåíû íàòóðíûå ÷àñòîòíûå èñïûòàíèÿ êîíñòðóêöèé íàäñòðîåêè îáèòàåìûõ ïàëóá íàäñòðîéêè. Ìåòîäèêà ÷àñòîòíûõèñïûòàíèé ðàçðàáîòàíà è âíåäðåíà ïîä íàó÷íûì ðóêîâîäñòâîìä-ðà òåõí. íàóê, ïðîô. Â.Ë.Àëåêñàíäðîâà [11].Íàëè÷èå òàêîé ìåòîäèêè ïîçâîëèëî ñïåöèàëèñòàì «Àäìèðàëòåéñêèõâåðôåé» ðåøèòü ïðîáëåìó ñàíèòàðíûõ íîðìâèáðàöèè äëÿ òàíêåðîâ ðàçëè÷íûõ ïðîåêòîâ, ñîçäàâàåìûõíà çàâîäå â ïîñëåäíåå äåñÿòèëåòèå. Ïðîâåäåíèå ÷àñòîòíûõèñïûòàíèé íàäñòðîåê è ïàëóá íàäñòðîåê ÿâëÿåòñÿ ñîâåðøåííîîáÿçàòåëüíûì äëÿ ñóäîâ ëåäîâîãî ïëàâàíèÿ.Ñîîòíîøåíèå ìåæäó ñîáñòâåííûìè ÷àñòîòàìè íàäñòðîéêèè ëîïàñòíîé ÷àñòîòîé ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç ãëàâíûõ ôàêòîðîâ,îïðåäåëÿþùèõ óðîâíè õîäîâîé âèáðàöèè ïàëóá ïîìåùåíèéâ îêòàâå 8 Ãö.Ñîáñòâåííûå ÷àñòîòû íàäñòðîåê òàíêåðîâ ïðî. 20070 è20072 îïðåäåëÿëèñü ïðè ïðîâåäåíèÿ ñïåöèàëüíûõ ÷àñòîòíûõèñïûòàíèé íà çàêàçàõ 02730 è 02733 â ïåðèîä øâàðòîâíûõèñïûòàíèé ó ñòåíêè çàâîäà.Âîçáóæäåíèå êîëåáàíèé íàäñòðîéêè ïðîèçâîäèëîñüäåáàëàíñíûì âèáðîâîçáóäèòåëåì, óñòàíîâëåííûì íà ïàëóáåõîäîâîãî ìîñòèêà. Ðåãèñòðàöèÿ êîëåáàíèé ïðîèçâîäèëàñüñ ïîìîùüþ âèáðîïðåîáðàçîâàòåëåé, óñòàíîâëåííûõ ïîëåâîìó è ïðàâîìó áîðòàì íà âñåõ ÿðóñàõ íàäñòðîéêè. Âðåçóëüòàòå èñïûòàíèé óñòàíîâëåíî, ÷òî ñîáñòâåííûå ÷àñòîòûíàäñòðîåê îáîèõ ïðîåêòîâ ïðàêòè÷åñêè ðàâíû è ñîñòàâëÿþò:– 10.8 Ãö – 1-é òîí ïðîäîëüíûõ êîëåáàíèé;– 16.2 Ãö – 1-é òîí êðóòèëüíûõ êîëåáàíèé.Ðàñ÷åòíûå çíà÷åíèÿ îñíîâíûõ ÷àñòîò íàäñòðîéêè, îïðåäåëåííûåíà ñòàäèè òåõíè÷åñêîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ, ñîñòàâèëèñîîòâåòñòâåííî 11.5 è 15.2 Ãö. Ðàñ÷åòíûå ôîðìû ïîêàçàíûíà ðèñ. 9.Òàêèì îáðàçîì, ñîáñòâåííûå ÷àñòîòû äàëåêè îò ëîïàñòíîé÷àñòîòû (8.4–8.8. Ãö), è ðåçîíàíñíûå êîëåáàíèÿ íàäñòðîåêèñêëþ÷åíû. Ðåçóëüòàòîì ýòîãî îáñòîÿòåëüñòâà ÿâèëîñüîòñóòñòâèå ñåðüåçíûõ ïðîáëåì ñ âèáðàöèåé âïîìåùåíèÿõ â îêòàâå 8 Ãö.Ïàëóáû îáèòàåìûõ ïîìåùåíèé íàäñòðîåê ñóäîâ ëåäîâîãîïëàâàíèÿ õîðîøî ìîäåëèðóþòñÿ ïëîñêèìè áàëî÷íûìèïåðåêðûòèÿìè, ÷òî ïîçâîëÿåò îáåñïå÷èòü òî÷íîñòü ðàñ-÷åòíîãî ïðîãíîçèðîâàíèÿ ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò âåðòèêàëüíûõ12Ñîáñòâåííàÿ ÷àñòîòà, Ãö108642Òðàâåðçíûå êîëåáàíèÿÏåðâûé ïîðÿäîêËîïàñòíîé ïîðÿäîêÂåðòèêàëüíûå êîëåáàíèÿ00 1 2 3 4 5 6 7Íîìåð òîíàÐèñ. 8. Ñîïîñòàâëåíèå ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò êîðïóñà ñ ÷àñòîòàìè ïåðâîãî ïîðÿäêà èëîïàñòíîãî ïîðÿäêà104 Ìîðñêîé âåñòíèê ¹ 3(15), 2005

Îñíîâíîé òîí ïðîäîëüíûõ êîëåáàíèéÎñíîâíîé òîí êðóòèëüíûõ êîëåáàíèéÐèñ.9. Ðàñ÷åòíûå ôîðìû îñíîâíûõ òîíîâ êîëåáàíèéíàäñòðîéêè ëåäîâîãî òàíêåðà ïð. 20 070êîëåáàíèé ïàëóá êîðïóñà 3 – 5 % [12]. Âìåñòå ñ òåì ñëåäóåòèìåòü â âèäó, ÷òî òèïîâûå êîíñòðóêöèè ïàëóá íàäñòðîåê,ïðèìåíÿåìûå â íàñòîÿùåå âðåìÿ, íå ÿâëÿþòñÿ äîñòàòî÷íîæåñòêèìè.  ðåçóëüòàòå äàæå âî âíåðåçîíàíñíûõ çîíàõóðîâíè âèáðàöèè öåíòðà ïîëÿ ïàëóáíîãî ïåðåêðûòèÿ ìîãóòïðåâûøàòü óðîâíè õîäîâîé âèáðàöèè îïîðíîãî êîíòóðàïåðåêðûòèÿ íà 5–6 äÁ [13].Òàêèì îáðàçîì, ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî ñåãîäíÿ ñóùåñòâóþòâñå íåîáõîäèìûå ïðåäïîñûëêè, ÷òîáû íà ñóäàõ àêòèâíîãîëåäîâîãî ïëàâàíèÿ íà ñòàäèè ïðîåêòèðîâàíèÿ èñêëþ÷èòüðåçîíàíñíûå êîëåáàíèÿ êîðïóñà ñóäíà, íàäñòðîéêèè ïàëóá íàäñòðîéêè ñ ÷àñòîòàìè, ãåíåðèðóåìûìè ãðåáíûìèâèíòàìè è ãëàâíûì äâèãàòåëåì. Ñïåöèàëüíî ïîä÷åðêíåì,÷òî ýòî íå òåîðåòè÷åñêàÿ âîçìîæíîñòü, à ïðàêòè÷åñêè ðåàëèçîâàííûéïîäõîä [14].Ñëîæíåå îáñòîèò äåëî ñ ëåäîâîé âèáðàöèåé. Êàê óæåîòìå÷àëîñü, ëåäîâàÿ âèáðàöèÿ – íåèçáåæíûé àòðèáóò ñóäíà,äâèæóùåãîñÿ âî ëüäàõ. Ïðè÷åì íàèáîëåå íåãàòèâíûì ïðîÿâëåíèåìëåäîâîé âèáðàöèè ÿâëÿåòñÿ èìïóëüñíûé ðåçîíàíñ,êîãäà ÷àñòîòà èìïóëüñîâ, âîçäåéñòâóþùèõ íà êîðïóññóäíà ñî ñòîðîíû ëåäîâîãî ïîëÿ, îêàçûâàåòñÿ áëèçêîé êîäíîé èç îñíîâíûõ ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò êîðïóñà ñóäíà.Ïîñëåäñòâèåì òàêîãî èìïóëüñíîãî ðåçîíàíñà îêàçûâàåòñÿñóùåñòâåííîå ïðåâûøåíèå ñàíèòàðíûõ íîðì âèáðàöèè â÷àñòîòíîé îêòàâå ñî ñðåäíåãåîìåòðè÷åñêèì çíà÷åíèåì ÷àñòîòû2 Ãö. Ðàçóìååòñÿ, èìïóëüñíûé ðåçîíàíñ äîïóñêàòüíåëüçÿ, îäíàêî òðàäèöèîííûå ìåòîäû áîðüáû ñ ðåçîíàíñíûìèêîëåáàíèÿìè â äàííîì ñëó÷àå íå ãîäÿòñÿ. Äåëî â òîì,÷òî ÷àñòîòà èìïóëüñíîãî âîçäåéñòâèÿ ñóãóáî ñëó÷àéíàÿ âåëè÷èíà,îïðåäåëÿåìàÿ ñêîðîñòüþ õîäà, ñîñòîÿíèåì ëüäà, åãîòîëùèíîé è ñïëî÷åííîñòüþ. Äðóãèìè ñëîâàìè, â ñèñòåìå«÷àñòîòà êîðïóñà–÷àñòîòà èìïóëüñíîãî âîçäåéñòâèÿ» äåòåðìèíèðîâàííîéîêàçûâàåòñÿ ëèøü ïåðâàÿ ÷àñòîòà.  ýòèõóñëîâèÿõ ïîñòðîåíèå ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè âçàèìîäåéñòâèÿêîðïóñà è ëüäà è ïîïûòêà ñ åå ïîìîùüþ ñïðîãíîçèðîâàòü÷àñòîòó èìïóëüñîâ ìàëîýôôåêòèâíà âñëåäñòâèå áîëüøîãî÷èñëà ñëó÷àéíûõ ôàêòîðîâ, îïðåäåëÿþùèõ ýòó ÷àñòîòó,õîòÿ íàäî îòìåòèòü ðÿä ðåøåíèé, ïîëó÷åííûõ â ýòîé îáëàñòè[7, 8]. Íàèáîëåå ðàöèîíàëüíûì ìåòîäîì áîðüáû ñ èìïóëüñíûìèðåçîíàíñàìè ïðåäñòàâëÿåòñÿ ïîñòîÿííûé èíñòðóìåíòàëüíûéìîíèòîðèíã õîäîâîé âèáðàöèè ñóäíà â÷àñòîòíîì äèàïàçîíå 0.3–6 Ãö ñ âûäà÷åé ñóäîâîäèòåëþ ðåêîìåíäàöèéïî âûáîðó â äàííûõ êîíêðåòíûõ ëåäîâûõ óñëîâèÿõñêîðîñòè äâèæåíèÿ ñóäíà, èñêëþ÷àþùåé ÷àñòîòûâîçäåéñòâèÿ ëåäîâûõ èìïóëüñîâ ñ îñíîâíûìè ñîáñòâåííûìè÷àñòîòàìè êîðïóñà ñóäíà.Ñëåäóåò ïîä÷åðêíóòü, ÷òî ìîíèòîðèíã ïàðàìåòðîâ ëåäîâîéâèáðàöèè – åäèíñòâåííûé ïî-íàñòîÿùåìó ýôôåêòèâíûéìåòîä ïðåîäîëåíèÿ åå íåãàòèâíûõ ïîñëåäñòâèé. Ïðè-÷åì ýòîò ìîíèòîðèíã ìîæåò îñóùåñòâëÿòüñÿ êàê íåçàâèñèìî,òàê è â ðàìêàõ èíòåãðèðîâàííîé èíòåëëåêòóàëüíîé ñèñòåìûïîâûøåíèÿ ýêñïëóàòàöèîííîé íàäåæíîñòè ñóäíà, ãäåîäíîâðåìåííî ñ ïàðàìåòðàìè âèáðàöèè êîíòðîëèðóþòñÿïàðàìåòðû ïðî÷íîñòè êîðïóñíûõ êîíñòðóêöèé, à òàêæå ìîðåõîäíîñòèè íåïîòîïëÿåìîñòè ñóäíà [15]. Ðàçðàáîòêó òàêîéèíòåãðèðîâàííîé ñèñòåìû îñóùåñòâëÿþò â íàñòîÿùååâðåìÿ ñïåöèàëèñòû ÍÏÎ «Ïîëÿðíàÿ Çâåçäà» ñîâìåñòíî ñîñïåöèàëèñòàìè ÔÃÓÏ «Àäìèðàëòåéñêèå âåðôè» ïðèìåíèòåëüíîê ëåäîâîìó òàíêåðó äåäâåéòîì 70 000 ò.Íàèáîëåå âèáðîçàãðóæåííûìè ðàéîíàìè ïðè äâèæåíèèñóäíà âî ëüäàõ îêàçûâàþòñÿ åãî êîðìîâàÿ è íîñîâàÿîêîíå÷íîñòè.  êîðìå ëîêàëèçóþòñÿ óñèëèÿ, ãåíåðèðóåìûåãðåáíûìè âèíòàìè, âàëàìè è ãëàâíûìè äâèãàòåëÿìè, â íîñó– óñèëèÿ ëåäîâîé âèáðàöèè.  ýòèõ óñëîâèÿõ òðàäèöèîííàÿñõåìà ðàñïîëîæåíèÿ îáèòàåìîé íàäñòðîéêè äîëæíà áûòüïåðåñìîòðåíà. Ñ òî÷êè çðåíèÿ îáåñïå÷åíèÿ ïðèåìëåìûõóñëîâèé âèáðàöèîííîé îáèòàåìîñòè íàèáîëåå ðàöèîíàëüíûìðàéîíîì ðàñïîëîæåíèÿ íàäñòðîéêè íà ñóäíå àêòèâíîãîëåäîâîãî ïëàâàíèÿ ÿâëÿåòñÿ ñðåäíÿÿ ÷àñòü ñóäíà.Ïðîáëåìà ïîâûøåííîé âèáðàöèè ñóäîâ àêòèâíîãî ëåäîâîãîïëàâàíèÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñèñòåìíóþ ïðîáëåìó,ðåøåíèå êîòîðîé âîçìîæíî ëèøü íà îñíîâàíèè êîìïëåêñíîãîèñïîëüçîâàíèÿ ñðåäñòâ ðàñ÷åòíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ,ïðîåêòíî-òåõíîëîãè÷åñêèõ ñðåäñòâ, ñðåäñòâ àìîðòèçàöèèè âèáðîèçîëÿöèè, èíäèâèäóàëüíîé âèáðîçàùèòû, ñðåäñòâïîñòîÿííîãî ìîíèòîðèíãà ïàðàìåòðîâ õîäîâîé âèáðàöèè âëåäîâûõ óñëîâèÿõ, ñðåäñòâ è ìåòîäîâ íàòóðíûõ ÷àñòîòíûõèñïûòàíèé. Îñîáîå ìåñòî â ñèñòåìå ìåðîïðèÿòèé ïîáîðüáå ñ ïîâûøåííîé âèáðàöèåé äîëæíû çàíèìàòü íàòóðíûåýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ ïàðàìåòðîâ õîäîâîéâèáðàöèè ñóäîâ ðàçëè÷íûõ òèïîâ è íàçíà÷åíèé â ëåäîâûõóñëîâèÿõ.Ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè ñëåäóþùåå:1. Õîäîâàÿ âèáðàöèÿ, âîçíèêàþùàÿ ïðè äâèæåíèè ñóäíàâ ëåäîâûõ óñëîâèÿõ, îêàçûâàåò ãîðàçäî áîëüøå âëèÿíèÿíà ïàðàìåòðû ýêñïëóàòàöèîííîé íàäåæíîñòè ñóäíà, áåçîïàñíîñòüìîðåïëàâàíèÿ, êîììåð÷åñêóþ ýôôåêòèâíîñòü, ÷åìõîäîâàÿ âèáðàöèÿ, ïðîÿâëÿþùàÿñÿ ïðè äâèæåíèè ñóäíà ïî÷èñòîé âîäå. Ïðè÷èíàìè ýòîãî ÿâëÿþòñÿ íå òîëüêî ñóùåñòâåííûéðîñò óðîâíåé õîäîâîé âèáðàöèè ïðè äâèæåíèèñóäíà âî ëüäàõ (ïî ñðàâíåíèþ ñ ÷èñòîé âîäîé õîäîâàÿ âèáðàöèÿìîæåò âîçðàñòàòü â 10 – 20 ðàç), íî è ïðèíöèïèàëüíîåèçìåíåíèå õàðàêòåðà âèáðàöèè. Ïðè äâèæåíèè ñóäíàâî ëüäàõ âñå íåãàòèâíûå ÿâëåíèÿ ïîâûøåííîé âèáðàöèèïðîÿâëÿþòñÿ â êîíöåíòðèðîâàííîì âèäå, ðàññòðàèâàåòñÿðàáîòà ïðèáîðîâ è ìåõàíèçìîâ. Òàê, íà àòîìîõîäå «Àðêòèêà»èç-çà ïîâûøåííîé âèáðàöèè áûëà íàðóøåíà ðàáîòà ãðåáíîãîýëåêòðîäâèãàòåëÿ, ïîëó÷èëè ïîâðåæäåíèÿ êîðïóñíûåêîíñòðóêöèè. Íà ìíîãèõ ñóäàõ àðêòè÷åñêîãî ïëàâàíèÿ ôèêñèðîâàëèñüðàçðóøåíèÿ [17, 18], íîñÿùèå óñòàëîñòíûé õàðàêòåð.Îáùèì ìåñòîì ñòàëè ìíîãî÷èñëåííûå æàëîáû ýêèïàæåéíà ïîâûøåííóþ óòîìëÿåìîñòü è ðàññòðîéñòâîçäîðîâüÿ ïîä âîçäåéñòâèåì ïîâûøåííûõ óðîâíåé âèáðàöèèè, êàê ñëåäñòâèå, íàâèãàöèîííûå îøèáêè. Ïîýòîìó âðÿäó ïðîáëåì, êîòîðûå ïðèõîäèòñÿ ðåøàòü ïðè ñîçäàíèèòðàíñïîðòíûõ ñóäîâ àêòèâíîãî ëåäîâîãî ïëàâàíèÿ, ïðîáëåìàïîâûøåííîé âèáðàöèè ñòîèò íà îñîáîì ìåñòå è äîëæíàìîðñêàÿ òåõíèêà: íàóêà è òåõíîëîãèè¹ 3(15), 2005 Ìîðñêîé âåñòíèê105

îòñëåæèâàòüñÿ íà âñåõ ñòàäèÿõ æèçíåäåÿòåëüíîñòè ñóäíà –ïðîåêòèðîâàíèÿ, ïîñòðîéêè, ýêñïëóàòàöèè.2. Õîäîâàÿ âèáðàöèÿ ïðè äâèæåíèè ñóäíà âî ëüäàõèìååò äâà âûðàæåííûõ ÷àñòîòíûõ äèàïàçîíà. Ïåðâûé ÷àñòîòíûéäèàïàçîí îõâàòûâàåò îêòàâû 2 è 4 Ãö. Âòîðîé –îêòàâû 8, 16, 31.5, 63 Ãö.  ÷àñòîòíîé îêòàâå 4 Ãö îáà äèàïàçîíàìîãóò íàêëàäûâàòüñÿ äðóã íà äðóãà.  ïåðâîì ÷àñòîòíîìäèàïàçîíå õîäîâàÿ âèáðàöèÿ íîñèò ñëó÷àéíûé èìïóëüñíûéõàðàêòåð è ÿâëÿåòñÿ ñëåäñòâèåì äèíàìè÷åñêîãîâçàèìîäåéñòâèÿ êîðïóñà ñóäíà ñî ëüäîì. ×àñòîòà âîçäåéñòâèÿèìïóëüñîâ, èõ ïðîäîëæèòåëüíîñòü è ñòðóêòóðà îïðåäåëÿþòñÿñêîðîñòüþ õîäà ñóäíà, õàðàêòåðèñòèêàìè ëåäîâîãîïîëÿ, íàëè÷èåì èëè îòñóòñòâèåì ñíåæíîãî ïîêðîâà è ò.ä. ñëó÷àå, åñëè ÷àñòîòà èìïóëüñîâ îêàçûâàåòñÿ áëèçêîé êîäíîé èç îñíîâíûõ ÷àñòîò êîðïóñà ñóäíà, ðàçâèâàåòñÿ ÿâëåíèåèìïóëüñíîãî ðåçîíàíñà. Òàêîãî ðîäà âèáðàöèþ ïðèíÿòîíàçûâàòü ëåäîâîé, ðåàëèçóåòñÿ îíà, êàê ïðàâèëî, â âèäåêîëåáàíèé ïî îñíîâíûì òîíàì êîðïóñà ñóäíà. Âî âòîðîì÷àñòîòíîì äèàïàçîíå âèáðàöèÿ íîñèò äåòåðìèíèðîâàííûé,óñëîâíî-ñòàöèîíàðíûé õàðàêòåð è îïðåäåëÿåòñÿ íåóðàâíîâåøåííûìèóñèëèÿìè, ãåíåðèðóåìûìè ãðåáíûìè âèíòàìè,ãëàâíûì è âñïîìîãàòåëüíûì äâèãàòåëÿìè.3. Óðîâíè õîäîâîé âèáðàöèè, ôèêñèðóåìûå â æèëûõ èñëóæåáíûõ ïîìåùåíèÿõ ñóäîâ àêòèâíîãî ëåäîâîãî ïëàâàíèÿ,îïðåäåëÿþòñÿ ñëåäóþùèìè ôàêòîðàìè:– óðîâíåì âîçìóùàþùèõ óñèëèé;– ñîîòíîøåíèåì ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò êîðïóñà ñóäíà, îáèòàåìîéíàäñòðîéêè è æèëûõ ïàëóá íàäñòðîéêè.Ïîýòîìó âàæíåéøèì íàïðàâëåíèåì áîðüáû ñ ïîâûøåííîéâèáðàöèåé ñóäîâ àêòèâíîãî ëåäîâîãî ïëàâàíèÿ ÿâëÿþòñÿñíèæåíèå óðîâíåé âîçìóùàþùèõ óñèëèé è èñêëþ÷åíèåðåçîíàíñíûõ êîëåáàíèé ïåðå÷èñëåííûõ âûøå êîíñòðóêöèé.Èñêëþ÷åíèå ðåçîíàíñíûõ êîëåáàíèé âî âòîðîì ÷àñòîòíîìäèàïàçîíå – òðàäèöèîííàÿ äëÿ ñîâðåìåííîé òåõíè÷åñêîéòåîðèè âèáðàöèè ñóäîâ çàäà÷à. Îïèðàÿñü íà ñòðóêòóðíûåâû÷èñëèòåëüíûå ìåòîäû è íàòóðíûå ÷àñòîòíûå èñïûòàíèÿ,ýòà çàäà÷à ìîæåò áûòü ðåøåíà äîñòàòî÷íî ýôôåêòèâíî.Ñëîæíåå îáñòîÿò äåëà ñ èñêëþ÷åíèåì èìïóëüñíûõ ðåçîíàíñîââ 1-ì ÷àñòîòíîì äèàïàçîíå. Ïîñòðîåíèå ìàòåìàòè÷åñêîéìîäåëè ïðîöåññà âçàèìîäåéñòâèÿ êîðïóñà ñî ëüäîìâ äàííîì ñëó÷àå ïîìîãàåò ìàëî, ïîñêîëüêó òàêèå ìîäåëèäàþò òîëüêî âåðîÿòíîñòíûå îöåíêè íà áàçå êîìïëåêñà íåîïðåäåëåííûõïàðàìåòðîâ. Åäèíñòâåííî ýôôåêòèâíûì ñðåäñòâîìáîðüáû ñ èìïóëüñíûìè ðåçîíàíñàìè ÿâëÿåòñÿ ïîñòîÿííûéèíñòðóìåíòàëüíûé ìîíèòîðèíã ïàðàìåòðîâ õîäîâîéâèáðàöèè ñ âûäà÷åé ñóäîâîäèòåëþ ðåêîìåíäàöèé ïî âûáîðóñêîðîñòè äâèæåíèÿ ñóäíà â äàííûõ êîíêðåòíûõ ëåäîâûõóñëîâèÿõ. ðàìêàõ îäíîé ñòàòüè òðóäíî ðàññìîòðåòü âñå àñïåêòûòàêîé ñëîæíîé è ìíîãîôàêòîðíîé ïðîáëåìû, êàê õîäîâàÿâèáðàöèÿ ñóäíà â ëåäîâûõ óñëîâèÿõ. Àâòîð è íå ñòàâèëïåðåä ñîáîé òàêîé çàäà÷è. Åãî öåëüþ áûëî íà áàçå èìåþùèõñÿðàçðîçíåííûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ ïî âèáðàöèèñóäîâ ïðè èõ äâèæåíèè âî ëüäàõ ïîïûòàòüñÿ îïðåäåëèòüïåðâîî÷åðåäíûå çàäà÷è áîðüáû ñ ïîâûøåííîéâèáðàöèåé ñóäîâ àêòèâíîãî ëåäîâîãî ïëàâàíèÿ è ïîêàçàòü,÷òî ðàññìàòðèâàåìàÿ ïðîáëåìà ÿâëÿåòñÿ ñèñòåìíîé è åå ýôôåêòèâíîåðåøåíèå âîçìîæíî ëèøü íà áàçå êîìïëåêñíîãîïðèìåíåíèÿ òåîðåòè÷åñêèõ, ýêñïåðèìåíòàëüíûõ, àëãîðèòìè-÷åñêèõ, à òàêæå êîíñòðóêòîðñêèõ è òåõíîëîãè÷åñêèõ ñðåäñòâè ìåòîäîâ áîðüáû ñ ïîâûøåííîé âèáðàöèåé. Îáÿçàòåëüíûìýëåìåíòîì ýòîãî êîìïëåêñà ìåðîïðèÿòèé äîëæåí ÿâëÿòüñÿïîñòîÿííûé èíñòðóìåíòàëüíûé ìîíèòîðèíã ïàðàìåòðîâõîäîâîé âèáðàöèè ïðè äâèæåíèè ñóäíà âî ëüäàõ.ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ1. Áóäàíîâ Ä.À., Íèêîëüñêèé Þ.À. Îñîáåííîñòè õîäîâîéâèáðàöèè êîðïóñà ñóäíà ïðè ïëàâàíèè âî ëüäàõ.Polartech’96 International Conference on Developmentand Commercial Utilization <strong>of</strong> Technologies in PolarRegions, September 24-26, 1996, Krilov ShipbuildingResearch Institute,St. Petersburg,Russia.2. Íèêîëüñêèé Þ.À. Àíàëèç âèáðàöèè òðàíñïîðòíûõ ñóäîâïðè ïëàâàíèè âî ëüäàõ è ïåðñïåêòèâû îáåñïå÷åíèÿíà íèõ óäîâëåòâîðèòåëüíûõ óñëîâèé îáèòàíèÿ. Êîíôåðåíöèÿïî ñòðîèòåëüíîé ìåõàíèêó êîðàáëÿ ïàìÿòèÞ.À.Øèìàíñêîãî. –Òð. ÍÒÎ èì.àêàä.À.Í.Êðûëîâà.ÑÏá., 2001.3. Çèí÷åíêî Â.È., Êóñòîâ Ñ.Á., Êîñòþê Ê.À. Ðåçóëüòàòûèññëåäîâàíèé øóìà è âèáðàöèè íà ëåäîêîëàõ òèïà «ÊàïèòàíÑîðîêèí». –Òð. ÖÍÈÈÌÔ, 1979, âûï. 248, ñ.51-68.4.Èññëåäîâàíèå íèçêî÷àñòîòíîé âèáðàöèè íà ëåäîêîëàõòèïà «Àðêòèêà» â ýêñïëóàòàöèîííûõ óñëîâèÿõ. –Îò-÷åò ÖÍÈÈÌÔ, Ë., 1980.5.Ðåêîìåíäàöèè ïî ñíèæåíèþ øóìà è âèáðàöèè íà ñóäàõëåäîâîãî ïëàâàíèÿ ïî ðåçóëüòàòàì èñïûòàíèé ñóäîâòèïà ÑÀ-15. –Îò÷åò î íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîéðàáîòå ÖÍÈÈÌÔ, Ë., 1984.6. Êóäèøêèí Â.Ñ. Ýêñïåðèìåíòàëüíîå èçó÷åíèå ëåäîâîéâèáðàöèè ä/ý «Îáü». – Òð. 18-é ÑÀÝ.–Ë., Ãèäðîìåòåîèçäàò,1978, ñ. 140-143.7. Êóäèøêèí Â.Ñ. Ðåçîíàíñíûå êîëåáàíèé êîðïóñà ñóäíàïðè äåéñòâèè èìïóëüñíûõ ëåäîâûõ íàãðóçîê. –Òð.ËÊÈ, 1978, ñ.56-61.8. Õåéñèí Ä.Å. Óïðóãèå êîëåáàíèÿ êîðïóñà ñóäíà ïðèäåéñòâèè ñëó÷àéíûõ èìïóëüñíûõ ëåäîâûõ íàãðóçîê. –Òð. ÀÀÍÈÈ.