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
Change language