Малое научно-исследовательское судно

Для сведения к минимуму потерь времени по погодным условиям научно-исследовательские суда должны обладать хорошими мореходными качествами, обеспечивающими проведение научных исследований при состоянии моря 6-7 баллов.

Мореходность обуславливает: остойчивость, непотопляемость, маневренность.

Необходимость размещений лабораторий, специальных устройств и оборудования (кранов, лебедок и т.п.) для ведения исследований, работы с повешенной за борт аппаратурой ведет к стремлению обеспечить судам повышенную остойчивость. Однако излишняя остойчивость влечет за собой порывистую качку, что нежелательно для научно-исследовательского судна со всех точек зрения, так как усложняет работу с забортной аппаратурой, препятствует, или вовсе исключает использование грузовых и специальных устройств, изнуряет экипаж. Поэтому научно-исследовательские суда при повышенной устойчивости должны иметь максимально возможный период качки. Для уменьшения качки применяются различные успокоительные устройства. Чаще всего это скуловые кили или пассивные успокоительные цистерны, но возможно использование управляемых рулей, активных цистерн, гироскопических устройств.

Скорость хода научно-исследовательских судов на практике имеет три режима: плавание на полных скоростях хода, плавание на малых скоростях хода (до 5 уз), плавание на станции (без хода) в свободном дрейфе и в режиме буксирования.

Обычно на полных скоростях хода суда совершают переходы от базы к району работ. Международная практика показывает, что исследовательские суда в период нахождения в море до 80% всего времени тратят на работы, выполняемые без хода судна или в режиме малых скоростей.

При проектировании научно-исследовательского судна основное внимание уделяют обеспечению функциональной взаимосвязи судового и лабораторного оборудования и устройств для повышения эффективности их использования.

Каждое научно-исследовательское судно оборудуется специфичными устройствами для работы с забортной аппаратурой: лебедками, океанографическими кранами, кран-балками, откидными площадками и т.п. Эти устройства являются неотъемлемой частью оборудования научно- исследовательского судна, поэтому вопросам конструирования и рационального размещения устройств уделяют большое внимание в процессе проектирования.

По современным представлениям большое число изолированных лабораторий на некоторых существующих судах не являются достоинством, так как это приводит к усложнению конструкций и общей организации исследовательских работ, ненужному дублированию оборудования, удорожает неизбежную модернизацию судна в последующие годы, повышает стоимость постройки и эксплуатации судна. На судне рекомендуется предусмотреть 4-5 просторных лабораторий.

Непременное требование, которое необходимо учитывать при выборе оборудования и механизмов исследовательского судна, а также его конструктивных решений - подавление разного рода помех (шумы, вибрация и т.п.).

Суда должны быть оснащены специальной штурманской аппаратурой для точного определения места в море, а также специальной гидроакустической аппаратурой, более мощными, чем на других исследовательских судах средствами радиосвязи и радионавигации.

Современные научно-исследовательские суда оборудованы новейшей электронно-вычислительной техникой, благодаря чему научные сотрудники освобождены от трудоемких работ по обработки результатов измерений.

На каждом научно-исследовательском судне необходимо предусмотреть места для хранения исследовательской аппаратуры, а также установить хотя бы один промерный бот для взятия проб в прибрежных районах.

Научно-исследовательские суда, как часть системы технических средств, предназначенных для комплексного изучения Мирового океана, являются своеобразной платформой-носителем измерительной аппаратуры. Его состав диктуется уровнем и конкретными задачами научных исследований, определяемых научно-исследовательскими институтами. Так, например, сюда входят зондирующие и буксируемые измерители, проточные анализаторы, устройства отбора проб и другие приборы для оценки характеристик морской воды и грунта. Для проведения работ с погружаемой аппаратурой необходимы рабочие площадки и палубное оборудование - лебедки, устройства вывода троса с оборудованием за борт и т.п. Бортовые блоки измерителей вместе с компьютерными устройствами обработки и представления данных обычно размещаются в специализированных лабораториях. Нужны помещения для хранения забортного оборудования и отобранных проб. Часть этих лабораторий на ряду со стационарными могут располагаться в агрегатированных, специально-приспособленных для этих целей съемных контейнерах. Все это вместе является так называемым палубно-лабораторным комплексом, состав и расположение которого регламентируют дальнейшие требования к типу и особенностям конструкции судна.

В зависимости от используемого проекта судна, задача создания

оптимального варианта палубно-лабораторного комплекса имеет несколько

решений. Одним из них является создание экспедиционного судна на основе уже разработанного проекта, т.е. используя этот проект можно оснащать его комплексом палубного оборудования и лабораторий с соответствующей аппаратурой для проведения научных исследований. При подобном подходе требуются доработки в конструкции судна.

В зависимости от степени необходимой доработки, в мировой практике существуют четыре основных направления предполагаемого подхода, а именно:

- доработка с изменением основных измерений судна, а также с изменениями в конструкции корпуса судна и его надстроек;

- доработка исходного проекта без изменения его основных размерений с частичным изменением конструкции только надстроек;

- размещение палубно-лабораторного комплекса в виде контейнерных конструкций на готовом судне;

- размещение разрозненного палубного оборудования и приборного оснащения по месту на готовом судне.

На данном судне реализуются 2 направления, а именно:

- размещение палубно-лабораторного комплекса и съемного контейнера, специально приспособленного для проведения локальных исследований. В этом случае лабораторный комплекс может меняться в зависимости от научно-исследовательских задач.

Решение данной задачи целесообразно проводить путем локального изменения главныхразмерений судна, энергетической составляющей и социально-бытового комплекса и т.д. Опыт создания научно-исследовательских судов в мировой практике базируется на принципе использования промысловых судов, как имеющих форму корпуса и объемы помещений, а также энергетические составляющие, в наибольшей степени, отвечающих целям и задачам научно-исследовательских судов. Кроме этого немало важным фактором является и экономическая составляющая - минимальные затраты проектные и экономические в процессе проектирования и постройки данного судна. Проведенный анализ разработанных судов КБ «Восток» показал, что наиболее близким прототипом является малый рыболовный траулер - рефрижератор пр.22210.

Он имеет следующие основные характеристики:

- длина наибольшая , м ок. 32,0

- длина между перпендикулярами, м ок.28,0

- ширина, м 9,0

- высота борта, м 4,5

- осадка, м 3,2

А также приемлемые характеристики скорости свободного хода

(ок. 11 уз), энергетические показатели(мощность ГД 746 кВт, мощность электростанции ок.320 кВт) и площади и объемы социально-бытового комплекса, включая рефрежираторный трюм(V=200 м3). Силуэт судна приведен на рис.2.1.

При разработке научно-исследовательского судна были использованы материалы технического проекта судна пр.22210, отечественные и зарубежные нормативные документы.

Рис. 2.1 Общее расположение судна пр. 22210

2.2 Основные направления разработки судна

Цель: создание научно-исследовательского судна для проведения научно-исследовательских работ в I ограниченном районе согласно Правил Российского Морского Регистра Судоходства на континентальном шельфе.

Задачи:

Определение формы корпуса и разработка общего расположения судна;

Проведение необходимых расчетов по общепроектным характеристикам и энергетическим составляющим;

Определение необходимых показателей, отражающих реализацию требований к научно-исследовательским судам;

2.3 Описание судна

2.3.1 Назначение судна

Малое научно-исследовательское судно (НИС) предназначено для реализации научно-исследовательских работ в прибрежных зонах открытых и закрытых морей, водохранилищ и крупных озер для реализации выполняемых научно-исследовательских программ специализированными институтами.

