Efficiency Estimation of Variable Pitch Propeller on Steering Thruster*

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