Методика проектирования малых деревянных рыболовных судов для социалистической Республики Вьетнам

Актуальность темы

.

Деревянное судостроение прошло большую и интересную историю. Возникнув много веков назад, оно развивалось и совершенствовалось вместе с другими отраслями производства. Применение металла привело к быстрому вытеснению дерева в крупном судостроении. Но дерево и в настоящее время продолжает конкурировать с металлом в малотоннажном судостроении, особенно в строительстве маломерных рыболовных судов стран Юго-восточной Азии.

Во многих странах, деревянные суда еще играют большую роль в прибрежном рыболовстве. Статистические данные за последние годы показывают наличие большого количества деревянных рыболовных судов в Китае (табл. 1.1), где большинство MPC (длиной меньше 24 м) построено из дерева [80].

Количество китайских рыболовных судов, построенных за последние годы табл. 1.1 год Суммарное количество рыболовных судов Количество судов длиной больше 24 м.

1999 336 254 6389.

2000 362 377 7272.

2001 373 964 8939.

2002 384 531 10 486.

По данным статистики в 2002 г. [77], Индия имела 44 578 деревянных рыболовных судов. Таиланд по статистическим данным 2002 г. [77], имел 2800 безмоторных деревянных лодок и 36 000 деревянных моторных судов длиной от 5 до 8 м. Кроме того, еще в Таиланде имелось 15 000 механизированных судов длиной 15−20 м. Большинство из них построено из дерева.

Вьетнам в настоящее время имеет большое количество деревянных рыболовных судов. До сих пор, во Вьетнаме большинство рыболовных судов строится из дерева. По данным Министерства рыболовства Вьетнама, в 2009 г. Вьетнам имел около 81 тыс. рыболовных судов суммарной мощностью 3,0 млн. кВт [81]. При этом, суда длиной более 15 м и мощностью более 66 кВт (около 6 тыс. судов) предназначены для эксплуатации на значительном удалении от берега, а суда длиной менее 15 м и меньшей мощностью эксплуатируются на удалении не более 50 миль от берега.

Вьетнамский рыболовный флот является малотоннажным флотом. Большинство вьетнамских рыболовных судов строится из дерева (90% рыболовных судов). Стальные рыболовные суда существуют в очень ограниченном количестве. По сравнению со сталью, дерево является худшим материалом с точки зрения прочностных характеристик, но продолжает широко использоваться. Непопулярность стальных рыболовных судов во Вьетнаме можно объяснить тем, что рыболовные суда принадлежат частным лицам, для которых экономические возможности не позволяют строить дорогие суда. Во вторых, суда строятся в основном на частных предприятиях по традиционной технологии, архитектуре и конструкции.

Государственная программа по морскому рыболовству была опубликована 9 июня 1997 года согласно постановлению премьер-министра Вьетнама № 393/TTg. По этой программе государство ежегодно выделяет по 150-ь300 млн. американских долларов на модернизацию устаревших судов и строительство новых рыболовных судов мощностью свыше 66 кВт. Морская государственная стратегия 2007 года указывает, что Вьетнам является морской страной и государству необходимо максимально использовать возможности морей. При этом, государство подчеркнуло важную роль рыболовного флота для экономики страны. Для достижения поставленных целей необходимо проектировать и эксплуатировать суда, которые при сохранении своей специфики, имеют более высокие экономические показатели.

В отечественной судостроительной науке Вьетнама отсутствует литература по проектированию малых деревянных рыболовных судов. Зарубежные литературные источники по деревянным судам являются, как правило, недоступными, поскольку они отсутствуют в открытой печати. Последняя работа по деревянным рыболовным судам в России вышла в свет в 1990 г. [58]. Учитывая эти обстоятельства, необходимо создать современную методику проектирования малых деревянных рыболовных судов, которая учитывает специфику вьетнамских рыболовных судов, и усовершенствовать процесс проектирования малых рыболовных судов.

Значительный вклад в теорию проектирования рассматриваемых судов внесли работы В. В. Ашика, JI.M. Ыогида, А. И. Ракова, Н. Б. Севастьянова. В вопросах ходкости и остойчивости судов диссертационное исследование опиралось на работы Е. В. Маслюка, Ю. Л. Макова, Во Ван Чака, Као Му Ко, Нгуен Куанг Миня. В области прочности судов значение имеют работы Г. Б. Тереньтева, А. И. Симановича, Б. А. Тристанова. Вопросам экономического обоснования судов в условиях рыночной экономики посвящены работы М. П. Улицкого, М. В Войлошникова, М. Б Безугловой. При разработке методики расчета нагрузки масс и координат ЦТ масс статей нагрузки судов учены основные положения исследований Б. А. Тристанова, В. И. Михайлова, K.M. Федосова. При разработке алгоритмов для выбора оптимальных характеристик судов диссертационное исследование опиралось на работы В. М. Пашина, А. И. Ракова, Н. Б. Севастьянова, М. В Войлошникова.

Целью исследования является разработка методики проектирования МДРС для СРВ.

Предметом диссертационного исследования являются малые деревянные рыболовные длиной от 14 до 30 м с традиционной вьетнамской формой обводов.

Задачи исследования. Для достижения целей работы решались следующие задачи:

— анализ состояния рыболовного флота и методик проектирования МДРС во Вьетнаме;

— разработка методики расчета масс и координат ЦТ МДРС с учетом специфики МДРС СРВ и проверка адекватности разработанной методикиразработка методики технико-экономического обоснования, алгоритмов и программных комплексов, решающих задачу оптимизации проектных характеристик судов на ранних стадиях проектирования для СРВ.