– Ë., Ãèäðîìåòåîèçäàò, 1973, ò. 309,ñ.132-136.9. Matusiak J. Dinamic Loads and Response <strong>of</strong> IcebreakerSISU During Continious Icebreaking. Research rep. no.37,Finnish Board <strong>of</strong> Navigation, Helsinki, 1982.10. Ìàòëàõ À.Ï., Ïîëÿêîâ Â.È. Ðåøåíèå ïðîáëåìû âèáðàöèîííûõóñëîâèé îáèòàåìîñòè íà ñóäàõ òðàíñïîðòíîãîôëîòà. –Òð. ÍÒÊ, ïîñâÿùåííîé 300-ëåòèþ ÔÃÓÏ«Àäìèðàëòåéñêèå âåðôè», 2004, ò. 2, âûï. 1(2).11. Àëåêñàíäðîâ Â.Ë., Ìàòëàõ À.Ï., Ïîëÿêîâ Â.È. Áîðüáàñ âèáðàöèåé íà ñóäàõ â óñëîâèÿõ ñîâðåìåííîãî ñóäîñòðîèòåëüíîãîïðîèçâîäñòâà //Ñóäîñòðîåíèå.–2000.– ¹3.12. Ïîëÿêîâ Â.È. Ðàñ÷åòíîå ïðîãíîçèðîâàíèå âèáðàöèèïàëóá íàäñòðîåê òðàíñïîðòíûõ ñóäîâ// Âîïðîñû ñóäîñòðîåíèÿ:Ñåð.: Ïðîåêòèðîâàíèå ñóäîâ.–1980.–Âûï. 25.13. Ìàòëàõ À.Ï., Ïîëÿêîâ Â.È., Ñëàñòåíèí Â.À. Ìåòîäîëîãèÿðàñ÷åòíîãî ïðîãíîçèðîâàíèÿ óðîâíåé õîäîâîé âåðòèêàëüíîéâèáðàöèè ïàëóá îáèòàåìûõ ïîìåùåíèé íàäñòðîåêòðàíñïîðòíûõ ñóäîâ âî âíåðåçîíàíñíûõ çîíàõ.–Òð. ÍÒÎ èì.àêàä.À.Í.Êðûëîâà, 2001, âûï.31.14. Àëåêñàíäðîâ Â.Ë. Áîðüáà ñ õîäîâîé âèáðàöèåé â ïðîöåññåïîñòðîéêè òàíêåðîâ. //Ñóäîñòðîåíèå.– 1993.–¹ 5-6.15. Àëåêñàíäðîâ Â.Ë., Ìàòëàõ À.Ï., Íå÷àåâ Þ.È., ÏîëÿêîâÂ.È., Ðîñòîâöåâ Ä.Ì. Èíòåëëåêòóàëüíûå ñèñòåìûâ ìîðñêèõ èññëåäîâàíèÿõ è òåõíîëîãèÿõ. –ÑÏá,ÑÏáÃÌÒÓ, 2001.16.Àíàëèç ñîîòâåòñòâèÿ óñëîâèÿì ýêñïëóàòàöèè ñóäîâ íîâîãîïîïîëíåíèÿ. Òàíêåð àðêòè÷åñêîãî ïëàâàíèÿ òèïàÍÎ-5À «Âåíòñïèëñ». –Îò÷åò ÖÍÈÈÌÔ, Ë., 1985.17. Áàðàáàíîâ Í.Â. è äð. Ïîâðåæäåíèÿ è ïóòè ñîâåðøåíñòâîâàíèÿñóäîâûõ êîíñòðóêöèé. –Ë.: Ñóäîñòðîåíèå, 1989.18. Ïîäâîëîöêèé Í.Ì. Îïûò ýêñïëóàòàöèè òàíêåðîâ ëåäîâîãîïëàâàíèÿ. Ðîññèéñêèé Ìîðñêîé Ðåãèñòð ñóäîõîäñòâà,ÑÏá, 2004, ñ.272.Ðåöåíçåíòû: Â.Å. Ñïèðî, ä-ð. òåõí.íàóê, ïðîô.Â.È. Ïîëÿêîâ, ä-ð. òåõí.íàóê, ïðîô.106 Ìîðñêîé âåñòíèê ¹ 3(15), 2005

Ãèäðîàêóñòè÷åñêîå ïîäàâëåíèå(ÃÏÄ) êàê ñîñòàâíàÿ ÷àñòü ðàäèîýëåêòðîííîéáîðüáû (ÐÝÁ) ÿâëÿåòñÿâèäîì ðàäèîýëåêòðîííîãî ïîäàâëåíèÿ(ÐÝÏ) è ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êîìïëåêñìåð, íàïðàâëåííûõ íà ñíèæåíèå ýôôåêòèâíîñòèïðèìåíåíèÿ ïðîòèâíèêîì ãèäðîàêóñòè÷åñêèõñðåäñòâ íàáëþäåíèÿ,óïðàâëåíèÿ, íàâåäåíèÿ è ñàìîíàâåäåíèÿïîäâîäíîãî îðóæèÿ, èñïîëüçóþùåãîãèäðîàêóñòè÷åñêèå êàíàëû. òàêòè÷åñêîì ïëàíå ÃÏÄ – âèäîáåñïå÷åíèÿ áîåâîé óñòîé÷èâîñòè ïîäâîäíûõëîäîê (ÏË) è íàäâîäíûõ êîðàáëåé(ÍÊ) ïóòåì ïîäàâëåíèÿ ãèäðîàêóñòè÷åñêèõñðåäñòâ íàáëþäåíèÿ,óïðàâëåíèÿ, íàâåäåíèÿ è ñàìîíàâåäåíèÿïîäâîäíîãî îðóæèÿ. Îñóùåñòâëÿåòñÿïîñòàíîâêîé ïðåäíàìåðåííûõ ãèäðîàêóñòè÷åñêèõïîìåõ, ïðåïÿòñòâóþùèõ óñòàíîâëåíèþ(ñïîñîáñòâóþùèõ ïîòåðå)ãèäðîàêóñòè÷åñêîãî êîíòàêòà ñ ÍÊ, ÏË,ñíèæåíèåì è ìàñêèðîâêîé ãèäðîàêóñòè÷åñêèõïîëåé ÏË è ÍÊ, èìèòàöèåé èõãèäðîàêóñòè÷åñêèõ ïîëåé è ìàíåâðåííûõõàðàêòåðèñòèê.Áîåâàÿ óñòîé÷èâîñòü ÏË îáåñïå÷èâàåòñÿïîâûøåíèåì óðîâíÿ ñêðûòíîñòèè ñàìîîáîðîíû, ïîçâîëÿþùèì èñêëþ-÷èòü (çàòðóäíèòü) åå îáíàðóæåíèå,êëàññèôèêàöèþ è âûäà÷ó öåëåóêàçàíèÿíà ïðèìåíåíèå ìàíåâðåííûìè ïðîòèâîëîäî÷íûìèñèëàìè (ÌÏËÑ) ïðîòèâîëîäî÷íîãîîðóæèÿ, äåçèíôîðìèðîâàòüèõ â òåêóùåé òàêòè÷åñêîé îáñòàíîâêå.Äëÿ ÍÊ ÃÏÄ ÿâëÿåòñÿ â îñíîâíîì âèäîìñàìîîáîðîíû îò ñàìîíàâîäÿùåãîñÿïîäâîäíîãî îðóæèÿ [1].Ñðåäñòâà ÃÏÄ ìîæíî êëàññèôèöèðîâàòüïî öåëîìó ðÿäó ïðèçíàêîâ:ïî ñïîñîáó èñïîëüçîâàíèÿ àêóñòè-÷åñêîé ýíåðãèè:– àêòèâíûå – èçëó÷àþùèå àêóñòè÷åñêóþýíåðãèþ;– ïàññèâíûå – îòðàæàþùèå èëè ïîãëîùàþùèåàêóñòè÷åñêóþ ýíåðãèþ;ïî ñïîñîáó âîçäåéñòâèÿ íà ïîäàâëÿåìûåîáúåêòû:– ñðåäñòâà ïîìåõ;– ñðåäñòâà èñêàæåíèÿ ãèäðîàêóñòè-÷åñêèõ ïîëåé;Ñàìîõîäíûé ìíîãîöåëåâîé ïðèáîð ÃÏÄ «ÌÃ-74»Èñòîðèÿñîçäàíèÿ è ðàçâèòèÿîòå÷åñòâåííûõñðåäñòâãèäðîàêóñòè÷åñêîãîïðîòèâîäåéñòâèÿè ïîäàâëåíèÿÈ.Ã. Êîðæ, êàïèòàí 1 ðàíãà â îòñòàâêå,Þ.Ô. Òàðàñþê, ä-ð òåõí. íàóê, ïðîô., ÍÈÖ ÐÝ ÂÌÔ– èìèòàòîðû;– êîìáèíèðîâàííûå – ìíîãîöåëåâûåïðèáîðû ÃÏÄ, èìåþùèå ðåæèìûèìèòàöèè è ïîìåõ;ïî ñòåïåíè ñâÿçè ñ ïðèìåíÿþùèìèõ êîðàáëåì:– àâòîíîìíûå: âûñòðåëèâàåìûå, ñáðàñûâàåìûå,ñàìîâûõîäÿùèå;– íåàâòîíîìíûå: áîðòîâûå, áóêñèðóåìûå;ïî ñòåïåíè ìîáèëüíîñòè àâòîíîìíûåñðåäñòâà ÃÏÄ ìîãóò áûòü ñàìîõîäíûìèè äðåéôóþùèìè.Íà÷àëî ñîçäàíèþ è ðàçâèòèþñðåäñòâ ÃÏÄ áûëî ïîëîæåíî îáðàçîâàíèåìâ 1949 ã. â 6-ì Íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîììîðñêîì ðàäèîëîêàöèîííîìèíñòèòóòå (ÍÈÌÐÈ) îòäåëàãèäðîàêóñòè÷åñêîãî ïîäàâëåíèÿ â ñîñòàâåäâóõ ëàáîðàòîðèé [2]: àêòèâíûõñðåäñòâ ÃÏÄ (íà÷àëüíèê Ñ.Ï. Ïàìôèëîâ)è ïàññèâíûõ ñðåäñòâ ÃÏÄ (íà-÷àëüíèê Â.Ñ. Ôåäîðèùåâ).Ïåðâûå íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèåðàáîòû (ÍÈÐ), âûïîëíåííûå îòäåëîìÃÏÄ, îòíîñèëèñü ê îáîñíîâàíèþ òàêòèêî-òíõíè÷åñêèõçàäàíèé (ÒÒÇ) íà îïûòíî-êîíñòðóêòîðñêèåðàáîòû (ÎÊÐ), íàïðàâëåííûåíà ñîçäàíèå ñàìîõîäíîãîïðèáîðà ãèäðîàêóñòè÷åñêèõ ïîìåõ èàïïàðàòà ìàãíèòíîé çàïèñè (ÀÌÇ) äëÿèìèòàòîðîâ ÏË. Îäíîâðåìåííî âûïîëíÿëèñüÍÈÐ, â êîòîðûõ èññëåäîâàëèñüâîçìîæíîñòè óìåíüøåíèÿ îòðàæàòåëüíîéñïîñîáíîñòè ÏË ïóòåì ïðèäàíèÿêîðïóñó ìàëîîòðàæàþùèõ ôîðì ñ ïðèìåíåíèåììåòîäîâ ìàñøòàáíîãî àêóñòè-÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ.Ïåðâûì ïðàêòè÷åñêèì äîñòèæåíèåìâ îáëàñòè ÃÏÄ áûëà ðàçðàáîòêàÍÈÈ-400 â 1961 ã. ñàìîõîäíîãî ïðèáîðàãèäðîàêóñòè÷åñêèõ ïîìåõ «ÌÃ-14».Îí áûë ðàçðàáîòàí íà áàçå êîðïóñíîìåõàíè÷åñêîé÷àñòè ìàëîãàáàðèòíîéòîðïåäû «Ò-1» êàëèáðà 400 ìì è èçëó-÷àòåëåé ìåõàíè÷åñêîãî òèïà. Ãëàâíûéêîíñòðóêòîð – Ä.Í. Îñòðîâñêèé. Ïðèáîðóñïåøíî ïîäàâëÿë ÃÀÑ ïðîòèâíèêà,çíà÷èòåëüíî ñîêðàùàÿ äàëüíîñòü èõäåéñòâèÿ. 50-å ãã. ó÷åíûìè ÍÈÌÐÈ òàêæåáûëè âûïîëíåíû èññëåäîâàíèÿ, íàïðàâëåííûåíà ïîèñê ïóòåé ñîçäàíèÿ äðåéôóþùèõïðèáîðîâ ïîìåõ.  íèõ ïðèÿëèó÷àñòèå Ý.È. Öâåòêîâ, Â.Â. Áóãàåâ,Ï.Ä. Çàéöåâ, Ã.Ì. Øèøêèí, Ñ.Ï. Ïàìôèëîâïîä ðóêîâîäñòâîì Í.Ã. Ìîðîçîâà.Ðàáîòû óâåí÷àëèñü ñîçäàíèåì â1962 ã. ÑÊÁ Ìàøèíîñòðîèòåëüíîãî çàâîäàèì. Ê.Å. Âîðîøèëîâà Ìèíñóäïðîìàìàëîãàáàðèòíîãî äðåéôóþùåãîïðèáîðà ãèäðîàêóñòè÷åñêèõ ïîìåõ«ÌÃ-24» ñ èçëó÷àòåëåì ìåõàíè÷åñêîãîòèïà. Ïðèáîð íà çàäàííîé ãëóáèíå óäåðæèâàëèñüïåíîïëàñòîâûì ïîïëàâêîì, ñîåäèíåííûìñ ïðèáîðîì êàïðîíîâîé ëåñêîé.Åãî ñîçäàíèå ïîëîæèëî íà÷àëîðàçðàáîòêå öåëîãî ðÿäà ìàëîãàáàðèòíûõäðåéôóþùèõ ïðèáîðîâ ïîìåõ«ÌÃ-24Ì», «ÌÃ-34», «ÃÈÏ-1».  ïðèáîðå«ÌÃ-24Ì» â îòëè÷èå îò ïðèáîðà«ÌÃ-24» ïåíîïëàñòîâûé ïîïëàâîê áûëçàìåíåí íà ìåòàëëè÷åñêèé.êîðàáåëüíîå ðàäèîòåõíè÷åñêîå âîîðóæåíèå è ðàäèîýëåêòðîííûå ñèñòåìû¹ 3(15), 2005 Ìîðñêîé âåñòíèê107