2.3.2Тип и класс судна

Тип судна - морское, с корпусом из стали, дизельное, одновинтовое, с винтом регулируемого шага, однопалубное, с избыточным надводным бортом, кормовым расположением машинного отделения, смещенной в нос от миделя надстройкой, транцевой кормовой.

Класс судна - КМ Е1IA3 специальное Российского Морского Регистра Судоходства.



2.3.3 Район плавания и эксплуатации судна

Район плавания - I ограниченный согласно Правил Регистра и III категории по Санитарным правилам морских судов.

Район эксплуатации - прибрежные зоны открытых и закрытых морей РФ.

Расчетные температурные условия:

- воздух: зимой - 23оС, летом + 22оС;

- вода: зимой - 0оС, летом + 20оС.

2.3.4 Архитектурный облик судна

При формировании архитектурного облика (экстерьера судна) и общего расположения судна были приняты общие подходы решения поставленных задач в процессе проектирования:

- создание функционально законченных модулей: палубно-лабораторного (включая съемный модуль), энергетического, жилого и управленческого (безопасность судовождения и управления техническими средствами).

- расположение энергетической установки, основных судовых систем в машинном отделении, которое располагается максимально удаленным от жилого комплекса и не оказывающего влияния на работу научного оборудования;

- формирование жилого модуля как единого района расположения экипажа, соответствующих бытовых помещений, помещений для снятия психологических и физических нагрузок экипажа;

- обеспечение требований безопасности при эксплуатации судна, включая оптимизацию путей движения экипажа в нормальных условиях и аварийных ситуациях;



2.3.5 Требования к научно-исследовательскому судну

Наличие лабораторий и их размещение Экипаж (судокоманда и научный персонал) Автономность

2.4 Обще-проектные характеристики судна

2.4.1 Главные размерения судна

Определение размерений проводилось при сохранении ширины судна, его удлинении, сохранении расчетных значений ходовых характеристик прототипа, обеспечении технологичности постройки судна при минимизации затрат.

2.4.2 Форма корпуса судна

Форма корпуса выбиралась на основании предварительно выполненного для судна-прототипа всестороннего обобщения и анализа корпусов судов - прототипов как отечественной постройки, так и зарубежной, а также путем её коррекции для научно-исследовательского судна, а именно:

- удлинение на 4 шп.;

- изменение формы и площади верхней палубы;

- введение надстройки и рулевой рубки.

В связи с тем, что форма корпуса судна-прототипа отрабатывалась в трехмерной математической модели, разработанные обводы судна- прототипа имеют следующие коэффициенты теоретического чертежа:

- общей полноты 0,58

- полноты ватерлинии 0,83

- полноты мидель-шпангоута 0,87

- полноты носового бульба 0,11



2.4.3 Общее расположение судна

В процессе варианта проработки компоновки были учтены исходные предпосылки и требования к научно-исследовательским судам. При этом особое внимание было уделено формированию функционально самостоятельных комплексов и условиям размещения каждого из них, а также достижение высоких эксплуатационных и экономических показателей судна. В результате разработки вариант судна представлен в его общем расположении (чертеж) и сформированы следующие комплексы:

- научный

- энергетический;

- жилищно-бытовой

- управленческий (обеспечение безопасности судовождения и управления основными техническими средствами);

Экстерьер судна соответствует и отражает функциональные назначения, современные тенденции судовой архитектуры научно-исследовательского судна, а также позволит внедрить прогрессивные методы технологии постройки судна.

2.4.4 Краткое описание компоновки судна

Научный комплекс

Научный комплекс включает в себя:

- шесть лабораторий, одной из которых является съемный 20футовый контейнер;

- трюм для хранения лабораторного оборудования;

-палубное оборудование (лебедки, кран-балка, кран) для работы с научно-исследовательским оборудованием.

Как лабораторное оборудование, так и оборудование контейнера обеспечивают сменность. Это отражает универсальность судна в целом.

Управление палубным оборудованием может вестись как с местного поста, так и из рулевой рубки.

Энергетический комплекс

Энергетический комплекс состоит из:

- главной энергетической установки (движительный комплекс с обслуживающими системами и оборудованием);

- вспомогательной энергетической установки

- аварийного дизель-генератора;

- гидравлического насоса;

-водогрейного котла;

- механизмов общесудовых систем: вентиляции осушения;

-аппаратуры системы автоматического управления техническими средствами;

- цистерн топлива и масла.

Учитывая высокий уровень энергонасыщенности судна, многообразие систем различного назначения и требования к их расположению и обслуживанию, а также их соответствующий характер взаимосвязи и взаимоотношений в процессе эксплуатации судна на различных режимах, энергетический комплекс расположен в машинном отделении в кормовой оконечности судна.

Жилищно-бытовой комплекс

Жилищно-бытовой комплекс расположен в носовой оконечности на верхней палубе и на палубе бака. На верхней палубе предусмотрено размещение экипажа и научного персонала (в количестве 18 человек), столовая, камбуз с провизионной кладовой, а также санитарные помещения.

Площади жилых помещений и их оборудование с учетом назначения каждого из них и функциональных обязанностей проживающего в каюте, позволят создать комфортные условия жизнедеятельности экипажа, и возможность физиологической разгрузки от физической работы.

Для размещения экипажа предусмотрено:

- три одноместные каюты;

- восемь двухместных каюты.

Каюты, общественные и служебные помещения оборудованы круглогодичной системой вентиляции воздуха.Исходя из результатов компоновки жилищно-бытового комплекса, площадь каждой из двухместных кают составила 6,3 м2согласно Санитарным Правилам.

В соответствии с «Санитарными Правилами» на судне предусмотрена провизионная кладовая, в которой, в качестве охлаждаемой кладовой мяса и масла, а также молочных продуктов, солений, консервированной провизии и напитков используются производственные холодильники(2 шт.).

Для хранения сухой провизии предусматриваются шкаф-ларь, ящики и стеллаж.

Запасы провизии определены, исходя из автономности судна 15 суток и с учетом того, что судно относится к судам III категории согласно «Санитарных правил».

Количество провизии для экипажа на время автономности приведено в табл.2.1.

Управленческий комплекс

С позиции обеспечения безопасной эксплуатации судна и достижения необходимой экономической эффективности судна необходимо рассматривать судно как многоуровневую, иерархическую систему с подобным уровнем управления.

Решение этой задачи обеспечивается наличием комплекса управления судном и его основными техническими средствами, путем оснащения соответствующими техническими средствами (механическими, электрическими, электроникой) с различными видами управления или на местах расположения, или в районе дистанционного управления. При этом высшим звеном управления является навигационная рубка, расположенная в носовой оконечности судна на палубе надстройки и имеющая площадь ок. 30 м2. В ней расположен пульт судоводителя, штурманский стол и пульт управления научно-исследовательским оборудованием при выполнении операций, необходимая коммутационная аппаратура и приборы управления и сигнализации.

Табл.2.1 Количество провизии на экипаж.