Методы исследования. В работе используется серийное моделирование МДРС до эскизной стадии проектирования с целью получения данных по нагрузке масс и координат ЦТ судов. Применяются методы многофакторного регрессионного и статистического анализа. Полное сопротивление МДРС рассчитано по способу Во Ван Чака. Стоимость постройки МДРС рассчитана по различным современным подходам. Используются методы оптимизации и современные компьютерные программы для нахождения оптимальных характеристик судов.

Научная новизна.

В результате проведенных исследований в работе получен ряд новых научных результатов. Важным новым результатом является методика расчета масс и координат ЦТ масс статей нагрузки малых деревянных рыболовных судов, которая учитывает специфику архитектурно-конструктивных типов МДРС Вьетнама. Разработанная методика технико-экономического обоснования, логико-математическая модель позволяют определить оптимальные главные характеристики, нагрузку масс, оценить мореходные и эксплуатационные качестве МДРС.

Практическая значимость работы.

Полученные в работе результаты обеспечили повышение эффективности проектируемых МДРС. Применение разработанных методик приводит к повышению качества и обоснованности проектирования за счет оптимизации проектных характеристик МДРС. Разработанный программно-методический комплекс для обоснования основных элементов МДРС может быть использован при практическом проектировании МДРС для республики Вьетнам.

На защиту выносятся полученные результаты:

— методика расчета масс и координат ЦТ МДРС с учетом специфики МДРС СРВ;

— методика технико-экономического обоснования и математическая модель выбора оптимальных характеристик МДРС на начальных стадиях проектирования.

Достоверность полученных результатов подтверждается: тщательным проведенным анализом состояния рыболовного флота СРВ и тенденций в области проектирования, постройки и эксплуатации МДРС, изучением и оценкой конструктивных особенностей таких судов с традиционной вьетнамской формой обводов, использованием многофакторного регрессионного анализа при разработке алгоритма расчета масс и координат ЦТ масс статей деревянного корпуса, оценкой с приемлемыми погрешностями разработанных формул, применением различных подходов к оценке стоимости постройки МДРС, использованием известных методов и компьютерных программ для оптимизации основных характеристик МДРС.

Апробация результатов исследований: Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на ежегодных международных научных конференциях «Инновации в науке и образовании», КГТУ, — Калининград, 2006, 2008, 2009.

Внедрение: Результаты исследования внедрены при разработке новых проектов МДРС в компании судостроения и морепродуктов г. Хайфон, Вьетнам.

Публикации.

Основные разделы диссертационного исследования опубликованы в 10 публикациях. Из них 4 статьи, 3 тезиса докладов и 3 отчета о НИР. В изданиях, рекомендованных ВАК, опубликована 1 статья (доля автора 80%).

Объем и структура работы.

Работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Объем 173 стр. основного текста, в том числе 315 рисунков, графиков и блок-схем, 134 таблицы, приложения на 133 стр. В списке литературы 85 источников.

Выводы.

Разработанные подходы к расчету рыночной стоимости МДРС могут применяться для оценки стоимости судов в расчетах технико-экономического обоснования.

Экономические показатели судна при эксплуатации должны быть рассчитаны на период инвестиций. Такой подход является единственным верным в условиях рыночной экономики, поскольку при этом учитываются все возможные изменения рынка, такие как изменение цен на топливо, смазочное масло, стоимость ремонта судна по годам эксплуатации, рост инфляции валют. Некоторые из перечисленных параметров появляются не в первом году эксплуатации, а в последующих годах.

Использование в математической модели разработанной методики пересчета масс и координат ЦТ масс судна, упрощенного способа Во Ван.

Чака для расчета сопротивления и требуемой мощности главного двигателя, критерия остойчивости по Регистру СРВ, а также обоснованных формул для расчетов экономических показателей позволит дать надежные результаты расчетов оптимизации, что во многом облегчит разработку задания на проектирование.

В данной математической модели не предусмотрены ограничения по обеспечению прочности корпусов МДРС. При проектировании конструкций корпуса судов по Правилам классификации и постройки Вьетнама [55] и выборе главных характеристик судов в определенных ограничениях можно гарантировать, что прочность корпуса судна будет обеспечена. Обеспечение других качеств судна, таких как вибрация, обитаемость может быть произведено на последующих этапах проектирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

На основании проведенной работы можно сделать следующие основные выводы:

— обзор состояния рыболовного флота, а также достижений в области проектирования и постройки МДРС Вьетнама показывает, что большинство МДРС неэффективно эксплуатируется. Необходимо создать методику проектирования, которая учитывает специфику МДРС Вьетнама и отслеживает экономические показатели эксплуатации спроектированных судов;

— вопрос определения масс и координат ЦТ масс судна является одним из важнейших при проектировании. Существующие способы пересчета масс и координат ЦТ масс предназначены для судов с металлическим корпусом. Для МДРС отсутствуют подобные способы расчета в открытой печати;

— разработана методика расчета масс и координат ЦТ масс МДРС для судов с традиционной вьетнамской формой обводов. Удовлетворительное совпадение результатов расчетных и проектных значений масс и координат ЦТ судов подтверждает возможность использования методики для практических целей;

— разработанная методика технико-экономического обоснования основных характеристик проектируемых МДРС, математическая модель и программный комплекс могут быть использованы во вьетнамских и российских проектных бюро для решения практических задач проектирования.