Ð.À. Ëóêèí – ãëàâíûé êîíñòðóêòîðÃÏÄ «ÌÃ-74»Ïðèáîð «ÌÃ-34» áûë ðàçðàáîòàíÑÊÁ çàâîäà èì. Â.Â. Êóéáûøåâà, ÍÈÈïðèêëàäíîé õèìèè è Âñåñîþçíûì íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèìèíñòèòóòîì òåëåâèäåíèÿ(ÂÍÈÈÒ). Ãëàâíûé êîíñòðóêòîð– À.Ä. Âàñèëüåâ. Ïðèáîðïðåäíàçíà÷àëñÿ äëÿ îòâåäåíèÿ îò ÏËòîðïåä ñ àêòèâíî-ïàññèâíûìè àêóñòè÷åñêèìèñèñòåìàìè ñàìîíàâåäåíèÿ (ÀÑÑÍ)ïóòåì èçëó÷åíèÿ øóìîâîé ïîìåõè è ñîçäàíèÿâ âîäå îáëàêà èç ãàçîâûõ ïóçûðüêîâ,îòðàæàþùåãî çîíäèðóþùèå ñèãíàëûãèäðîëîêàòîðîâ, òåì ñàìûìèìèòèðóþùåãî ýõîñèãíàëû îò ÏË.Ïðèáîð ÃÈÏ-1 ðàçðàáîòàí ÍÈÈïðèêëàäíîé õèìèè (ãëàâíûé êîíñòðóêòîð– À.À. Àíäðååâ). Ïðåäíàçíà÷åíäëÿ ñîçäàíèÿ ëîæíûõ öåëåé ïóòåì îáðàçîâàíèÿâ âîäå îáëàêà èç ïóçûðüêîâãàçà, îòðàæàþùèõ ãèäðîàêóñòè÷åñêèåâîëíû.Ïîÿâëåíèå ýòèõ ïðèáîðîâ íà âîîðóæåíèèÏË ïîçâîëèëî ïîâûñèòü ýôôåêòèâíîñòüðåøåíèÿ çàäà÷, ñâÿçàííûõñ ïðèìåíåíèåì ñðåäñòâ ÃÏÄ, îáåñïå-÷èòü èõ ïîñòàíîâêó èç óæå ñóùåñòâîâàâøèõíà ÏË ïóñêîâûõ óñòàíîâîê, àòàêæå çíà÷èòåëüíî óâåëè÷èòü èõ áîåêîìïëåêò.Ïî ìåðå äàëüíåéøåãî ðàçâèòèÿãèäðîàêóñòè÷åñêèõ ñðåäñòâ íàáëþäåíèÿïðîòèâíèêà ñîçäàííûå ïðèáîðûÃÏÄ ñòàëè óñòàðåâàòü, âûÿâèëèñü èõñóùåñòâåííûå íåäîñòàòêè: íåñîîòâåòñòâèåñïåêòðàëüíî-âðåìåííîé ñòðóêòóðûèçëó÷àåìîãî øóìà ñòðóêòóðå øóìîèçëó÷åíèÿÏË, îòñóòñòâèå ýôôåêòàÄîïëåðà. Ýòî ïîçâîëÿëî ëåãêî êëàññèôèöèðîâàòüïðèáîðû êàê ëîæíûåöåëè. Âîçíèêëà íåîáõîäèìîñòü èññëåäîâàíèÿïóòåé ïîâûøåíèÿ äîñòîâåðíîñòèèìèòàöèè ãèäðîàêóñòè÷åñêèõ ïîëåéêîðàáëåé èõ èìèòàòîðàìè,ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ ñòðóêòóðû è ïîòåíöèàëàïîìåõîâûõ ñèãíàëîâ.Äàëüíåéøèå ðàáîòû 60-õ ãã. áûëèíàïðàâëåíû íà ñîâåðøåíñòâîâàíèåäðåéôóþùèõ ïðèáîðîâ ïîìåõ è ñîçäàíèåñàìîõîäíûõ èìèòàòîðîâ ÏË.Ê ðàáîòàì â îáëàñòè ñîçäàíèÿ ñðåäñòâÃÏÄ êðîìå ÍÏÎ «Óðàí» (áûâøèéÍÈÈ-400) áûëè ïðèâëå÷åíû ËÍÏΫÎêåàíïðèáîð» Ìèíñóäïðîìà – â ÷àñòèðàçðàáîòêè ýëåêòðîííî-àêóñòè÷åñêîéàïïàðàòóðû (ÝÀÀ), ÏÎ «Âèëüìà»è ÍÏÎ «Ìàÿê» Ìèíïðîìñâÿçè – äëÿðàçðàáîòêè ÀÌÇ.Ïîñòàíîâëåíèåì ïðàâèòåëüñòâàðàçðàáîòêà ñðåäñòâ ÃÏÄ áûëà âîçëîæåíàíà Ìèíñóäïðîì è Ìèíïðîìñâÿçè[3].Íà îñíîâå ðåçóëüòàòîâ ÍÈÐ «Çâåíî»(íàó÷íûé ðóêîâîäèòåëü –Ï.Ä. Çàéöåâ) áûëè âûïîëíåíû ÎÊЫÊîðóíä», «Ìàãìà», «Ðó÷åé», â ðåçóëüòàòå÷åãî â 1967 ã. ïîÿâèëèñü ãèäðîàêóñòè÷åñêèåèìèòàòîðû ÏË: «ÌÃ-44»(ãëàâíûé êîíñòðóêòîð – Â.ß. Çàðóáèí),«ÌÃ-54» (ãëàâíûé êîíñòðóêòîð– Â.Â. Èëüèí), «ÌÃ-64» (ãëàâíûé êîíñòðóêòîð– Í.È. Êî÷åðîâ) [4].Èìèòàòîðû èìåëè ñëîæíóþ ÝÀÀ,ïîçâîëÿâøóþ áîëåå òî÷íî âîñïðîèçâîäèòüñïåêòðàëüíî-âðåìåííóþ ñòðóêòóðóãèäðîàêóñòè÷åñêèõ ïîëåé ÏË, êîìïëåêñïðèáîðîâ óïðàâëåíèÿ, ïîçâîëÿþùèé óñòàíàâëèâàòüè ïåðåêëþ÷àòü ðåæèìû ðàáîòûè ïðîãðàììû ìàíåâðèðîâàíèÿ. Ïðèìåíåíèåèìèòàòîðîâ ïîçâîëèëî ÏËðåøàòü öåëûé ðÿä çàäà÷:– óêëîíåíèå îò îáíàðóæåíèÿ ïðîòèâîëîäî÷íûìèêîðàáëÿìè;– ôîðñèðîâàíèå çîíû îáíàðóæåíèÿáàðüåðà èç ðàäèîãèäðîàêóñòè÷åñêèõáóåâ (ÐÃÀÁ);– îòâëå÷åíèå ÌÏËÑ íà ëîæíûå íàïðàâëåíèÿ;– ñîçäàíèå ëîæíûõ ìàðøðóòîâ èðàéîíîâ äåéñòâèé ÏË;– ïðîâåäåíèå áîåâîé ïîäãîòîâêè ýêèïàæåéÏË è ÍÊ;– îáåñïå÷åíèå èñïûòàíèé ïðîòèâîëîäî÷íîãîîðóæèÿ è ñðåäñòâ ïðîòèâîëîäî÷íîéîáîðîíû. ñâÿçè ñ èíòåíñèâíûì ðàçâèòèåìãèäðîàêóñòè÷åñêèõ ñðåäñòâ îáíàðóæåíèÿ,îñâîåíèåì íèçêîãî çâóêîâîãî äèàïàçîíà÷àñòîò, ðàçâèòèåì ìåòîäîâ èñðåäñòâ êëàññèôèêàöèè ãèäðîàêóñòè-÷åñêèõ ñèãíàëîâ, óñëîæíåíèåì òåõíèêèè ëîãèêè ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ÀÑÑÍòîðïåä ïåðåä ó÷åíûìè è èíæåíåðàìèÂÌÔ è ïðîìûøëåííîñòè âñòàëà çàäà-÷à óñîâåðøåíñòâîâàòü ñóùåñòâóþùèåïðèáîðû ÃÏÄ è ðàçðàáîòêè íîâûõ.Áûëè ðàçâåðíóòû ðàáîòû ïî ñîçäàíèþïðèáîðîâ íîâîãî êëàññà – ñàìîõîäíûõìíîãîöåëåâûõ ïðèáîðîâ ÃÏÄ. 60-å ãã. áûë âûïîëíåí ðÿä êîìïëåêñíûõÍÈÐ, íàïðàâëåííûõ íà èññëåäîâàíèåíîâûõ ïðèíöèïîâ ïîñòðîåíèÿïðèáîðîâ ÃÏÄ, ïîèñê òåõíè÷åñêèõ ïóòåéðåàëèçàöèè íîâûõ ðåæèìîâ ðàáîòû,ñîâåðøåíñòâîâàíèå ëîãèêè ôóíêöèîíèðîâàíèÿè òàêòèêè ïðèìåíåíèÿ. Ïî èõðåçóëüòàòàì áûëè ñîçäàíû ìíîãîöåëåâûåïðèáîðû ÃÏÄ «ÌÃ-74», «ÌÃ-84» (îòÂÌÔ Í.Í. Ñòóïè÷åíêî, Ä.Ä. Áóòíèíã,Ï.Ä. Çàéöåâ, Ã.Ã. Êîìÿãèí è îò ïðîìûøëåííîñòèÐ.À. Ëóêèí, ãëàâíûé êîíñòðóêòîðÁ.Í. Ëàòû÷åâñêèé, À.Î. Ìàðêîâñêèé,Þ.Ï. Ïåëåâèí) [4, 5].Ñîçäàíèå ýòîãî ïðèáîðà ïîçâîëèëîçíà÷èòåëüíî ðàñøèðèòü êðóã è ïîâûñèòüêà÷åñòâî ðåøàåìûõ ñðåäñòâàìèÃÏÄ çàäà÷ – îñóùåñòâëÿòüêîìïëåêñíîå âîçäåéñòâèå íà ÃÀÑ(ÃÀÊ) ïðîòèâíèêà: çíà÷èòåëüíî ñíèæàòüèõ äàëüíîñòè äåéñòâèÿ ïîñòàíîâêîéïîìåõ ðàçëè÷íîãî âèäà è îòâëåêàòüÌÏËÑ íà ëîæíûå íàïðàâëåíèÿ ïóòåìèìèòàöèè ãèäðîàêóñòè÷åñêèõ ïîëåé èìàíåâðåííûõ õàðàêòåðèñòèê çàùèùàþùèõñÿÏË. Ýòî ñïîñîáñòâîâàëî ðåøåíèþâ äîïîëíåíèå è òàêèõ çàäà÷, êàê:– ñðûâ èëè çàòðóäíåíèå ñëåæåíèÿ çàïîäâîäíîé ëîäêîé ïðîòèâîëîäî÷íûìèñèëàìè ïðîòèâíèêà;– ïðîðûâ ñòðîÿ ïðîòèâîëîäî÷íûõêîðàáëåé;– îáåñïå÷åíèå ïðîðûâà ïðîòèâîëîäî÷íîãîîõðàíåíèÿ ïðè àòàêå ñîåäèíåíèÿáîåâûõ êîðàáëåé èëèêîíâîÿ.Äàëüíåéøåå ðàçâèòèå ãèäðîàêóñòè-÷åñêèõ ñðåäñòâ îáíàðóæåíèÿ ÌÏËÑïðîòèâíèêà ïðîèñõîäèëî â íàïðàâëåíèÿõñíèæåíèÿ ðàáî÷èõ ÷àñòîò, ïðèìåíåíèÿñëîæíûõ çîíäèðóþùèõ ñèãíàëîâ,ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ ìåòîäîâîáðàáîòêè è êëàññèôèêàöèè ïðèíèìàåìûõñèãíàëîâ.Áóðíîå ðàçâèòèå ïîëó÷èëî òàêæåïîäâîäíîå îðóæèå. Ñîâåðøåíñòâîâàëèñüìåòîäû òåëåóïðàâëåíèÿ, âíåäðÿëèñüíîâûå òåõíèêà è ëîãèêà ðàáîòûÀÑÑÍ. Ðàçðàáîò÷èêàìè ïîäâîäíîãîîðóæèÿ áûë âíåäðåí øèðîêèé ñïåêòðòåõíè÷åñêèõ è òðàåêòîðíî-ëîãè÷åñêèõñïîñîáîâ çàùèòû îò ñðåäñòâ ÃÏÄ:Â.Â. Èëüèí – ãëàâíûé êîíñòðóêòîðÃÏÄ «ÌÃ-44»108 Ìîðñêîé âåñòíèê ¹ 3(15), 2005

Ñõåìà áîåâîãî èñïîëüçîâàíèÿ ïðèáîððà ÌÃ-74. Óêëîíåíèå îò îáíàðóæåíèÿñèëàìè ÏËΖ ñåëåêöèÿ íåïîäâèæíûõ öåëåé ïóòåìîïðåäåëåíèÿ íàëè÷èÿ äîïëåðà;– ñòðîáèðîâàíèå ïî äèñòàíöèè è óãëóïðèõîäà;– ñåëåêöèÿ ñèãíàëîâ ïî àìïëèòóäå èäëèòåëüíîñòè;– êëàññèôèêàöèÿ ïî óãëîâîé ïðîòÿæåííîñòèöåëè;– ïðèìåíåíèå ìíîãî÷àñòîòíîãî çîíäèðóþùåãîñèãíàëà â ðàçíåñåííûõ÷àñòîòíûõ äèàïàçîíàõ;– ïðîñòðàíñòâåííàÿ êîìïåíñàöèÿ ïîìåõíà áàçå àäàïòèâíûõ àíòåííûõðåøåòîê. ñåðåäèíå 70-õ ãã. â êîëëåêòèâó÷åíûõ ÂÌÔ, ðàáîòàþùèõ íàä ñîçäàíèåìíîâûõ è ñîâåðøåíñòâîâàíèåìñóùåñòâóþùèõ ïðèáîðîâ ÃÏÄ,âëèëîñü ìîëîäîå ïîïîëíåíèå:Â.Ã. Áåëîâ, Â.Í. Áèðþêîâ, Á.È. Ãîðîõîâ,Â.À. Èñàêîâ, È.Ã. Êîðæ,Þ.Ì. Ïàõîìîâ, Â.Ì. Ñìèðíîâ. Ïðèèõ àêòèâíîì ó÷àñòèè áûëè âûïîëíåíûèññëåäîâàíèÿ ïðèíöèïîâ è òåõíè-÷åñêèõ ïóòåé ñîçäàíèÿ íîâûõ âûñîêîýôôåêòèâíûõïðèáîðîâ ÃÏÄ.Ñîîòâåòñòâåííî íàó÷íûå ïîèñêè 70-õè 80-õ ãã. â îáëàñòè ÃÏÄ áûëè íàïðàâëåíûíà ñîçäàíèå íèçêî÷àñòîòíûõèçëó÷àòåëåé â ïðèåìëåìûõ ìàññîãàáàðèòàõ,ïîâûøåíèå äîñòîâåðíîñòè èìèòàöèèãèäðîàêóñòè÷åñêèõ ïîëåé, ïîìåõîâîãîïîòåíöèàëà è âðåìåíèðàáîòû ñðåäñòâ ÃÏÄ çà ñ÷åò ñîçäàíèÿíîâûõ òèïîâ àâòîíîìíûõ èñòî÷íèêîâïèòàíèÿ. Òðåáîâàëîñü ñîçäàíèåñðåäñòâ è ìåòîäîâ ïðåîäîëåíèÿ ïîÿâèâøèõñÿíîâûõ ñïîñîáîâ çàùèòûÀÑÑÍ òîðïåä îò ñðåäñòâ ÃÏÄ.Îñîáî çíà÷èìûé âêëàä â ÷àñòèðàçðàáîòêè íîâûõ ïåðåäîâûõ òåõíè-÷åñêèõ ðåøåíèé è òàêòè÷åñêèõ ïðèåìîâäëÿ ñðåäñòâ ÃÏÄ âíåñëè îòÂÌÔ: Â.Ã. Áåëîâ, Â.Í. Áèðþêîâ,Á.È. Ãîðîõîâ, È.Ã. Êîðæ, Í.Í. Ñòóïè÷åíêî,à îò ïðîìûøëåííîñòè:Â.Í. Àíòîíîâ, À.Â. Áàéêîâ, È.Â. Ãàâëþê,Í.Ô. Åâòóøåíêî, Â.Ã. Êîñòðîìèòèíîâ,Ð.À. Ëóêèí, À.Î. Ìàðêîâñêèé,Â.È. Øàìðåé. Ïðèáîðû ÃÏÄíîâîãî ïîêîëåíèÿ «ÌÃ-104», «ÌÃ-114» ñîîòâåòñòâóþò ìèðîâûì óðîâíÿìè âíîñÿò çíà÷èìûé âêëàä â îáåñïå÷åíèåáîåâîé óñòîé÷èâîñòè êîðàáëåé èïîäâîäíûõ ëîäîê ÂÌÔ [5].Äàëüíåéøèå íàó÷íûå èññëåäîâàíèÿâ îáëàñòè ÃÏÄ íàïðàâëåíû ïðåæäåâñåãî íà ðåøåíèå ñëåäóþùèõ çàäà÷:– ñíèæåíèå ìàññîãàáàðèòíûõ õàðàêòåðèñòèê;– âíåäðåíèå íèçêîãî çâóêîâîãî è èíôðàçâóêîâîãîäèàïàçîíîâ ÷àñòîò;– ïîèñê îïòèìàëüíûõ ïî ñïåêòðàëüíî-âðåìåííîéñòðóêòóðå ïîìåõ èìåòîäîâ èõ ñèíòåçà;– óâåëè÷åíèå âðåìåíè ôóíêöèîíèðîâàíèÿ;– ïîèñê ïóòåé ïðåîäîëåíèÿ âíåäðåííûõâ ïîäâîäíîå îðóæèå ñïîñîáîâçàùèòû îò ñðåäñòâ ÃÏÄ;– ñîçäàíèå ñðåäñòâ ÃÏÄ, àäàïòèðóþùèõñÿê èçìåíÿþùåéñÿ ïîìåõî-ñèãíàëüíîéè òàêòè÷åñêîé îáñòàíîâêå.ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ1. Â. Ñóõàíîâ, Â. Ñìèðíîâ. Ñèñòåìû èñðåäñòâà ñàìîîáîðîíû ïîäâîäíûõëîäîê ÂÌÑ // Ìîðñêîé ñáîðíèê.– 1993. – ¹12. – Ñ. 12–15.2. Èñòîðèÿ ðàçâèòèÿ ìîðñêèõ âîîðóæåíèé.×. 1. – Ì.: Âîåíèçäàò, 1989,ñ. 86–88.3. Èç èñòîðèè îòå÷åñòâåííîé ãèäðîàêóñòèêè:Ñá. ñòàòåé, î÷åðêîâ, âîñïîìèíàíèé.– ÑÏá.: Èçä. ÖÍÈÈèì. àêàä. À.Í. Êðûëîâà, 1998,c. 22–26.4. Êîðæ È.Ã. Èç èñòîðèè ñîçäàíèÿ èðàçâèòèÿ ñðåäñòâ ÃÏÄ â Ðîññèè. –Òåç. äîêëàäà íà ÕÕII ãîäè÷íîéêîíôåðåíöèè Ñàíêò-ÏåòåðáóðãñêîãîÈÈÅÒ ÐÀÍ, 2001, âûï. XVII,ñ. 182.5. Áîðèñêèí Î.Ï., ÊîñòðîìèòèíîâÂ.Ã. ÖÍÈÈ «Ãèäðîïðèáîð» è åãîðîëü â îáåñïå÷åíèè ôëîòà ñðåäñòâàìèãèäðîàêóñòè÷åñêîãî ïðîòèâîäåéñòâèÿ// Ìîðñêàÿ ðàäèîýëåêòðîíèêà.– 2004. – ¹ 3(9). –Ñ. 50–51.êîðàáåëüíîå ðàäèîòåõíè÷åñêîå âîîðóæåíèå è ðàäèîýëåêòðîííûå ñèñòåìû¹ 3(15), 2005 Ìîðñêîé âåñòíèê109

ÂÂÅÄÅÍÈÅÒùàòåëüíîå èçó÷åíèå ïðîöåññîâïåðåôîðìèðîâàíèÿ ðåëüåôà äíà ïîäâîçäåéñòâèåì âîëíåíèÿ, òå÷åíèé èëåäÿíîãî ïîêðîâà â ðàéîíàõ âûñîêîéëèòîäèíàìè÷åñêîé àêòèâíîñòè íåîáõîäèìîäëÿ îïòèìèçàöèè ïðîåêòíûõðåøåíèé ñèñòåì òðàíñïîðòèðîâêè óãëåâîäîðîäîâè îáåñïå÷åíèÿ òðåáóåìîãîóðîâíÿ áåçîïàñíîñòè èõ ýêñïëóàòàöèè.Öåëü íàñòîÿùåãî èññëåäîâàíèÿ– ïîñòðîèòü äèíàìè÷åñêóþ ìîäåëüôîðìèðîâàíèÿ ðåëüåôà äíà è îöåíèòüïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííîé õàðàêòåðåãî èçìåíåíèÿ â ñåâåðíîé ÷àñòè Âûáîðãñêîãîçàëèâà (áóõòà Ïîðòîâàÿ) èþãî-çàïàäíîé àêâàòîðèè Áàëòèéñêîãîìîðÿ (áóõòà Ãðàéôñâàëüäåð-Áîääåí).Äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè è â Ðîññèè,è çà ðóáåæîì ìîäåëè ðàçâèòèÿãèäðîìåòåîðîëîãè÷åñêèõ è ëèòîäèíàìè÷åñêèõïðîöåññîâ äëÿ óêàçàííûõ ðàéîíîâÁàëòèéñêîãî ìîðÿ íå ðàçðàáàòûâàëèñü.Ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå ïîîòäåëüíûì ñîñòàâëÿþùèì ëèòîäèíàìè÷åñêèõïðîöåññîâ (ýêçàðàöèÿ ìîðñêîãîäíà ëåäîâûìè îáðàçîâàíèÿìè,ïðèäîííûå âîëíîâûå òå÷åíèÿ, äàííûåïî ñåäèìåíòàöèè) îòñóòñòâóþò.Äëÿ äîñòèæåíèÿ öåëè íàñòîÿùåãîèññëåäîâàíèÿ íàìè èñïîëüçîâàíà äîñòóïíàÿàðõèâíàÿ èíôîðìàöèÿ, âêëþ-÷àÿ ìàòåðèàëû èçûñêàíèé ïðîøëûõëåò, à òàêæå âûïîëíåíî ÷èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèåñ èñïîëüçîâàíèåì êîìïëåêñàìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé, âêëþ-÷àþùåãî:• ìîäåëü ïðèâîäíîãî ñëîÿ àòìîñôåðûäëÿ ðàñ÷åòà ïàðàìåòðîâ àòìîñôåðíîãîïîãðàíè÷íîãî ñëîÿ ïî èñõîäíûì ñèíîïòè-÷åñêèì äàííûì;• ìîäåëü öèðêóëÿöèè âîäíûõ ìàññ, îïèñûâàþùóþ âåòðîâîéäðåéô è ñãîííî-íàãîííûå ýôôåêòû;• ìîäåëü âåòðîâîãî âîëíåíèÿ äëÿ ðàñ÷åòà ýëåìåíòîâ âåòðîâîãîâîëíåíèÿ è âîëíîâûõ äâèæåíèé ïî âñåé ãëóáèíåâîäíîãî ñëîÿ;• ìîäåëü ïåðåôîðìèðîâàíèÿ äíà â ðåçóëüòàòå âîçäåéñòâèÿëåäîâûõ îáðàçîâàíèé;• ìîäåëü òðàíñïîðòà íàíîñîâ, èñïîëüçóþùåé ðåçóëüòàòûðàñ÷åòîâ ïî óêàçàííûì âûøå ìîäåëÿì â êà÷åñòâåèñõîäíûõ äàííûõ.ÌÀÒÅÌÀÒÈ×ÅÑÊÎÅ ÌÎÄÅËÈÐÎÂÀÍÈÅ È ÐÀÑ×ÅÒÂÅÒÐÀ È ÂÅÒÐÎÂÎÃÎ ÂÎËÍÅÍÈß íàñòîÿùåå âðåìÿ ÷èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèå âåòðîâîãîâîëíåíèÿ îñíîâàíî íà óðàâíåíèè ýâîëþöèè ñïåêòðàëüíîéïëîòíîñòè âîëíîâîãî äåéñòâèÿ N(k,β,ϕ,ϑ), êîòîðîåìîæíî çàïèñàòü â âèäå∂N∂t∂N∂N∂N∂N∂N+ ϕ + ϑ + k + β + ω = G,∂ϕ ∂ϑ ∂k∂β ∂ω(1)ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅÇÀÊÎÍÎÌÅÐÍÎÑÒÅÉÏÅÐÅÔÎÐÌÈÐÎÂÀÍÈßÐÅËÜÔÀ ÄÍÀÏÎÄ ÂÎÇÄÅÉÑÒÂÈÅÌÂÎËÍÅÍÈß, ÒÅ×ÅÍÈÉÈ ËÅÄßÍÎÃÎ ÏÎÊÐÎÂÀ ÍÅÊÎÒîÐÛÕÏÐÈÁÐÅÆÍÛÕ ÐÀÉÎÍÀÕÁÀËÒÈÉÑÊÎÃÎ ÌÎÐßÑ.Ï. Àëåêñååâ, ä-ð òåõí. íàóê, ïðîô.,Ñ.Ì. Àíöûôåðîâ, ä-ð ôèç.-ìàòåì. íàóê, ïðîô.,È.Í. Äàâèäàí, ä-ð ãåîãð. íàóê, ïðîô.,À.Í. Äîáðîòâîðñêèé, ä-ð òåõí. íàóê, ïðîô.,Â.Â. Äðàáêèí, êàíä. òåõí. íàóê,Ñ.À. Äðóæåâñêèé, È.Ã. Êàíòàðæè, ä-ð ôèç.-ìàòåì. íàóê, ïðîô.,È.Â. Ëàâðåíîâ, ä-ð ôèç.-ìàòåì. íàóê,È.Î. Ëåîíòüåâ, ä-ð ôèç.-ìàòåì. íàóê,È.À. Íååëîâ, êàíä. ôèç.-ìàòåì. íàóê, À.Ì. Ñåðåáðÿêîâãäå N ÿâëÿåòñÿ ôóíêöèåé îò øèðîòû ϕ, äîëãîòû ϑ, âîëíîâîãî÷èñëà k è óãëà β ìåæäó íàïðàâëåíèåì âîëíîâîãîâåêòîðà è ïàðàëëåëüþ (íàïðàâëåíèåì íà âîñòîê), à òàêæå÷àñòîòû ω è âðåìåíè t; G – ôóíêöèÿ èñòî÷íèêà îïðåäåëÿåòñÿôèçè÷åñêèìè ìåõàíèçìàìè, ôîðìèðóþùèìèñïåêòð âîëíåíèÿ. Îíà çàïèñûâàåòñÿ â âèäå ðÿäà êîìïîíåíò,èç êîòîðûõ â îñíîâíîì èñïîëüçóþòñÿ ñëåäóþùèå:G = G in+G nl+G ds_1+G ds_2, ãäå G in– ïîñòóïëåíèå ýíåðãèèîò âåòðà ê âîëíàì; G ds_1– äèññèïàöèÿ âîëíîâîéýíåðãèè, ñâÿçàííàÿ ñ îáðóøåíèåì ãðåáíåé âîëí; G ds_2– äèññèïàöèÿ çà ñ÷åò äîííîãî òðåíèÿ; G nl– íåëèíåéíîåâçàèìîäåéñòâèå â ñïåêòðå âåòðîâîãî âîëíåíèÿ.Íàèáîëåå èçâåñòíàÿ çàïàäíàÿ ìîäåëü WAM, îñíîâàííàÿíà ðåøåíèè óðàâíåíèÿ (1), áûëà ðàçðàáîòàíà ìåæäóíàðîäíîéãðóïïîé ó÷åíûõ WAMDI (Wave ModelingGroup), èñõîäÿ èç ñëåäóþùèõ ïðèíöèïîâ.Âî-ïåðâûõ, ñ÷èòàëîñü íåîáõîäèìûì èñïîëüçîâàòüíàèáîëåå òî÷íóþ àïïðîêñèìàöèþ èíòåãðàëà ñòîëêíîâåíèé,êîòîðàÿ ñîõðàíÿåò òó æå êóáè÷åñêóþ ñòðóêòóðó îïåðàòîðà,÷òî è îðèãèíàëüíîå âûðàæåíèå. Ñîîòâåòñòâóþùàÿàïïðîêñèìàöèÿ ïîëó÷èëà íàçâàíèå «äèñêðåòíîãîïðèáëèæåíèÿ».  ñëó÷àå ðàçâèòèÿ âîëí â ìåëêîâîäíûõàêâàòîðèÿõ ôóíêöèÿ ñëàáîíåëèíåéíîãî ïåðåíîñà ýíåðãèèó÷èòûâàåò ñîîòâåòñòâóþùóþ ïîïðàâêó, îïèñûâàþùóþèçìåíåíèå ñëàáîíåëèíåéíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ âîëíâ áàññåéíå êîíå÷íîé ãëóáèíû.Âî-âòîðûõ, ôóíêöèÿ èñòî÷íèêà áûëà äîïîëíåíà áîëååòî÷íûì ìåõàíèçìîì äèññèïàöèè, ôèçè÷åñêîå îáîñíîâàíèåêîòîðîãî îñòàåòñÿ îòêðûòûì. Ôóíêöèÿ äèññèïàöèèáûëà ïîëó÷åíà íà îñíîâå âûïîëíåíèÿ ñåðèè÷èñëåííûõ ðàñ÷åòîâ óðàâíåíèÿ áàëàíñà ýíåðãèè ñ òî÷íûìâû÷èñëåíèåì èíòåãðàëà ñòîëêíîâåíèé. Ýòî äàåò âîçìîæíîñòüèñïîëüçîâàòü ìîäåëü êàê ãëîáàëüíóþ.  ìîäåëèó÷èòûâàþòñÿ ðåôðàêöèÿ è äîííîå òðåíèå. Ñàìà æåìîäåëü êëàññèôèöèðóåòñÿ êàê ìîäåëü âåòðîâîãî âîëíåíèÿòðåòüåãî, à çàòåì è ÷åòâåðòîãî ïîêîëåíèÿ, ïîñêîëüêó110 Ìîðñêîé âåñòíèê ¹ 3(15), 2005