Наименование продуктов.	Наименование кладовой.	Суточная норма, кг.	Всего провизии на 15 суток, т.	10% Регистровский запас, т.	Провизия на рейс без НЗ, т.
		На 1 чел.	На 18 чел.	Без тары	В таре	В таре	В таре
Мясо.	Кладовая мяса и рыбы	0,25	4,75	0,09	0,09	0,01	0,10
Рыба.		0,10	1,90	0,03	0,04	0,004	0,04
Масло	Кладовая жира	0,08	1,61	0,03	0,03	0,004	0,04
Молоко и яйца		0,25	4,75	0,09	0,10	0,01	0,11
Картофель	Кладовая овощей	0,95	18,05	0,36	0,40	0,04	0,44
Овощи и фрукты.		0,25	4,75	0,09	0,10	0,01	0,11
Соления и консервы.	Кладовая консервированных продуктов	0,20	3,80	0,07	0,08	0,008	0,09
Напитки.	Кладовая напитков	0,20	3,80	0,07	0,08	0,008	0,09
Мука	Кладовая сухой провизии	0,60	11,40	0,23	0,25	0,02	0,28
Сахар, крупа и др. продукты		0,25	4,75	0,09	0,10	0,01	0,11
Итого:		3,13	59,56	1,19	1,30	0,13	1,43

2.4.5 Определение водоизмещение

Для определения водоизмещения воспользуемся следующей зависимостью:

,

преобразуя это уравнение получим:



(1)

где:

- измерители;

- водоизмещение судна-прототипа, т;

- скорость проектируемого судна, уз;

- экономная скорость проектируемого судна, уз;

- коэффициент морского запаса, принимаем - ;

- коэффициент запаса топлива, принимаем - ;

- удельный расход топлива, принимаем - ;

- адмиралтейский коэффициент.

Адмиралтейский коэффициент рассчитывается по следующей формуле:

;

.

.

Рассчитаем измерители по следующим формулам:



;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

запас водоизмещения примем: .

Составляющие нагрузки, не зависящие от водоизмещения

(2)

где: - масса воды, принимаем - ,

- масса провизии, принимаем - ,

- масса одного члена экипажа, принимаем - ,

- автономность судна, принимаем - ,

- количество экипажа, принимаем -

Подставляя в (2) получаем:

т.

Подставляя значения масс разделов нагрузки в (1), уравнение нагрузки окончательно принимает вид:

.

уравнение нагрузки окончательно принимает вид:

Далее решаем его графически;

Рис. 2.2 Графическое решение уравнения.



В результате решения получаем:D=397 Результат получен в программе «MicrosoftExcel»

Расчет мощности энергетической установкив первом приближении проводим по следующей формуле:

.

Вычислим нагрузку в первом приближении:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.



Табл. 2.2 Нагрузка судна в первом приближении

		Проект	прототип
Код	Раздел	Pi	Pi/Di	Pi	Pi/Di
1	Корпус	230,26	0,52	206,11	0,58
2	Устройства судовые	47,64	0,1	42,25	0,12
3	Системы	16,2	0,04	15,31	0,04
4	Установка энергетическая	11,18	0,02	21,27	0,06
5	Электроэнергетическая система, внутрисудовая связь и управление	18,9	0,04	17,38	0,05
7	Вооружение	1,08	0,00	1,12	0,00
9	Запасные части, инструмент и приспособления	1,2	0,00	1,32	0,00
10	Балласт	31,9	0,07	29,56	0,08
11	Запас водоизмещения, остойчивости	7,94	0,02	8,56	0,02
12	Постоянные жидкие грузы	8,64	0,02	8,23	0,02
13	Снабжение, имущество	4,32	0,01	3,89	0,01
14	Экипаж,провизия,вода	29,61	0,06	10,29	0,03
16	Топливо, масло, вода	32,51	0,07	88,89	0,25
	?	441,38	1,00	355,07	1,00

2.4.6 Определение главныхразмерений и коэффициента общей полноты

Относительная длина судна рассчитывается по формуле:

Длину в первом приближении рассчитаем по формуле:

.

Принимаем отношения и как у прототипа:



;

.

Рассчитаем коэффициент полноты по формуле:

Отсюда другие размерения получаем по следующим соотношениям:

;

;

.

Для дальнейших расчетов принимаем:

D=441т;

L=34,4м;

B=8,4м;

H=4,2м;

T=3м;

=0,52.



2.4.7 Расчет мощности во втором приближении

Мощность энергетической установки, которая обеспечивает судну заданную скорость, во втором приближении рассчитывается по формуле:

, (3)

где: - буксировочная мощность судна, кВт

R- эксплуатационное сопротивление движению, кН

- расчетная скорость судна в м/с,

- пропульсивный коэффициент,

- коэффициент, учитывающий воздушное сопротивление,

- коэффициент, учитывающий неточность расчета,

- запас мощности.

Эксплуатационное сопротивление движению рассчитывается по формуле

где - коэффициент сопротивления трения, - коэффициент остаточного сопротивления, - надбавка на шероховатость, - коэффициент сопротивления выступающих частей, -площадь смоченной поверхности



;

,

Площадь смоченной поверхности по формуле Мурагина:

м?.

Буксировочное сопротивление на тихой воде:

кН;

Пропульсивный коэффициент:

,

- число оборотов гребного винта. Буксировочная мощность:

, кВт.

Подставляя значения в формулу (3)

.



2.4.8 Уточнение нагрузки и определение водоизмещения во втором приближении

Масса разделов нагрузки устройства, системы, электроэнергетические системы, вооружения, запасные части, твердый балласт, постоянные жидкие грузы, снабжение и имущество подсчитываются с учетом кубического модуля. Масса разделов нагрузки энергетическая установка, топливо, масло, вода с учетом уточненной мощности.

Масса раздела нагрузки корпус можно подсчитать по формуле:

m;

.

;

.

;

.

.

;

.

;

.

;

.

.

;

.

;

.

.

.

;

.

Табл. 2.3Нагрузка судна во втором приближении.

		Проект	прототип
Код	Раздел	Pi	Pi/Di	Pi	Pi/Di
1	Корпус	228,44	0,52	206,11	0,58
2	Устройства судовые	43,56	0,1	42,25	0,12
3	Системы	16,65	0,04	15,31	0,04
4	Установка энергетическая	22,0	0,02	21,27	0,06
5	Электроэнергетическая система, внутрисудовая связь и управление	19,63	0,04	17,38	0,05
7	Вооружение	1,0	0,00	1,12	0,00
9	Запасные части, инструмент и приспособления	1,02	0,00	1,32	0,00
10	Балласт	30,3	0,07	29,56	0,08
11	Запас водоизмещения, остойчивости	9,83	0,02	8,56	0,02
12	Постоянные жидкие грузы	8,9	0,02	8,23	0,02
13	Снабжение, имущество	6,64	0,01	3,89	0,01
14	Экипаж, провизия, вода	29,61	0,06	10,29	0,03
16	Топливо, масло, вода	17,45	0,07	88,89	0,25
	?	437,03	1,00	355,07	1,00

Для того, чтобы выяснить, насколько изменилось водоизмещение судна после второго приближения, необходимо вычислить коэффициент Норманна . Он учитывает тот факт, что приращение нагрузки не равно приращению водоизмещения, т. е.

.

Коэффициент Нормана

,

m;

m.

Определение размерений во втором приближении.

Вычисляем модуль пересчета:

;

размерения проектируемого судна во втором приближении:



м;

м;

м;

м.

Для дальнейших расчётов примем:

Водоизмещение полное 437 т

Длина по КВЛ 34,4 м

Ширина по КВЛ 9,3 м

Высота борта 4,2 м

Осадка 3 м

Коэффициент общей полноты 0,52

2.4.9 Расчет буксировочного сопротивления и буксировочной мощности.

Табл. 2.4 Расчет буксировочной мощности и сопротивления.

№ п/п	Расчетная величина	Ед.	Численные значения
1		уз.	5	7	9	11	12,5
2			2,57	3,59	4,63	5,65	6,42
3		-	0,14	0,20	0,25	0,31	0,35
4		-	28х106	28х106	28х106	28х106	28х106
5		-	18х10-4	18х10-4	18х10-4	18х10-4	18х10-4
6		-	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
7		-	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
8		-	0,5	0,9	1,1	1,35	1,45
9		-	0,5	0,7	0,9	1,01	1
10		кН	1,14	2,61	4,74	7,54	9,30
11		кВт	2,92	9,39	21,91	42,64	59,76

В таблице 2.4:

- коэффициент трения голого корпуса,

- коэффициент остаточного трения,

- коэффициент шероховатости, принимаем - ,

- коэффициент выступающих частей, принимаем - ,

- площадь смоченной поверхности.

Площадь смоченной поверхности вычисляется по следующей формуле:

.

Рис. 2.3Зависимость буксировочного сопротивления и буксировочной мощности от скорости.



Из графика получаем:

для расчетного режима (): , ;

для экономического режима (): , .

Рассчитаем КПД грибного винта который обеспечивает судну заданную скорость движения. Эксплуатационное сопротивление движению судна:

Диаметр гребного винта выбирается из условия: ,

Подставив значения получим: .

Число лопастей примем .

Коэффициенты взаимодействия винта и корпуса рассчитываются по формулам:

,

где - коэффициент попутного потока;

- коэффициент засасывания;

- объемное водоизмещение.

Подставив известные значения получим:

Определение минимально допустимого дискового отношения из условия обеспечения прочности и отсутствия кавитации дискового отношения гребного винта.

Из условия обеспечения прочности:

,

Где - относительный диаметр ступицы гребного винта, примем: ;

- относительная толщина сечения лопасти на радиусе ;

- коэффициент, учитывающий условия работы гребного винта, примем - ;

- упор;

- полезная тяга;

- допускаемые напряжения материала лопасти, для углеродистой стали и марганцовистой латуни .

При подстановке известных значений получим:

.



Осевое число кавитации:

,

где: - заглубление оси винта;

- удельный вес воды;

, м/с.

Подставляя значения получаем:

следовательно, кавитация отсутствует.

КПД винта определяется по методике, некавитирующих широколопастных ГВ.

Коэффициент задания:

,

относительная поступь:

шаговое отношение:



частота вращения ГВ:

Коэффициент упора в швартовном режиме ():

Относительная поступь нулевого упора:

Нормализованная относительная поступь:

Коэффициент упора:

,

где: - нормализованный коэффициент упора,

тогда:

;

коэффициент момента, соответствующий поступи нулевого упора:

коэффициент момента:

КПД ГВ в свободной воде:

.

Полный КПД ГВ:

,

где: - коэффициент влияния корпуса,

- КПД валопровода,

.



2.4.10 Главные размерения судна

Табл. 2.3 Главные размерения.

Наименование	Значение
Длина наибольшая, м	34,4
Длина между перпендикулярами, м	32,5
Ширина наибольшая, м	9,3
Высота борта на миделе до верхней палубы, м	4,6
Высота борта на миделе до палубы бака, м	7,6
Осадка по летнюю грузовую марку, м	3

Задавались главные размерения (длина наибольшая, длина между перпендикулярами, ширина наибольшая, высота борта), осадка по летнюю грузовую марку определялась после расчета нагрузки масс судна порожнем и водоизмещения в целом. Расчет осадки был произведен по формуле: Используем зависимость

D= ?*kвч*?*L*B*T

Отсюда T=D/( ?*kвч*?*L*B )

? = 1,025 т/куб.м - удельный вес морской воды ? = 0,28 - коэффициент общей полноты kвч= 1,01 - коэффициент выступающих частей В результате осадка принята 3 м.

2.4.11 Автономность судна

Автономность судна определена из опыта работы научно-исследовательских судов и учитывая район эксплуатации судна составляет 15 суток. Автономность судна обеспечивается с принятыми запасами топлива, смазочного масла и пресной воды, которая пополняется в течение рейса от опреснительной установки.



2.4.12 Экипаж судна

Численность и функциональные обязанности членов экипажа приведены в табл.2.4 с учетом класса автоматизации судна и опыта эксплуатации подобных судов.

В результате численность экипажа проектируемого судна принята в количестве 8 человек, остальные 10 человек представляют собой научную группу.

Табл. 2.4 Экипаж.

Должность	Кол-во	Функциональные обязанности	Размещение на судне
Капитан	1	Отвечает за безопасность мореплавания, состояние судна и проведение научных исследований. Несет вахту	Одноместная каюта
Старший помощник капитана (штурман)	1	Отвечает за безопасность мореплавания. Несет вахту	Двухместная каюта
Старший механик	1	Отвечает за состояние энергетической установки и технических средств. Несет вахту	Одноместная каюта
Второй механик	1	Отвечает за состояние энергетической установки и технических средств. Несет вахту	Двухместная каюта
Электрик	1	Отвечает за состояние электрооборудования.	Двухместная каюта
Боцман	1	Отвечает за содержание судна	Двухместная каюта
Кок	1	Обеспечивает питание экипажа	Двухместная каюта
Матрос	1	Обеспечивает переработку улова и содержание судна	Двухместная каюта
Начальник экспедиции	1	Обеспечивает проведение научных исследований	Одноместная каюта
Исследователи	9	Проводят научные исследования	Двухместные каюты

2.4.13 Обитаемость судна

При разработке технического проекта судна внимание уделялось созданию комфортных условий жизнедеятельности экипажа и научных сотрудников, и обеспечению возможности снятия физической усталости.

Экипаж размещается следующим образом:

- капитан, старший механик и руководитель научной группы - в одноместных каютах;

- остальные члены экипажа и научной группы - в двухместных каютах.

На верхней палубе каюты, столовая, камбуз и провизионная кладовая расположены как единый функциональный модуль. На палубе надстройки также расположен небольшой жилой модуль.

Все помещения оборудованы соответствующими средствами радио, аудио и видеоаппаратуры.

Каюты, общественные и служебные помещения оборудованы системой круглогодичной вентиляции воздуха. Отделка помещений предусматривает реализовать современные требования дизайна, направленные на поддержание эмоционального тонуса экипажа.

В соответствии с требованиями Санитарных Правил судно оборудовано необходимым количеством санитарно-бытовых помещений.

2.4.14 Судовые запасы

Судовые запасы определялись путем пересчета с судовых запасов судна -прототипа, а именно:

- по топливу - исходя из суточных расходов судно-прототип имеет емкость топливных цистерн V0 = 90,1 м3. В ходе проектирования судно удлиняется на 2,4 м, вследствие чего цистерны топлива №3 и №4 увеличиваются по длине на 2,4 м. Ширина и высота цистерн остается та же, соответственно 8,4 м и 1,2 м.

Величина увеличения объема цистерн ?V?22.2 м3

В итоге емкость топливных цистерн проектируемого судна составила V1? 112.3 м3

- по смазочному маслу - исходя из суточных расходов, емкость цистерны смазочного масла 1,69 м3.

- по пресной воде - исходя из требований технического задания по запасам пресной воды на 15 суток из расчета 100 л на человека в сутки с последующим пополнением запасов от опреснительной установки, производительностью 2т/сут, ёмкость цистерны пресной воды должна быть6,65 м3 .

Емкость цистерны пресной воды судна-прототипа 3,52 м3, поэтому при проектировании цистерна пресной воды была увеличена за счет уменьшения цистерны жидкого балласта №2.