â íåé ñäåëàíà ïîïûòêà ó÷åñòü âçàèìîäåéñòâèå âîëí ñàòìîñôåðíûì ïîãðàíè÷íûì ñëîåì.Ïîçäíåå áûëà ðàçðàáîòàíà ìîäåëü WAVEWATC. Îíàïî ñóòè ÿâëÿåòñÿ ðàçâèòèåì ìîäåëè WAM â îòíîøåíèèïàðàìåòðèçàöèè ôóíêöèè èñòî÷íèêà, õîòÿ àïïðîêñèìàöèÿñëàáîíåëèíåéíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ èñïîëüçóåòñÿòà æå, ÷òî è â ìîäåëè WAM.  ìîäåëè WAVEWATCHïðèìåíÿåòñÿ áîëåå ñîâåðøåííàÿ ÷èñëåííàÿ ñõåìà ðåøåíèÿóðàâíåíèÿ áàëàíñà âîëíîâîé ýíåðãèè, ÷åì â ìîäåëèWAM.Ýòè ìîäåëè èíòåðåñíû ñïîñîáîì ïàðàìåòðèçàöèèôèçè÷åñêèõ ìåõàíèçìîâ, ôîðìèðóþùèõ ñïåêòð âîëíåíèÿ,íî íè îäíà èç íèõ, íè WAM, íè WAVEWATCH, íåó÷èòûâàåò ñëàáîíåëèíåéíîå âçàèìîäåéñòâèå â òî÷íîìïðåäñòàâëåíèè. Ìîäåëè èñïîëüçóþò òàê íàçûâàåìîå DIAàïïðîêñèìàöèþ ñëàáîíåëèíåéíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ âñïåêòðå âîëí. Êðîìå òîãî, îíè ñîäåðæàò ðÿä ïîäãîíî÷íûõïàðàìåòðîâ.Ïîñëå îêîí÷àíèÿ ðàáîòû ìåæäóíàðîäíîé ãðóïïûWAMDI áûë ðåàëèçîâàí íîâûé ìåæäóíàðîäíûé ïðîåêòWISE (Waves In Shallow Environmental), êîòîðûé ïîñòàâèëñâîåé öåëüþ ïðîäîëæèòü èññëåäîâàíèÿ è ñîçäàòü áîëååñîâåðøåííóþ ìîäåëü âåòðîâîãî âîëíåíèÿ ïðèìåíèòåëüíîê ìåëêîâîäíûì àêâàòîðèÿì. Òàêàÿ ìîäåëü ñîçäàíàè ïîëó÷èëà íàçâàíèå SWAN (Simulating Waves Nearsshore).Ýòî ìîäåëü òðåòüåãî ïîêîëåíèÿ, êîòîðàÿ ïîìèìî ïàðàìåòðèçàöèèôèçè÷åñêèõ ìåõàíèçìîâ, ôîðìèðóþùèõñïåêòð âîëí íà ãëóáîêîé âîäå, âêëþ÷àåò äîïîëíèòåëüíîýôôåêòû ðåôðàêöèè, òðåõâîëíîâûõ âçàèìîäåéñòâèé èäèññèïàöèè âîëíîâîé ýíåðãèè, ñâÿçàííîé ñ îáðóøåíèåìâîëí íà ìåëêîâîäüå.Äëÿ ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ âåòðîâîãî âîëíåíèÿèñïîëüçóåòñÿ òàêæå ìîäåëü AARI-PD2, êîòîðàÿ ÿâëÿåòñÿñïåêòðîðàçðåøàþùåé, ò.å. ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü îöåíêè ÷àñòîòíî-óãëîâîãîñïåêòðà è âñåõ åãî èíòåãðàëüíûõ ïàðàìåòðîâ.Ìîäåëü ñîñòîèò èç òðåõ áëîêîâ:ïàðàìåòðè÷åñêîé ìîäåëè âåòðîâîãî âîëíåíèÿ, êîòîðàÿîïèñûâàåòñÿ òðåìÿ ïàðàìåòðàìè: ÷àñòîòîé ñïåêòðàëüíîãîïèêà, íóëåâîãî ìîìåíòà ñïåêòðà è ãåíåðàëüíîãî íàïðàâëåíèÿðàñïðîñòðàíåíèÿ âîëí;ñïåêòðàëüíîé ìîäåëè ýâîëþöèè çûáè;áëîêà âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó âåòðîâûìè âîëíàìè èçûáüþ. Íåñìîòðÿ íà åå ïðîñòîòó, îíà äàåò äîñòàòî÷íî íàäåæíûåðåçóëüòàòû è îáëàäàåò âûñîêèì áûñòðîäåéñòâèåì,÷òî ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü åå ïðè âûïîëíåíèè îïåðàòèâíûõðàñ÷åòîâ â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè è äëÿðåøåíèÿ çàäà÷ ðåæèìíîãî õàðàêòåðà, â êîòîðûõ íåîáõîäèìîðàññ÷èòûâàòü íåïðåðûâíûå ðÿäû ïîëåé âåòðîâîãîâîëíåíèÿ çà äåñÿòêè ëåò.Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ýòà ìîäåëü ïîëó÷èëà îáîäðåíèåäëÿ ïðàêòè÷åñêîãî èñïîëüçîâàíèÿ ðåøåíèåì Öåíòðàëüíîéìåòîäè÷åñêîé êîìèññèè Ðîñãèäðîìåòà.  íàñòîÿùååâðåìÿ îíà èñïîëüçóåòñÿ â îïåðàòèâíîì ðåæèìå(äâàæäû â ñóòêè, ñ ïðîñòðàíñòâåííûì øàãîì 2.5×2.5°) âÃèäðîìåòåîöåíòðå Ðîññèè äëÿ ðàñ÷åòîâ ïðîãíîçîâ âåòðîâîãîâîëíåíèÿ â Ìèðîâîì îêåàíå.Óêàçàííûå ìîäåëè ïðèìåíåíû íàìè äëÿ èññëåäîâàíèÿïðîöåññîâ ïåðåôîðìèðîâàíèÿ ðåëüåôà äíà â ìåëêîâîäíûõðàéîíàõ Áàëòèéñêîãî ìîðÿ.Èíôîðìàöèîííîé áàçîé äëÿ âûïîëíåíèÿ ðàñ÷åòîââåòðà è âîëíåíèÿ ïîñëóæèëè äàííûå ðåàíàëèçà ïðèçåìíîãîäàâëåíèÿ è ñêîðîñòè âåòðà åâðîïåéñêîãî öåíòðà(ECMW) çà 45-ëåòíèé ïåðèîä, êîòîðûå ïîêàçàëè ëó÷øååñîîòâåòñòâèå ôàêòè÷åñêèì íàáëþäåíèÿì íà ïðèáðåæíûõñòàíöèÿõ, ÷åì äðóãèå èñòî÷íèêè (íàïðèìåð,àìåðèêàíñêèé ðåàíàëèç NCEP/NCAR).Ïðè ðàñ÷åòå âåòðîâîãî âîëíåíèÿ ó÷èòûâàëîñü íàëè-÷èå ëåäÿíîãî ïîêðîâà è ðàñïðåäåëåíèå ãëóáèí. Ñ ýòîéöåëüþ ñôîðìèðîâàíû òðè ðàñ÷åòíûå îáëàñòè ñ ðàçëè÷íûìïðîñòðàíñòâåííûì ðàçðåøåíèåì:– ãåíåðàëüíàÿ, ïîêðûâàþùàÿ âñå Áàëòèéñêîå ìîðåñ øàãîì ïî øèðîòå 0.25 o (~27.75 êì) è øàãîì ïî äîëãîòå0.50 o (~ 27.75 êì). Ãåíåðàëüíàÿ ðàñ÷åòíàÿ îáëàñòü ïîêàçàíàíà ðèñ.1.– âëîæåííàÿ, ïîêðûâàþùàÿ àêâàòîðèþ áóõòû Ïîðòîâàÿñ øàãîì ïî øèðîòå 0.1 ’ (~ 185 ì) è øàãîì ïî äîëãîòå0.2 ’ (~ 185 ì);– âëîæåííàÿ, ïîêðûâàþùàÿ àêâàòîðèþ áóõòû Ãðàéôñâàëüäåð-Áîääåíñ øàãîì ïî øèðîòå 0.541 ’ (~ 1 êì) èøàãîì ïî äîëãîòå 0.928 ’ (~ 1 êì).Ðèñ.1. Ðàñ÷åòíûå òî÷êè è áàòèìåòðèÿ äëÿ àêâàòîðèèÁàëòèéñêîãî ìîðÿÐåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ ïî ãåíåðàëüíîé ñåòî÷íîé îáëàñòèèñïîëüçîâàíû äëÿ çàäàíèÿ ãðàíè÷íûõ óñëîâèé íàëîêàëüíûõ ñåòêàõ.Ìàòåìàòè÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå ïîçâîëèëî ðàññ÷èòàòüäâóìåðíûå ôóíêöèè ðàñïðåäåëåíèÿ ñêîðîñòåé âåòðàè âûñîò âîëí. Ïî ýòèì äàííûì áûëè îïðåäåëåíûíàïðàâëåíèÿ, ïî êîòîðûì â áóõòû Ïîðòîâàÿ è Ãðàéôñâàëüäåð-Áîääåíðàñïðîñòðàíÿåòñÿ íàèáîëåå èíòåíñèâíîåâåòðîâîå âîëíåíèå. Äëÿ íèõ áûëè ðàññ÷èòàíû çíà÷åíèÿñêîðîñòåé âåòðà, âîçìîæíûå îäèí ðàç â 1; 5; 10; 20; 50è 100 ëåò ïóòåì àïïðîêñèìàöèè åæåãîäíûõ ìàêñèìóìîâñêîðîñòåé âåòðà àñèìïòîòè÷åñêèì ðàñïðåäåëåíèåì Âåéáóëëà.Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ ïðèâåäåíû â òàáë. 1, 2 è íàðèñ. 2, 3.Òàáëèöà 1Ýêñòðåìàëüíûå çíà÷åíèÿ ñêîðîñòè âåòðà,ñðåäíèõ âûñîò è ñðåäíèõ ïåðèîäîâ âîëííà âîëíîîïàñíûõ íàïðàâëåíèÿõ äëÿ ãëóáîêîâîäíîéòî÷êè íà ïîäõîäå ê áóõòå ÏîðòîâàÿÏàðàìåòðÑêîðîñòüâåòðà, ì/ñÑðåäíÿÿâûñîòà, ìÑðåäíèéïåðèîä, ñ1ãîä5ëåò10ëåò20ëåò50ëåò100ëåò19.0 22.7 24.6 26.3 28.3 30.01.8 2.1 2.2 2.8 3.0 3.55.6 5.7 5.8 6.2 6.5 7.0íàâèãàöèÿ è ãèäðîãðàôèÿ¹ 3(15), 2005 Ìîðñêîé âåñòíèê111

Ðèñ.2. Ïîëå çíà÷èòåëüíûõ âûñîò âîëí â áóõòåÏîðòîâàÿ, âîçìîæíûõ ðàç â 100 ëåòÒàáëèöà 2 ðàñ÷åòàõ èñïîëüçîâàíà òðåõìåðíàÿ ãèäðîäèíàìè÷åñêàÿìîäåëü, îñíîâàííàÿ íà ïîëíûõ óðàâíåíèÿõ äâèæåíèÿâÿçêîé íåñæèìàåìîé æèäêîñòè â ïðèáëèæåíèÿõ Áóññèíåñêàè ãèäðîñòàòèêè, óðàâíåíèÿõ ïåðåíîñà òåïëà è ñîëèè óðàâíåíèÿ ñîñòîÿíèÿ ìîðñêîé âîäû â ôîðìå ÞÍÅÑÊÎ.Íà ïîâåðõíîñòè æèäêîñòè çàäàåòñÿ êèíåìàòè÷åñêîå óñëîâèåè ðåøàåòñÿ ïðîãíîñòè÷åñêîå óðàâíåíèå äëÿ ñâîáîäíîéïîâåðõíîñòè. Íà äíå è íà òâåðäûõ ãîðèçîíòàëüíûõ ãðàíèöàõçàäàþòñÿ ñîîòâåòñòâåííî êîìïîíåíòû âåêòîðà êàñàòåëüíîãîíàïðÿæåíèÿ òðåíèÿ è óñëîâèå íåïðîòåêàíèÿ ñî ñêîëüæåíèåì.Äëÿ óðàâíåíèé ïåðåíîñà òåïëà è ñîëè íà òâåðäûõãðàíèöàõ ñòàâÿòñÿ óñëîâèÿ òåïëîñîëåèçîëÿöèè. Íà æèäêèõãðàíèöàõ ñòàâÿòñÿ óñëîâèÿ, çàâèñÿùèå îò íàïðàâëåíèÿïîòîêà.  ñëó÷àå âûòåêàþùåãî ïîòîêà çàäàåòñÿ ðàäèàöèîííîåóñëîâèå Çîììåðôåëüäà. Äëÿ ïàðàìåòðèçàöèè âåðòèêàëüíîãîòóðáóëåíòíîãî îáìåíà èñïîëüçóåòñÿ òàêíàçûâàåìàÿ B-L ìîäåëü, ò.å. ðåøàåòñÿ óðàâíåíèå áþäæåòàòóðáóëåíòíîé ýíåðãèè ñ ïðèâëå÷åíèåì ãèïîòåçû Êîëìîãîðîâà,à ìàñøòàá òóðáóëåíòíîñòè îïðåäåëÿåòñÿ ïî èçâåñòíîéôîðìóëå Âîëüöèíãåðà–Ìîíòãîìåðè ñ ïîïðàâêîé íàñòðàòèôèêàöèþ æèäêîñòè.Öèðêóëÿöèÿ Áàëòèéñêîãî ìîðÿ ðàññ÷èòàíà äëÿ 100 ñëîåâôèêñèðîâàííîé òîëùèíû. Öèðêóëÿöèÿ Ôèíñêîãî çàëèâàè â ðàéîíå ãåðìàíñêîãî ïîáåðåæüÿ ðàññ÷èòàíà ñ âåðòèêàëüíûìðàçðåøåíèåì 10 óðîâíåé. Ðàñ÷åòû âûïîëíåíû ñøàãîì 9 êì äëÿ àêâàòîðèè Áàëòèéñêîãî ìîðÿ è 250 ì äëÿÔèíñêîãî çàëèâà ñ øàãîì 1 êì ó ïîáåðåæüÿ Ãåðìàíèè.Óñòàíîâëåíî, íàïðèìåð, ÷òî âåòðîâîé íàãîí â áóõòåÏîðòîâàÿ ìàêñèìàëåí ïðè þæíûõ âåòðàõ è ñîñòàâëÿåò100 ñì ïðè ñêîðîñòè âåòðà 29 ì/c è 140 ñì ïðè ñêîðîñòèâåòðà 32 ì/ñ (ðèñ. 4).Ýêñòðåìàëüíûå çíà÷åíèÿ ñêîðîñòè âåòðà,ñðåäíèõ âûñîò è ñðåäíèõ ïåðèîäîâ âîëííà âîëíîîïàñíûõ íàïðàâëåíèÿõ íà âõîäå â áóõòóÃðàéôñâàëüäåð-ÁîääåíÏàðàìåòðÑêîðîñòüâåòðà, ì/ñÑðåäíÿÿâûñîòà, ìÑðåäíèéïåðèîä, c1ãîä5ëåò10ëåò20ëåò50ëåò100ëåò16.0 17.5 18.0 20.0 22.0 23.01.4 2.1 2.7 3.3 4.2 4.55.0 7.0 8.0 8.5 10.0 10.5Ðèñ.4. Ñâîáîäíàÿ ïîâåðõíîñòü (ñì) â ðàéîíå áóõòûÏîðòîâàÿ ïðè þæíîì âåòðå 32 ì/ñÂåòðîâîé íàãîí ó ïîáåðåæüÿ Ãåðìàíèè ìàêñèìàëåí ïðèñåâåðî-âîñòî÷íûõ âåòðàõ è äîñòèãàåò 120 ñì ïðè ñêîðîñòèâåòðà 23 ì/ñ (ðèñ. 5).Ðèñ.3. Ïîëå çíà÷èòåëüíûõ âûñîò âîëí, âîçìîæíûõ ðàçâ 100 ëåò â áóõòå Ãðàéôñâàëüäåð-ÁîääåíÐÀÑ×ÅÒ ÒÅ×ÅÍÈÉ È ÊÎËÅÁÀÍÈÉ ÓÐÎÂÍßÏÐÈ ÝÊÑÒÐÅÌÀËÜÍÛÕ ÇÍÀ×ÅÍÈßÕ ÂÅÒÐÀÐèñ. 5. Ñâîáîäíàÿ ïîâåðõíîñòü (ñì) ó ïîáåðåæüÿÃåðìàíèè ïðè ñåâåðî-âîñòî÷íîì âåòðå 23 ì/ñÏîâåðõíîñòíûå òå÷åíèÿ â áóõòå Ïîðòîâàÿ ìàêñèìàëüíûâ ïðèáðåæíûõ ðàéîíàõ è äîñòèãàþò 20–30 ñì/c â ñåâåðíîìíàïðàâëåíèè. Ìàêñèìàëüíûå çíà÷åíèÿ ñêîðîñòèòå÷åíèé â ïðèäîííîé îáëàñòè ïðèóðî÷åíû ê öåíòðó áóõòûè äîñòèãàþò 10–15 ñì/ñ â þæíîì íàïðàâëåíèè (ðèñ.6).112 Ìîðñêîé âåñòíèê ¹ 3(15), 2005

Ðèñ. 6. Ïîâåðõíîñòíûå òå÷åíèÿ â ðàéîíå áóõòûÏîðòîâàÿ ïðè þæíîì âåòðå 32 ì/ñÌàêñèìàëüíûå çíà÷åíèÿ ñêîðîñòåé òå÷åíèÿ â áóõòåÃðàéôñâàëüäåð-Áîääåí ê ìåëêîâîäíûì ïðèáðåæíûì ðàéîíàì,ãäå îíè äîñòèãàþò 30 - 50 ñì/ñ (ðèñ.7).Ðèñ. 7. Ïîâåðõíîñòíûå òå÷åíèÿ â ðàéîíå ó ïîáåðåæüÿÃåðìàíèè ïðè ñåâåðî-âîñòî÷íîì âåòðå 23 ì/ñ ïðèáðåæíûõ ðàéîíàõ íàïðàâëåíèå ïðèäîííûõ òå-÷åíèé áëèçêî ê íàïðàâëåíèþ ïîâåðõíîñòíûõ òå÷åíèé, àèõ ñêîðîñòè äîñòèãàþò 15 - 20 ñì/c.ÎÖÅÍÊÀ ÂËÈßÍÈß ËÜÄÀÏðè âçàèìîäåéñòâèè äðåéôóþùèõ ëåäÿíûõ îáðàçîâàíèéñ äîííûì ãðóíòîì íåðåäêî âîçíèêàþò ãëóáîêèå è äîñòàòî÷íîïðîòÿæåííûå áîðîçäû. Îáðàçîâàíèå òàêèõ áîðîçä(«ýêçàðàöèÿ») ìîæåò ïðåäñòàâëÿòü ñåðüåçíóþ óãðîçó öåëîñòíîñòèïîäâîäíûõ òðóáîïðîâîäîâ.  ñîîòâåòñòâèè ñ òðåáîâàíèÿìèíîðìàòèâíûõ äîêóìåíòîâ ýêñïåðèìåíòàëüíûåèññëåäîâàíèÿ ðåæèìíûõ õàðàêòåðèñòèê ëåäÿíîãî ïîêðîâàäîëæíû ïðîâîäèòüñÿ â òå÷åíèå ïÿòè ëåò.Òàêèå íàáëþäåíèÿ â ìåëêîâîäíûõ ðàéîíàõ Áàëòèéñêîãîìîðÿ äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè íå ïðîâîäèëèñü.Ìîäåëè ëåäîâîé ýêçàðàöèè áàçèðóþòñÿ íà óðàâíåíèÿõáàëàíñà êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè òîðîñà è ðàáîòû ñèë ñîïðîòèâëåíèÿñî ñòîðîíû ãðóíòà. Ðåøåíèå ñèñòåìû óðàâíåíèéáàëàíñà ñèë ñîïðîòèâëåíèÿ, âêëþ÷àþùåé ñèëû, íîðìàëüíûåè êàñàòåëüíûå ê âíóòðåííåé ïëîñêîñòè âûäàâëèâàåìîãîãðóíòîâîãî êëèíà, åãî âåñ è òðåíèå ïî áîêàì ëåäîâîãîîáðàçîâàíèÿ, ïîçâîëÿþò âû÷èñëèòü îñíîâíûå ïàðàìåòðûîáðàçóþùèõñÿ áîðîçä.Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû èñïîëüçóþòñÿ äàëåå äëÿ ñòàòèñòè÷åñêîéîöåíêè âåðîÿòíîñòè ïîÿâëåíèÿ áîðîçä îïðåäåëåííûõðàçìåðîâ íà çàäàííîì ó÷àñòêå øåëüôà ñ ó÷åòîìïàðàìåòðîâ âñòðå÷àþùèõñÿ òîðîñîâ è âîçìîæíûõ õàðàêòåðèñòèêñêîðîñòè äðåéôà ëüäà.Ýìïèðè÷åñêè ïîäîáðàííûé çàêîí ðàñïðåäåëåíèÿ ãëóáèíûýêçàðàöèè ïîçâîëÿåò ýêñòðàïîëèðîâàòü åå çíà÷åíèÿâ îáëàñòü ìàëûõ âåðîÿòíîñòåé.Ðåæèìíûå õàðàêòåðèñòèêè ëåäÿíîãî ïîêðîâà, íåîáõîäèìûåäëÿ îöåíêè åãî âëèÿíèÿ íà ìîðñêîå äíî, ïîëó÷åíûíà îñíîâå äàííûõ íàáëþäåíèé çà ïåðèîä ñ 1901 ïî 2000 ãã.(ñðåäíèå è ýêñòðåìàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ëåäÿíîãî ïîêðîâà,ñðîêè íàñòóïëåíèÿ ëåäîâûõ ôàç, òîëùèíà ëüäà, ðàçìåðûëüäèí, õàðàêòåðèñòèêè òîðîñèñòûõ îáðàçîâàíèé, ñêîðîñòèäðåéôà ëüäà ïðè ïîäõîäå ê áåðåãó).Ïðè ðåøåíèè çàäà÷è î âçàèìîäåéñòâèè òîðîñà ñ ìîðñêèìäíîì î÷åíü âàæíîå çíà÷åíèå èìååò âîïðîñ îá èíòåãðàëüíîéïðî÷íîñòè ïîäâîäíîé ÷àñòè òîðîñà. Èíûìè ñëîâàìè,âî âðåìÿ êîíòàêòà òîðîñà è ãðóíòà ìîæåò ïðîèñõîäèòüëèáî ðàçðóøåíèå òîðîñà, ëèáî äåôîðìàöèÿ ãðóíòà (äëÿ óïðîùåíèÿçàäà÷è â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè áóäåì èãíîðèðîâàòüâîçìîæíûé «ñìåøàííûé» âàðèàíò). äàííîì ñëó÷àå ïðèíÿòà ñëåäóþùàÿ ãèïîòåçà: êèëü òîðîñàèìååò â ðàçðåçå òðåóãîëüíóþ ôîðìó, à ïðî÷íîñòü êèëÿíà ñäâèã âîçðàñòàåò îò íèæíåé òî÷êè êèëÿ ê ïîâåðõíîñòèâîäû. Ïîýòîìó íà ïåðâîé ñòàäèè êîíòàêòà ìåæäó êèëåì èãðóíòîì ðàçðóøàåòñÿ êèëü, ò.å. íèæíÿÿ, íàèìåíåå ïðî÷íàÿ÷àñòü êèëÿ îòñåêàåòñÿ. Îäíàêî ñ óìåíüøåíèåì ãëóáèíû ìîðÿâ êîíòàêò ñ ãðóíòîì âñòóïàþò âñå áîëåå ïðî÷íûå ñëîè êèëÿ,â êàêîé-òî ìîìåíò îí ñòàíîâèòñÿ ïðî÷íåå ãðóíòà, è íà÷èíàåòñÿäåôîðìàöèÿ ïîñëåäíåãî.Äîïóñòèì, ÷òî ïðî÷íîñòü êèëÿ íà ñäâèã ïðîïîðöèîíàëüíàøèðèíå êèëÿ, è òîãäà åãî «ïðî÷íàÿ ÷àñòü» ðàñïîëîæåíàâûøå íåêîòîðîãî óðîâíÿ, ãäå øèðèíà êèëÿ ðàâíà íåêîòîðîìóêðèòè÷åñêîìó çíà÷åíèþ  êð.Èñõîäÿ èç ýòîãî, ìîæíî îöåíèòü îñàäêó ïðî÷íîé ÷àñòèêèëÿ h ks(ðèñ. 9):h ks= h k– B crtgθ; ( 2 )ãäå h k– ïîëíàÿ îñàäêà êèëÿ; θ – óãîë ñêàòà áîêîâîé ïîâåðõíîñòèêèëÿ.Òàêèì îáðàçîì, äåôîðìàöèÿ ãðóíòà íà÷èíàåòñÿ ïðè ãëóáèíåìîðÿ, ðàâíîé h ks, êîãäà â êîíòàêò ñ ãðóíòîì âñòóïàåòïðî÷íàÿ ÷àñòü êèëÿ.Äëÿ îöåíêè âîçìîæíûõ ïàðàìåòðîâ ýêçàðàöèè ðàçðàáîòàíàäèíàìè÷åñêàÿ ìîäåëü âçàèìîäåéñòâèÿ òîðîñà ñ ìîðñêèìäíîì. Ìîäåëü ó÷èòûâàåò òàêèå ïàðàìåòðû, êàê ðàçìåðûè ìàññà òîðîñèñòîãî îáðàçîâàíèÿ (âêëþ÷àÿ òîëùèíó èðàçìåð ëüäèíû, íà êîòîðîé íàõîäèòñÿ òîðîñ), ñêîðîñòü åãîäâèæåíèÿ â ìîìåíò íà÷àëà êîíòàêòà ñ ãðóíòîì, óãîë íàêëîíàäíà, õàðàêòåð ãðóíòà, ñêîðîñòü âåòðà (ðèñ.8.).×èñëåííàÿ ðåàëèçàöèÿ ìîäåëè äëÿ ðàçëè÷íûõ ñî÷åòàíèéëåäîâûõ, âåòðîâûõ è äîííûõ óñëîâèé ïîçâîëèëàïîëó÷èòü îöåíêè âåðîÿòíîñòè ýêçàðàöèè çàäàííîé ãëóáèíûâ ðàçíûå ïåðèîäû ëåäîâîãî ñåçîíà.Ðèñ. 8. Óïðîùåííàÿ ñõåìà ðàñïðåäåëåíèÿ ïðî÷íîñòèòîðîñàÏðèìåðû ðàñ÷åòà ýêçàðàöèè ëüäà ïðåäñòàâëåíû íàðèñ. 9 è 10.íàâèãàöèÿ è ãèäðîãðàôèÿ¹ 3(15), 2005 Ìîðñêîé âåñòíèê113

Òàáëèöå 4Ïàðàìåòðû ýêñòðåìàëüíîé ýêçàðàöèè ìàëîéïîâòîðÿåìîñòè («ðàç â N ëåò») â áóõòåÃðàéôñâàëüäåð-ÁîääåíÏàðàìåòðÂûñîòà ïàðóñàòîðîñà, ìÏîâòîðÿåìîñòü 1 ðàç â N ëåò1 5 10 20 50 1001,2 1,6 1,9 2,1 2,3 2,4Ñêîðîñòü âåòðà, ì/ñ 16 17,5 18 20 22 23Ñðåäíÿÿ äëèíàáîðîçäû, ìÌàêñèìàëüíàÿäëèíà áîðîçäû, ìÑðåäíÿÿ ãëóáèíàáîðîçäû, ìÌàêñèìàëüíàÿãëóáèíà áîðîçäû, ì11 14 15 16 16 1735 36 37 37 38 400,02 0,03 0,03 0,03 0,04 0,040,11 0,21 0,24 0,26 0,30 0,32Ðèñ. 9. Ðàñïðåäåëåíèÿ äëèíû è âåðîÿòíîñòè ýêçàðàöèèãëóáèíîé 0,10–0,25 ì â áóõòå Ïîðòîâàÿ â àïðåëåÀÍÀËÈÇ ÄÀÍÍÛÕ ÃÈÄÐÎËÎÊÀÖÈÎÍÍÎÉ ÑÚÅÌÊÈÃèäðîëîêàöèîííûå èññëåäîâàíèÿ ïðîâîäèëèñü â áóõòåÏîðòîâàÿ â îêòÿáðå 2004 ã. Íà èçîáðàæåíèÿõ ïîâåðõíîñòèäíà îáíàðóæåíû ñëåäû âîçäåéñòâèÿ ëåäîâûõ îáðàçîâàíèé,êîòîðûå áûëè ÷àñòè÷íî çàìûòû çà âðåìÿ, ïðîøåäøååïîñëå òàÿíèÿ ëåäÿíîãî ïîêðîâà (ðèñ. 11).Ðèñ. 10. Ïðèìåð ðàñïðåäåëåíèÿ äëèíû è âåðîÿòíîñòèýêçàðàöèè ãëóáèíîé 0,10–0,25 ì â áóõòå Ãðàéôñâàëüäåðâ ôåâðàëåÐåçóëüòàòû ðàñ÷åòà ïàðàìåòðîâ ýêñòðåìàëüíîé ýêçàðàöèèìàëîé ïîâòîðÿåìîñòè ïðèâåäåíû â òàáë. 3 è 4.Òàáëèöà 3Ïàðàìåòðû ýêñòðåìàëüíîé ýêçàðàöèè ìàëîéïîâòîðÿåìîñòè (ðàç â N ëåò) â áóõòå ÏîðòîâàÿÏàðàìåòðÂûñîòà ïàðóñàòîðîñà, ìÏîâòîðÿåìîñòü 1 ðàç â N ëåò1 5 10 20 50 1001,5 2,0 2,4 2,6 2,8 3,0Ñêîðîñòü âåòðà, ì/ñ 19 22 24 26 28 30Ñðåäíÿÿ äëèíàáîðîçäû, ìÌàêñèìàëüíàÿäëèíà áîðîçäû, ìÑðåäíÿÿ ãëóáèíàáîðîçäû, ìÌàêñèìàëüíàÿãëóáèíà áîðîçäû, ì19 23 30 31 33 3447 48 48 50 52 530,17 0,25 0,33 0.34 0,35 0,390,99 1,17 1,67 1,74 1,78 1,86Ðèñ.11. Ãèäðîëîêàöèîííîå èçîáðàæåíèå ïîâåðõíîñòèäíà ñî ñëåäàìè ëåäîâîé ýêçàðàöèèÄëèíà ñëåäîâ ýêçàðàöèè ñîñòàâëÿåò äî íåñêîëüêèõ äåñÿòêîâìåòðîâ, øèðèíà äî íåñêîëüêèõ ìåòðîâ. Èõ ïîëîæåíèåè ðàçìåðû â öåëîì ñîîòâåòñòâóþò ðåçóëüòàòàì ìàòåìàòè÷åñêîãîìîäåëèðîâàíèÿ. Ýòîò ôàêò ÿâëÿåòñÿõîðîøèì ïîäòâåðæäåíèåì íàäåæíîñòè èñïîëüçîâàííûõ âðàáîòå ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé.114 Ìîðñêîé âåñòíèê ¹ 3(15), 2005