2.5 Нагрузка масс судна порожнем

Нагрузка масс судна порожнем определена в соответствии ОСТ 5Р.0206-2002 и ОСТ 5Р.0216-2002, а также чертежа общего расположения судна и фактических характеристик примененного оборудования и механизмов судна-прототипа и научного оборудования.

Нагрузка масс судна порожнем определена постатейно, в соответствии с РД5.0206-76.

Корректировка каждой статьи по массе производилась расчетом исходя из проведенных изменений её по данному судну, а также по оценке КБ «Восток» ФГУП ЦНИИ ТС.

Данные проектируемого судна приведены в таблице 2.5.

Данные судна - прототипа приведены в таблице 2.6.

Табл. 2.5

Код нагрузки.	Наименование разделов, групп, подгрупп и статей нагрузки.	Масса, т (проектируемое судно)	Координаты, м.	Моменты, тм.
		M	X	Y	Z	Мх	Мy	Мz
01	Корпус.	228,44	1,01	3,83	3,83	229,91	228,44	875,38
0101	Корпус металлический.	149,16	1,38	3,61	3,61	206,41	149,16	538,87
0102	Подкрепления и фундаменты.	5,98	-7,55	3,81	3,81	-45,18	5,98	22,82
0103	Дельные вещи.	11,74	1,11	-0,35	5,98	13,06	-4,21	70,26
0105	Покрытия, окраска.	19,94	-2,29	0,50	3,95	-45,73	10,82	78,88
0106	Изоляция и зашивки.	36,42	2,18	0,76	3,83	78,95	14,21	139,56
0108	Оборудование помещений, постов.	5,20	4,15	0,20	4,64	21,58	2,02	24,1309
02	Судовые устройства.	43,56	-4,29	0,23	5,09	-35,62	6,09	42,20
0201	Устройство рулевое.	1,32	-13,61	0,00	1,89	-17,95	0,00	2,50
0203	Устройство якорное.	1,19	12,83	0,00	5,89	15,31	0,00	7,03
0204	Устройство швартовное, буксирное.	0,30	3,39	-0,14	6,50	1,01	-0,22	1,94
0205	Устройство шлюпочное, спасательное.	0,07	1,16	0,00	6,96	0,08	0,00	0,48
0207	Устройства грузовые.	0,64	-7,26	-0,82	7,98	-4,68	-2,42	5,15
0209	Рангоут и такелаж.	0,06	6,77	0,00	11,53	0,40	0,00	0,68
0216	Устройства различного назначения.	4,70	-6,32	1,44	5,18	-29,73	8,73	24,40
03	Системы.	18,65	-0,54	-0,19	3,31	-7,72	-2,50	47,10
0301	Системы трюмные.	1,12	-4,35	0,00	1,52	-4,86	0,00	1,70
0302	Системы противопожарные.	0,93	0,19	-1,60	5,43	0,18	-1,60	5,05
0303	Системы бытового водоснабжения, сточно - фановые.	1,91	7,93	0,00	3,55	15,20	0,00	6,79
0304	Системы вентиляции, кондиционирования воздуха, охлаждения.	1,41	3,93	-0,49	5,81	5,55	-0,90	8,22
0305	Системы рефрижерации и отопления.	1,42	-4,00	0,00	2,12	-5,70	0,00	3,02
0306	Системы различного назначения.	3,76	-2,67	0,00	3,75	-10,06	0,00	14,15
0307	Механизмы систем.	3,66	-2,20	0,00	2,21	-8,08	0,00	8,10
04	Установка энергетическая.	22,0	-7,31	-0,14	2,47	-615,80	-2,89	207,80
0401	Установка главная энергетическая.	8,67	-7,73	0,34	2,33	-322,20	3,59	97,31
0402	Установки вспомогательные энергетические.	6,53	-5,20	-3,05	2,44	-34,00	-5,04	15,93
0403	Валопровод, движители.	7,20	-12,18	0,00	0,96	-87,75	0,00	6,93
0404	Системы установок вспомогательной и главной энергетических.	28,77	-5,98	-0,20	3,05	-172,06	-1,44	87,75
05	Электроэнергетическая система, внутрисудовая связь и управление.	19,63	-2,85	-0,70	4,25	-57,55	-13,22	85,71
0501	Источники электроэнергии.	9,17	-6,12	-0,88	3,27	-56,20	-6,93	30,00
0502	Судовая система передачи и распределения электроэнергии.	4,57	-1,33	-0,64	4,40	-6,10	-2,92	20,12
0503	Сети освещения, питания.	2,72	0,68	-0,57	5,97	1,86	-1,62	16,26
0504	Внутрисудовая связь.	1,02	4,31	-0,37	6,64	4,40	-0,33	6,78
0505	Крепежные детали, монтажный материал.	2,67	-0,52	-0,52	4,69	-1,39	-1,43	12,51
07	Вооружение.	1,00	5,78	0,19	7,40	6,53	0,20	8,36
0708	Радиотехническое вооружение.	0,09	5,13	2,30	6,63	0,46	0,2	0,60
0710	Средства радиосвязи.	0,30	5,61	0,00	8,48	1,70	0,00	2,57
0711	Навигационное вооружение.	0,47	6,58	-0,03	7,34	3,12	-0,02	3,48
09	Запасные части.	1,02	-9,98	0,68	3,70	-19,95	1,24	7,40
0901	Запасные части устройств.	0,15	-14,03	0,80	3,24	-2,12	0,08	0,49
0902	Запасные части систем.	0,30	-7,80	0,02	4,32	-2,36	0,00	1,31
0903	Запасные части установки энергетической.	0,76	-13,62	1,50	2,48	-10,31	0,75	1,88
0904	Запасные части электроэнергетичексой системы, внутрисудовой связи и управления.	0,79	-6,55	0,39	4,72	-5,16	0,41	3,72
10	Балласт.	30,3	-8,46	0,18	0,12	-266,43	5,46	3,90
11	Запас водоизмещения,	9,83	-8,46	0,01	0,12	-100,73	0,03	1,47
12	Постоянные жидкиегрузы.	8,9	-8,29	1,24	4,69	-68,67	10,12	38,83
1201	Остатки жидких грузов в корпусе.	7,96	-2,69	1,56	1,16	-21,42	9,77	9,26
1202	Жидкие грузы в механизмах устройств.	6,07	-1,53	0,80	0,96	-9,29	0,16	5,85
1203	Жидкие грузы в системах.	0,19	-13,55	0,6	3,24	-2,62	0,19	0,63
1204	Жидкие грузы в энергетической установке.	0,38	-4,44	0,00	2,40	-1,67	0,00	0,90
13	Снабжение.	6,64	-6,00	-0,69	1,40	-25,44	-2,68	5,94
Итого водоизмещение (Dпор):	390,0	-0,94	0,05	3,81	-350,62	17,36	1417,05

Табл. 2.6

Код нагрузки.	Наименование разделов, групп, подгрупп и статей нагрузки.	Масса, т (судно-прототип)	Координаты, м.	Моменты, тм.
		M	X	Y	Z	Мх	Мy	Мz
01	Корпус.	206,11	1,04	0,00	4,02	213,43	0,04	827,73
0101	Корпус металлический.	134,58	1,43	-0,06	3,79	192,24	-7,42	510,17
0102	Подкрепления и фундаменты.	5,40	-7,80	0,00	4,00	-42,12	0,00	21,60
0103	Дельные вещи.	10,59	1,15	-0,36	6,28	12,15	-3,82	66,50
0105	Покрытия, окраска.	17,99	-2,37	0,55	4,15	-42,59	9,93	74,60
0106	Изоляция и зашивки.	32,86	2,24	0,14	4,02	73,62	4,58	132,01
0108	Оборудование помещений, постов.	4,69	4,29	-0,68	4,87	20,11	-3,21	22,85
02	Судовые устройства.	42,25	-4,44	0,05	5,34	-187,50	2,27	225,61
0201	Устройство рулевое.	6,72	-14,07	0,00	1,99	-94,58	0,00	13,36
0203	Устройство якорное.	6,08	13,26	0,00	6,18	80,59	0,00	37,59
0204	Устройство швартовное, буксирное.	1,52	3,51	-0,14	6,82	5,33	-0,22	10,37
0205	Устройства шлюпочное, спасательное.	0,35	1,20	0,00	7,30	0,43	0,00	2,59
0207	Устройства грузовые.	3,29	-7,50	-0,79	8,37	-24,68	-2,59	27,54
0209	Рангоут и такелаж.	0,30	7,00	0,00	12,10	2,10	0,00	3,63
0216	Устройства различного назначения.	23,98	-6,53	0,21	5,44	-156,70	5,08	130,53
03	Системы.	15,31	-0,56	0,22	3,47	-8,61	3,38	53,11
0301	Системы трюмные.	1,20	-4,50	0,00	1,60	-5,40	0,00	1,92
0302	Системы противопожарные.	1,00	0,20	-1,60	5,70	0,20	-1,60	5,70
0303	Системы бытового водоснабжения, сточно - фановые.	2,06	8,20	0,00	3,72	16,90	0,00	7,65
0304	Системы вентиляции, кондиционирования воздуха, охлаждения.	1,52	4,06	-0,49	6,10	6,19	-0,75	9,30
0305	Системы рефрижерации и отопления.	1,53	-4,14	1,29	2,23	-6,34	1,98	3,42
0306	Системы различного назначения.	4,05	-2,76	0,00	3,94	-11,18	0,00	15,98
0307	Механизмы систем.	3,94	-2,28	0,95	2,32	-8,98	3,75	9,14
04	Установка энергетическая.	21,27	-7,56	-0,14	2,59	-160,82	-2,89	55,18
0401	Установка главная энергетическая.	10,53	-7,99	0,34	2,45	-84,11	3,59	25,82
0402	Установки вспомогательные энергетические.	1,65	-5,38	-3,05	2,56	-8,87	-5,04	4,22
0403	Валопровод, движители.	1,82	-12,59	0,00	1,01	-22,91	0,00	1,85
0404	Системы установок вспомогательной и главной энергетических.	7,27	-6,18	-0,20	3,20	-44,93	-1,44	23,30
05	Электроэнергетическая система, внутрисудовая связь и управление.	17,38	-2,95	-0,71	4,46	-51,22	-12,41	77,46
0501	Источники электроэнергии.	7,91	-6,33	-0,88	3,43	-50,10	-6,93	27,13
0502	Судовая система передачи и распределения электроэнергии.	3,94	-1,38	-0,66	4,62	-5,45	-2,62	18,19
0503	Сети освещения, питания.	2,35	0,70	-0,57	6,26	1,64	-1,35	14,70
0504	Внутрисудовая связь.	0,88	4,46	-0,37	6,97	3,93	-0,33	6,13
0505	Крепежные детали, монтажный материал.	2,3	-0,54	-0,52	4,92	-1,24	-1,19	11,31
07	Вооружение.	1,12	5,97	0,16	7,76	6,67	0,18	8,66
0708	Радиотехническое вооружение.	0,09	5,30	2,30	6,96	0,47	0,20	0,62
0710	Средства радиосвязи.	0,30	5,80	0,00	8,90	1,73	0,00	2,66
0711	Навигационное вооружение.	0,47	6,80	-0,03	7,70	3,20	-0,01	3,62
09	Запасные части.	1,32	-10,31	0,79	3,88	-13,62	1,04	5,12
0901	Запасные части устройств.	0,10	-14,50	0,80	3,40	-1,45	0,08	0,34
0902	Запасные части систем.	0,20	-8,06	0,02	4,53	-1,61	0,00	0,91
0903	Запасные части установки энергетической.	0,50	-14,07	1,50	2,60	-7,04	0,75	1,30
0904	Запасные части электроэнергетичексой системы, внутрисудовой связи и управления.	0,52	-6,77	0,39	4,95	-3,52	0,20	2,57
10	Балласт.	29,56	-8,74	0,18	0,13	-258,49	5,46	3,72
1001	Твердый балласт.	29,56	-8,74	0,18	0,13	-258,49	5,46	3,72
11	Запас водоизмещения,	8,65	-8,57	0,00	4,92	-74,14	0,00	42,54
12	Постоянные жидкие грузы.	8,23	-2,78	1,24	1,22	-22,89	10,21	10,00
1201	Остатки жидких грузов в корпусе.	6,28	-1,58	1,56	1,01	-9,91	9,77	6,33
1202	Жидкие грузы в механизмах устройств.	0,20	-14,00	0,80	3,40	-2,80	0,16	0,68
1203	Жидкие грузы в системах.	0,39	-4,59	0,71	2,52	-1,81	0,28	0,99
1204	Жидкие грузы в энергетической установке.	1,35	-6,20	0,00	1,47	-8,37	0,00	1,99
13	Снабжение.	3,89	-1,57	-0,69	4,87	-6,09	-2,68	18,97
Итого водоизмещение (Dпор):	355,07	-1,59	0,01	3,74	-563,28	4,60	1328,09

Решение данной задачи осуществлялось:

По разделу Корпус - масса увеличена на 39,5 т, которая включает:

- удлинение судна на 2,4 м;

- изменение площади верхней палубы;

-появление надстройки ;

- увеличение количества дельных вещей;

-увеличение масс сопутствующих статей, вызванных удлинением судна, изменением количества экипажа и назначением судна.

2) По разделу Судовые устройства - масса увеличена на 1,31 т в виду назначения судна.

3) По разделу Системы - масса увеличена на 1,34 т в соответствии с назначением судна.

4) По разделу Электроэнергетическая система, внутрисудовая связь и управление - масса увеличена на 1,5 т в виду удлинения судна.

5) По разделу Вооружение - масса уменьшена на 0,078 т исходя из назначения судна.

6) По разделу Запасные части - масса увеличена на 0,52 т исходя из технических средств судна, обеспечивающих назначение судна.

7) По разделу Запас водоизмещения, остойчивости - масса уменьшена на 3,4 т, определена расчетным путем исходя водоизмещения порожнем судна.

8) По разделу Постоянные жидкие грузы - масса уменьшена на 0,07 т исходя из используемых технических средств на судне.

2.6 Дедвейт

Расчет выполнен в соответствии с ОСТ 5 Р.0206-2002 и ОСТ 5 Р.0216-2002 и чертежа общего расположения.Определения дедвейта судна проводились для эксплуатационных случаев, предусмотренных Правилами Регистра и учитывающих характер эксплуатации данного судна. Оценка дедвейта выполнена в соответствии с РД5.0206-76, результаты приведены в табл. 2.7.

Табл. 2.7

	Выход в рейс. 100% запасов.
	Масса,т	Координаты, м	Моменты, тм
	M	X	Y	Z	Mx	My	Mz
	Дедвейт.	47,06	-1,17	0,03	1,73	-115,68	-3,28	171,93
14	Экипаж, провизия и вода.	29,61	-1,52	-0,41	4,64	-15,63	-4,18	47,77
16	Топливо, масло и вода.	17,45	9,08	0,01	3,05	122,09	0,89	41,03

Составляющие статей дедвейта для данного случая нагрузки приведены в табл. 2.8, 2.9, 2.10.