ÄÈÍÀÌÈÊÈ ÐÅËÜÅÔÀ ÄÍÀÎñíîâíûìè ïðè÷èíàìè èçìåíåíèé ðåëüåôà â èññëåäóåìûõðàéîíàõ ÿâëÿþòñÿ äåôîðìàöèè, îáóñëîâëåííûå ïðîöåññàìèðàçìûâà è àêêóìóëÿöèè îñàäêîâ, øòîðìîâûì ïåðåìåùåíèåììàòåðèàëà, à òàêæå äåôîðìàöèè, âûçâàííûåôîðìèðîâàíèåì è ïåðåìåùåíèåì äîííûõ îáðàçîâàíèé –ðèôåëåé è ïîäâîäíûõ âàëîâ.Ïðîãíîç äåôîðìàöèé, îáóñëîâëåííûõ ïåðåìåùåíèåìîñàäêîâ, âûïîëíåí äâóìÿ ìåòîäàìè: ëîêàëüíîãî áàëàíñà íàíîñîâè íà îñíîâå ñðàâíåíèÿ ïðîôèëåé äèíàìè÷åñêîãî ðàâíîâåñèÿ.Ìåòîäû ïðîøëè äîñòàòî÷íî ñåðüåçíóþ àïðîáàöèþíà öåëîì ðÿäå êðóïíûõ îáúåêòîâ ìîðñêîãî ãèäðîòåõíè÷åñêîãîñòðîèòåëüñòâà â Ðîññèè è çà ðóáåæîì. íàøåì ñëó÷àå ðàñõîæäåíèå ìåæäó ðåçóëüòàòàìè ÷èñëåííîãîìîäåëèðîâàíèÿ, ïîëó÷åííûõ êàæäûì èç ìåòîäîâ,íå ïðåâûøàåò 0,1 ì. Ïîýòîìó âûÿâëåííûå òåîðåòè÷åñêèìïóòåì çàêîíîìåðíîñòè ïåðåôîðìèðîâàíèÿ ðåëüåôà äíà, õîòÿè íóæäàþòñÿ â òùàòåëüíîé ýêñïåðèìåíòàëüíîé ïðîâåðêå,íî ïîçâîëÿþò äîñòàòî÷íî óâåðåííî ñóäèòü î õàðàêòåðå ëèòîäèíàìè÷åñêèõïðîöåññîâ â èññëåäóåìûõ ðàéîíàõ.  öåëîìýòè çàêîíîìåðíîñòè ïî áóõòå Ïîðòîâàÿ ñâîäÿòñÿ ê ñëåäóþùåìó:– ïîäëåæàùèå ó÷åòó äåôîðìàöèè äíà ìîãóò íàáëþäàòüñÿòîëüêî â ïðèáðåæíîé îáëàñòè ñ ãëóáèíàìè ìåíåå10 ì. Ïðè ýòîì ãëàâíóþ ðîëü â äåôîðìàöèÿõ ðåëüåôà èãðàþòóìåðåííûå è ñèëüíûå øòîðìà þæíîãî ðóìáà, ïðè êîòîðûõðàçìûâ äíà äîñòèãàåò 0,4 ì, à àêêóìóëÿöèÿ – 0,8 ì.Ìàêñèìàëüíûå àáñîëþòíûå çíà÷åíèÿ äåôîðìàöèé äîñòèãàþòñÿïðè ýêñòðåìàëüíûõ øòîðìàõ ðåäêîé ïîâòîðÿåìîñòè. ïîëîñå ãëóáèí ìåíåå 5 ì îíè âûçûâàþò ðàçìûâ äíàäî 0,5 ì. Âûíåñåííûé ìàòåðèàë îòêëàäûâàåòñÿ íà ãëóáèíàõ6–9 ì, ãäå òîëùèíà ñëîÿ àêêóìóëÿöèè ìîæåò ïðåâûøàòü2,1 ì. Äîñòàòî÷íî ñóùåñòâåííûìè ìîãóò áûòü äåôîðìàöèè,îáóñëîâëåííûå ìèãðàöèåé ïîäâîäíûõ âàëîâ (±0.8 ì).Òàêèì îáðàçîì, ãðàíèöû âñåãî äèàïàçîíà ïîòåíöèàëüíûõäåôîðìàöèé ðåëüåôà õàðàêòåðèçóþòñÿ çíà÷åíèÿìè îò –0,8 ì (ðàçìûâ) äî 2,1 ì (àêêóìóëÿöèÿ).Çàêîíîìåðíîñòè ôîðìèðîâàíèÿ ðåëüåôà äíà â áóõòåÃðàéôñâàëüäåð-Áîääåí íåñêîëüêî èíûå:– çàìåòíûå äåôîðìàöèè äíà ìîãóò îæèäàòüñÿ â ïðèóðåçîâîéîáëàñòè, âêëþ÷àÿ ïëÿæ.  îòêðûòîé ÷àñòè áóõòûè ó âõîäà â íåå øòîðìîâûå äåôîðìàöèè ïðåíåáðåæèìîìàëû. Ìàêñèìàëüíûå àáñîëþòíûå çíà÷åíèÿ äåôîðìàöèéäîñòèãàþòñÿ ïðè ýêñòðåìàëüíûõ øòîðìàõ ðåäêîé ïîâòîðÿåìîñòè,äåéñòâóþùèõ íà ôîíå íàãîíà. Ïðè ýòîì â ïîäâîäíîé÷àñòè ïëÿæà âîçìîæåí ðàçìûâ äíà äî 0,6 ì, à â íàäâîäíîéåãî ÷àñòè – àêêóìóëÿöèÿ, òàêæå äî 0,6 ì. Ïðîöåññûðèôåëåîáðàçîâàíèÿ íå âíîñÿò çàìåòíîãî âêëàäà â øòîðìîâûåäåôîðìàöèè ðåëüåôà. Äèíàìè÷åñêèå óñëîâèÿ â áóõòåíå èñêëþ÷àþò âîçìîæíîñòü ñóùåñòâîâàíèÿ ïîäâîäíûõ âàëîâ(â çîíå ãëóáèí ìåíåå 3 ì), ìèãðàöèè êîòîðûõ ìîãóòâûçâàòü äåôîðìàöèè äíà â ïðåäåëàõ ±0,5 ì.ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅÏðàêòè÷åñêîå èñïîëüçîâàíèå ðåçóëüòàòîâ ðàáîòû ïîçâîëèòîïòèìèçèðîâàòü ïðîåêòíûå ðåøåíèÿ ñèñòåì òðàíñïîðòèðîâêèóãëåâîäîðîäîâ.Ïåðñïåêòèâíûì îáúåêò âíåäðåíèÿ ðàçðàáîòêè ìîãóòáûòü ìîðñêèå ó÷àñòêè ñåâåðî-åâðîïåéñêîãî ãàçîïðîâîäà.ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ1. Àíöûôåðîâ Ñ.Ì., Êàíòàðæè È.Ã. Ðàñ÷åò êîíöåíòðàöèèíàíîñîâ, âçâåøåííûõ âîëíàìè, ðàñïðîñòðàíÿþùèìèñÿíà òå÷åíèè. – ñá. «Âîäíîå õîçÿéñòâî. Ïîðòû èïîðòîâûå ñîîðóæåíèÿ. Îáúåêòû ñòðîèòåëüñòâà íà øåëüôå».- Ì.: Èçä-âî Àññîöèàöèè ñòðîèòåëüíûõ âóçîâ, 2004.2. Äàâèäàí È.Í., Ëàâðåíîâ È.Â., Ïàñå÷íèê Ò.À. è äð.Ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü è ìåòîä îïåðàòèâíûõ ðàñ÷åòîââåòðîâîãî âîëíåíèÿ íà ìîðÿõ ÑÑÑÐ// Ìåòåîðîëîãèÿè ãèäðîëîãèÿ. — 1988. — ¹ 11. — Ñ.81-90.3. Äîáðîòâîðñêèé À.Í., Äðóæåâñêèé Ñ.À., Êóøíèð Â.Ì.,Ïåòðåíêî Ë.À. Ìàòåìàòè÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå äåôîðìàöèéäíà ïîä âîçäåéñòâèåì ãèäðîìåòåîðîëîãè-÷åñêèõ ôàêòîðîâ. – Ñá. äîêëàäîâ IV Ðîññèéñêîé íàó÷.-òåõí. êîíôåð. «Ñîâðåìåííîå ñîñòîÿíèå, ïðîáëåìûíàâèãàöèè è îêåàíîãðàôèè» (ÍÎ-2001), – Ñàíêò-Ïåòåðáóðã,6-9 èþíÿ 2001 ã. – ÃÍÈÍÃÈ ÌÎ ÐÔ, ò. 2,ñ. 293-298.4. Äîáðîòâîðñêèé À.Í., Äðóæåâñêèé Ñ.À., Êóøíèð Â.Ì.,Ïåòðåíêî Ë.À. Äèàãíîñòè÷åñêàÿ ìîäåëü äåôîðìàöèéäíà ïîä âîçäåéñòâèåì ãèäðîìåòåîðîëîãè÷åñêèõ ôàêòîðîâ.// Íàâèãàöèÿ è ãèäðîãðàôèÿ. – 2001. – ¹ 12. –Ñ. 112-122.6. Äðàáêèí Â.Â., Òðàïåçíèêîâ Þ.À., Ôîêèíà Ì.Ë. Âåðîÿòíîñòíîåìîäåëèðîâàíèå ëåäîâèòîñòè Áàëòèéñêîãîìîðÿ // Ìåòåîðîëîãèÿ è ãèäðîëîãèÿ. – 1988. – ¹ 5.– Ñ. 126-130.7. Äðàáêèí Â.Â. Îáðàçîâàíèå òîðîñîâ è íàâàëîâ ëüäà ïðèíàãîíàõ (íà ïðèìåðå Ôèíñêîãî çàëèâà). – Òð. ÀÀÍÈÈ,1978, ò. 354, ñ. 89-96.8. Äðàáêèí Â.Â., Ëåáåäåâ À.À. Íåêîòîðûå îñîáåííîñòèëåäîâîãî ðåæèìà Ôèíñêîãî çàëèâà. – Èññëåäîâàíèÿëåäÿíîãî ïîêðîâà â çàìåðçàþùèõ ìîðÿõ – Òð. ÃÍÖÐÔ ÀÀÍÈÈ, 2001, ò. 443, ñ. 38-47.9. Êëÿ÷êèí Ñ.Â., Ñóõîðóêîâ Ê.Ê. Êîìïëåêñíàÿ ìîäåëü äèíàìè÷åñêîãîè êâàçèñòàòè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ òîðîñèñòîãîëåäÿíîãî îáðàçîâàíèÿ ñ ìîðñêèì ëüäîì. –ÐÀÎ-97, 1997, 8 ñ.10. Ëàâðåíîâ È.Â. Ìàòåìàòè÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå âåòðîâîãîâîëíåíèÿ â ïðîñòðàíñòâåííî-íåîäíîðîäíîì îêåàíå.– ÑÏá: Ãèäðîìåòåîèçäàò. – 1998. – 499 ñ.11. Ëåîíòüåâ È.Î. Ïðèáðåæíàÿ äèíàìèêà: âîëíû, òå÷åíèÿ,ïîòîêè íàíîñîâ. – Ì.: ÃÅÎÑ, 2001. 272 ñ.12. Íååëîâ È.À., Óìíîâ À.À. Ìîäåëü ýêîñèñòåìû Íåâñêîéãóáû / ïîä ðåä. ïðîô. Â.Â.Ìåíøóòêèíà. –  ñá.:«Íåâñêàÿ ãóáà – îïûò ìîäåëèðîâàíèÿ», ÑÏá, 1997.13. Alekseev S.P., Dobrotvorsky A.N., Druzhewsky S.A.Technology <strong>of</strong> Caring Out the Sea Engineering InvestigationsIntended to Chosse the Submarine Pipeline Routes atPrelim; nary Design Stage// The Proceedings <strong>of</strong> the Second1999. ISOPE European OSHORE MECHANICSSYMPOSIOM; Pipelines (Moskow, Russia, ISOPEEUROMS-99). – 1999. – p. 92–93.14. UGRO N.V. Annual report, 2003–2004.15. Galperin, B.,Kantha,L.H., Hassd, S., Rosati, A. A quasiequilibriumturbulent energy model for gephysical flows //J. Atmos. Sci. –1988. –Vol.45. –P.55-62.16. Hennings I., Herbers D., Prinz K., Ziemer . On waterspoutsrelated to marine sandwaves // Marine Sandwave andRiver Dune Dynamics – 1–2 April, 2004.– Enschedethe Netherlands, CD.17. Hulscher J.M.N., Knaapen M,A.., Scholle O. Regeneration<strong>of</strong> dredged sand waves // Marine Sandwave and RiverDune Dynamics – 1–2 April, 2004. – Enschede theNetherlands, CD.18. Komar P. D.,Gaughan M.K. Airy wave theory and breakerheight prediction. – Coastal Eng. – 1972. – Proc. vol. 1.– ð. 125-132.19. Neelov I.A., Kouraev A.V. 3D circulation model <strong>of</strong> theKara Sea // NIERSC Technical report N 3. – ProjectINTAS-93-0814. – 1996. – 49 p.20. Larson M., Kraus N.C. SBEACH: numerical model forsimulating storm-induced beach change. Tech. Rep. CERC-89-9. 1989. US Army Eng. Waterw. Exp. Station. Coastal.Eng. Res. Center.21. Lavrenov I.V. Wind waves in Ocean. Springer-Verlag,– 2003, – 286 p.22. Larson M., Wise R.A. Simple models for equilibriumpr<strong>of</strong>iles under breaking and non-breaking waves. Proc26 th Coastal Engrg. Conf., ASCE, – 1998.íàâèãàöèÿ è ãèäðîãðàôèÿ¹ 3(15), 2005 Ìîðñêîé âåñòíèê115