Табл.2.8

Наименование	Всего,	Масса, т	Координаты, м	Моменты, тм
	чел.	M	x	y	z	Mx	My	Mz
Экипаж с багажом.	18	2,21	3,68	-0,45	6,49	8,14	-1,01	14,37
Палуба надстройки	18	2,21	3,68	-0,45	6,49	8,14	-1,01	14,37
капитан	1	0,16	8,61	2,00	8,30	1,38	0,32	1,33
старший механик	1	0,16	4,21	-2,39	8,10	0,67	-0,38	1,30
ст.науч.сотрудник	1	0,13	4,76	2,00	8,10	0,64	0,27	1,09
1 х 2 х 0,11	2	0,22	8,14	-2,28	8,30	1,79	-0,50	1,83
Верхняя палуба
1 х 2 х 0,11	2	0,22	-1,38	2,44	5,70	-0,30	0,54	1,25
1 х 2 х 0,11	2	0,22	1,12	2,44	5,70	0,25	0,54	1,25
1 х 2 х 0,11	2	0,22	3,62	2,44	5,70	0,80	0,54	1,25
1 х 2 х 0,11	2	0,22	-0,77	-2,44	5,70	-0,17	-0,54	1,25
1 х 2 х 0,11	2	0,22	1,73	-2,44	5,70	0,38	-0,54	1,25
1 х 2 х 0,11	2	0,22	4,56	-2,84	5,80	1,00	-0,62	1,28
1 х 2 х 0,11	2	0,22	7,75	-2,84	5,80	1,70	-0,62	1,28



Табл.2.9

Код нагрузки		100 % запасов.
	Наименование.	Масса, т	Координаты, м	Моменты, тм
		M	X	Y	Z	Mx	My	Mz
14	Экипаж, провизия и пресная вода.	29,62	8,33	-0,41	4,23	85,80	-4,18	43,52
	Экипаж с багажом.	6,36	8,06	-0,45	4,03	33,28	-1,01	16,65
	Провизия.	1,30	3,56	2,20	6,18	73,52	3,15	127,72
	Пресная вода.	21,96	10,33	-0,95	5,24	426,75	-6,32	216,47

Табл.2.10

Код нагрузки.	Наименование.	100% запасов.
		Масса, т.	Координаты, м.	Моменты, тм.
		M	X	Y	Z	Mx	My	Mz
16	Запасы топлива, масла и воды.	17,45	9,08	0,01	3,05	122,09	0,89	41,02
	Топливо.	1,15	-2,18	0,00	1,37	-8,00	-0,24	5,025
	Цистерна ДТ - 1.	1,91	5,22	1,37	0,77	19,13	18,04	2,824
	Цистерна ДТ - 2.	6,13	5,22	-1,37	0,77	19,13	-18,04	2,82
	Цистерна ДТ - 3.	2,87	-0,79	1,80	0,68	-2,90	32,97	2,51
	Цистерна ДТ - 4.	0,57	-0,79	-1,80	0,68	-2,90	-32,97	2,51
	Цистерна ДТ - 5, переливная.	0,38	-4,04	0,00	0,42	-14,81	0,00	1,53
	Цистерна ДТ - 6	0,19	-13,21	-3,30	3,41	-48,36	-28,98	12,49
	Цистерна ДТ - 7, отстойная.	0,38	-13,21	3,30	3,41	-48,36	28,98	12,49
	Цистерна ДТ - 8, расходная.	0,57	-13,06	-1,94	3,21	-47,83	-2,94	11,76
	Цистерна ДТ - 9, расходная.	0,57	-13,06	1,94	3,21	-47,83	2,94	11,76
	Цистерна ДТ - 10, запаса АДГ.	0,57	-6,17	-1,85	5,72	-22,60	-0,24	20,94
	Смазочное масло.	2,10	-9,81	1,11	2,71	-35,92	1,13	9,91
	Цистерна основного запаса ГД иДГ.	8,30	-10,81	3,40	3,24	-197,8	3,15	59,32
	Цистерна запаса масла редуктора.	6,61	-11,00	-3,40	3,24	-402,8	-2,02	118,6



2.7 Ходовые, тяговые, маневренные и мореходные качества судна

Пропульсивные, маневренные и мореходные качества данного судна определялись путем пересчета с подобных характеристик судна-прототипа. Они являются определяющими факторами при оценке эксплуатационно - технических характеристик судна и безопасности его плавания.

Задача достижения высоких ходовых и соответствующих требованиям эксплуатации и научных исследований тяговых характеристик судна увязывались с формой корпуса согласно чертежу общего расположения.

В качестве составляющего движителя приняты поворотная насадка и винт регулируемого шага.

Поворотная насадка создает дополнительный упор и улучшает работу гребного винта за счет выравнивания потока.

Применение поворотной насадки при увеличений нагрузки гребного винта, когда разность между скоростью в насадке и вне её весьма значительны. Это позволяет увеличить тягу судна до 30% по сравнению с гребным винтом, работающим без насадки.

В случае применения поворотной насадки отпадает необходимость в установке руля, т.к. наличие поворотного устройства дает возможность направлять струю винта в нужную сторону и этим обеспечивается поворотливость судна и увеличение скорости судна.

Скорость хода судна при осадке 3,31 м при передаче на гребной вал, полной мощности главного двигателя (N = 746 кВт) составит около 12,5 уз.

Скорость хода получена следующим образом:

СА =СА0 =(D02/3*V03)/ N , таким образом

СА = 107,12 , отсюда

V= [(СА * N)/ D2/3]1/3



Диапазон скоростей при проведении научных исследований с использованием установленных лебедок обеспечивается от 8,0 уз до 5,0 уз.

Задача обеспечения устойчивости судна на курсе была решена для данного судна исходя из главныхразмерений судна и варианта движительного комплекса. Эта задача решалась с учетом сравнительно малой относительной длины корпуса (L/B= 3,61) и преимуществ применения строительного деферента и поворотной направляющей насадки. Это обеспечило возможность получить оптимальную форму корпуса. В результате, управляемость судна составила (по диаметру) на полном ходу ок.2 до 2,5 длин корпуса.

2.8 Остойчивость, непотопляемость и качка судна

Учитывая, что главные размерения, полное водоизмещение судна и его форма корпуса весьма незначительно отличаются от судна-прототипа, остойчивость для всех эксплуатационных случаев нагрузки удовлетворяет требованиям Правил Регистра для судов I ограниченного района плавания.

Во всех эксплуатационных случаях исправленная метацентрическая высота находится в диапазоне от 0,92(приход в порт 0% груза, 10% запаса) до 1,26 (выход из порта 0% груза, 100% запаса).

Для повышения показателя остойчивости предусмотрена цистерна жидкого балласта в районе 46…58 шп., включая форпик, общей емкостью ок.10,0 т.

Период бортовой качки судна при различных вариантах загрузки судна составит 7…8 с. В качестве успокоителя качки на судне устанавливаются скуловые кили, площадь которых составляет 2,5% площади конструктивной ватерлинии.



2.9 Судовые устройства

2.9.1 Рулевое устройство

Достижение необходимой управляемости и маневренности судна обеспечивается поворотной направляющей насадкой со стабилизатором. Перекладку насадки с крутящим моментом на баллере обеспечивает рулевая машина.

Рулевая машина оборудована встроенными насосами, а также аппаратурой управления насосами и приборами указателя поворота насадки. Управление рулевой машиной предусматривается из навигационной рубки, также возможно управление из румпельного отделения.

2.9.2 Якорное устройство

Судно снабжено двумя становыми якорями типа «Холла» массой 600 кг каждый. Якоря убираются в вытяжные клюзы.

Цепи хранятся в цепных ящиках, обеспечивающих самоукладку цепей общей длиной 302,5 м. Для осмотра состояния цепей предусмотрен вход в цепные ящики.

Крепление становых якорей при стоянке на якоре и в клюзах по походному осуществляется стопорами якорных цепей.

Для подъема и отдачи становых якорей предусматриваются две гидравлические якорные лебедки с турачками, обеспечивающие подъем якоря с глубины стоянки. Управление якорными механизмами - местное.

Для обмыва становых якорей и якорных цепей в клюзах предусматривается автономная стационарная система, а также подключение шлангов системы пожарной магистрали для обмыва цепных звездочек якорных лебедок.



2.9.3 Швартовное и буксирное устройства

Судно укомплектовано стальным буксирным канатом и пятью пропиленовыми швартовными канатами. Буксирный канат хранится на вьюшке. Швартовные канаты - на 2х вьюшках, один в специальной корзине и 2 шт. в шкиперской кладовой. Для проводки и крепления швартовных канатов и буксирного каната предусмотрено необходимое количество клюзов, и кнехтов с размерами, соответствующими прочностным характеристикам канатов. Для механизации работ со швартовными канатами предусматривается использование турачки якорных лебедок.

2.9.4 Спасательное устройство

На судне предусматривается установка 4 спасательных надувных плотов сбрасываемого типа ПСН-10МК вместимостью на 10 человек каждый. Это обеспечит посадку 100% экипажа с каждого борта. Каждый из плотов оснащен гидростатическим устройством и закреплен побортно на устройстве для хранения и сбрасывания. Плоты расположены на палубе надстройки.Для каждого члена экипажа предусмотрены гидрокостюмы, которые хранятся в каютах.

2.9.5 Грузовое устройство

В качестве грузового устройства предусмотрен гидравлический складывающийся кран типа «PALFINGER» грузоподъемностью 3,25 т при вылете стрелы до 10,0 м. Этот кран используется для работы с научным оборудованием, подъемом и опусканием съемного контейнера, а также для погрузо-разгрузочных работ в процессе эксплуатации судна.

2.9.6 Мачтовое устройство и такелаж

На судне, на крыше навигационно-промысловой рубки установлена сигнальная мачта для несения сигнально-отличительных фонарей, радионавигационного оборудования, флагов и фигур. На мачте, где необходимо, установлены кронштейны и реи. Судно снабжается необходимым такелажем для подъема сигнальных флагов и фигур.

2.10 Системы судовые

2.10.1 Общесудовые

Системы обеспечивают безопасную эксплуатацию судна и позволяют осуществлять:

-осушение любого отсека;

- изменение осадки, крена и дифферента судна путем принятия водяного балласта в цистерны жидкого балласта или откачки его за борт;

- прием топлива на судно средствами танкера или с берега в цистерны основного запаса;

- подачу топлива из цистерн основного запаса в отстойные цистерны или выдачу остатков топлива на берег судовыми и береговыми средствами;

- подогрев топлива и масла в цистернах;

- сбор нефтесодержащих вод и очистку их до нормы, соответствующей требованиям Международной Конвенции по предотвращению загрязнения с судов Марпол 73/78 или выдачу нефтесодержащих вод на берег или на судно-сборщик;

- измерения уровня в цистернах топлива, балласта, масла;

- тушение возможных очагов пожара водяными струями, углекислым газом от местных установок.

2.10.2 Бытовые системы

На судне предусмотрены следующие системы:

- бытовой пресной горячей и холодной воды;

-бытовой забортной воды;

-сточно-фановая;-шпигатов с открытых палуб;

-система водяного отопления.На судне предусмотрена установка обработки сточных вод и цистерна сбора указанных вод на случай выхода установки из строя и при нахождении судна в местах, где запрещен сброс сточных вод, даже очищенных.

2.10.3 Системы вентиляции

Во всех помещениях предусматривается искусственная или естественная вентиляция.Искусственной вытяжной и естественной приточной вентиляцией оборудуются кладовая промснаряжения, станция углекислотного пожаротушения, сушилка, душевые, туалеты, насосное отделение.

Естественной вентиляцией оборудуются аккумуляторная, шкиперная, помещение АДГ, помещение антенн гидроакустики.

Воздух из столовой и камбуза удаляется искусственной вытяжной вентиляцией, из рубки и кают через дверные решетки в коридор.

На верхнюю палубу подведены системы забортной воды и сжатого воздуха для обмывки исследовательской аппаратуры после работы за бортом и их сушки.

В каждой лаборатории расположены:

-приборы для отбора проб воды (в грунтохимической лаборатории проб грунта);

-стеллажи с гнездами для хранения пустых бутылок для отобранных проб;

-стойки для приборов экспрессного анализа;

-столы для размещения аппаратуры детального анализа;

-вытяжные шкафы с мойкой с горячей, холодной питьевой и мытьевой водой;

-холодильники для хранения проб;

-кондиционеры;

-системами слива отобранных вод за борт и полиэтиленовые емкости для слива отработанных химреактивов;

-розетки, установленные у каждого стола;

-ПЭВМ с терминалом оператора, принтером и источником бесперебойного питания.

В серверном центре находится:

-приемо-передающая аппаратура (связь с рабочей палубой, рубкой, лабораториями);

-центральная ПЭВМ с терминалом оператора;

-видеодвойка (обеспечивает контроль и запись работы научного персонала с погружаемой аппаратурой);

-прибор бесперебойного питания.



Раздел 3. Технология выполнения научно-исследовательских работ

3.1 Общие положения научно-исследовательских работ

Научно-исследовательское судно является частью системы технических средств, предназначенной для комплексного изучения Мирового океана. Научно-исследовательское судно является своеобразной платформой-носителем измерительной аппаратуры, состав которой диктуется уровнем и конкретными задачами исследований.

Основной задачей проектируемого научно-исследовательского судна является сбор в полном объеме стандартной океанологической информации, независимо от её дальнейшего конкретного использования, а также:

- уточнение полученной ранее океанологической информации;

- проведение научно-экспериментальных исследований для проверки теоретических моделей;

- расширение научных знаний о глубинных процессах морей;

- другие нестандартные исследовательские работы для формирования основных законов в океанологии.

Фундаментальные исследования проводят по спорадическим программам, составленным на каждый рейс судна. При этом в соответствии с программами научно-исследовательское оборудование может меняться или дополняться.

Также при этом практикуется неоднократная смена научных сотрудников в течение одного рейса без возвращения судна в порт. Ученых, выполнивших индивидуальные или групповые задания, снимают с судна, а на их место доставляют других ученых со своими планами научно-экспериментальных работ.

На проектируемом судне возможно радикально менять характер выполняемых исследовательских работ от одного рейса к другому. В соответствии с этим изменяется методика работ в океане, а также заменяются некоторые приборы и оборудование. Универсальность проектируемого судна состоит в том, что при необходимости можно сравнительно просто и с небольшими затратами перепланировать лабораторные помещения, легко сменить и дополнительно установить специальные приборы, оборудование, источники электроэнергии, силовые и сигнальные кабели и т.п. Перечисленные работы можно выполнить в сжатые сроки в период подготовки судна к очередному рейсу. Все нужные в очередном рейсе громоздкие приборы и оборудование передают с судна в береговые склады.