АНАЛИЗ ПРИМЕНИМОСТИ ФОРМУЛ РАСЧЕТА ВЕТРО-ВОЛНОВЫХ ПОТЕРЬ СКОРОСТИ ХОДА МОРСКИХ СУДОВ
Аннотация
Статья посвящена актуальной проблеме расчета ветро-волновых потерь скорости хода морских судов. С этой задачей сталкиваются все участники процесса морской перевозки груза - от судоводителей и судомехаников морских судов, которым знание скорости хода судна необходимо для расчета параметров рейса и запасов топлива, до судовладельцев при решении задач коммерческой эффективности рейса и логистики. Открытие Россией интенсивного движения судов по Северному морскому пути, особо подверженному ветрам и штормовым явлениям, дополнительно повышает актуальность проблемы прогнозирования скорости морских судов в условиях ветра и волнения. Ветер и волнение, вызванное воздействием ветра на поверхность океана, относятся к гидрометеорологическим факторам, с которыми наиболее часто приходится сталкиваться судоводителям при эксплуатации морского судна. Учет этих гидрометеорологических факторов в судовождении предписывается Международной конвенцией ПДНВ. Обращается внимание на то, что воздействие ветра и волнения на морское судно вызывает возникновение таких явлений, как заливаемость и слеминг (удары волн в днище носовой части судна), что приводит к вынужденному снижению скорости хода судна судоводителями. В настоящее время существуют методы для определения условий возникновения заливаемости с использованием числа Фруда и контуров заливаемости. По известным параметрам длины и высоты ветровой волны, а также осадки судна может быть рассчитана скорость хода, при которой явление слеминга будет отсутствовать. Отмечается, что повторяемость вынужденного снижения скорости морских судов возрастает с увеличением скорости ветра и высоты волны, которая может быть учтена с помощью коэффициента повторяемости. Если судно вынужденно не снижает скорость, то значение коэффициента повторяемости равно нулю. Когда судно в 100 % случаев вынуждено снижать скорость при штормовом ветре и волнении, коэффициент повторяемости равен единице. К ветро-волновым потерям скорости обычно относят суммарные потери морского судна от вынужденного снижения скорости хода и от потери скорости в результате дополнительного сопротивления движению из-за ветра и волнения. Исследованы математические зависимости для расчета суммарных ветро-волновых потерь скорости хода морских судов при ветре и волнении. В настоящей статье выполнен сравнительный анализ практической применимости наиболее часто используемых формул расчета ветро-волновых потерь скорости хода морского судна. Подтверждена необходимость сравнительного анализа в случае практического применения данных формул, вызванная тем, что большинство из них были получены достаточно давно на основе исследования движения судов традиционных для своего времени обводов, типов и водоизмещений. При этом отмечается, что часть из них дает неприемлемые результаты в тех случаях, когда погодные параметры превышают определенные значения. На основании результатов исследования даны рекомендации по практическому использованию рассмотренных формул расчета ветро-волновых потерь скорости хода морских судов.
Ключевые слова
ветро-волновые потери, расчет ветро-волновых потерь, формулы ветро-волновых потерь
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Международная конвенция о подготовке и дипломировании моряков и несении вахты. - Лондон: ИМО, 2013. - 413 с.
Смоленцев О. И. Методы расчета вынужденных потерь скорости судна на встречном волнении, связанные с нормированием слеминга и заливаемости / О. И. Смоленцев // Электронный вестник. - 2011. - № 4. - С. 18-25.
Дмитриев В. И. Справочник капитана / В. И. Дмитриев, В. Л. Григорян, С. В. Козик [и др.]. - СПб.: Элмор, 2009. - 816 с.
Ершов А. А. От «Титаника» до «Costa Concordia» неиспользованные возможности для спасения: монография / А. А. Ершов. - Saarbrucken, Deutschland: LAPLAMBERT Academic Publishing, 2013. - 146 с.
Темникова А. А. Определение скорости ледоколов на «чистой» воде, эксплуатируемых на Северном Каспии / А. А. Темникова, А. Р. Рубан // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. - 2017. - Т. 9. - № 1. - С. 27-36. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-1-27-36.
Львов В. Е. Компенсация волнового и ветрового воздействий на систему управления курсом судна / В. Е. Львов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. - 2015. - № 1 (29). - С. 25-29.
Крюков Н. Д. Рекомендации для судов при плавании в условиях тропических штормов северной Атлантики / Н. Д. Крюков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2015. - № 4 (32). - С. 31-38.
Стецюк Т. Г. К вопросу о расчетном определении падения скорости судна в штормовых условиях плавания / Т. Г. Стецюк, В. Г. Сизов // Судовождение. - 2010. - С. 22-27.
Лубковский В. К. Определение веторо-волновых потерь скорости судов смешанного плавания с помощью ортогонально-линеечного волномера / В. К. Лубковский // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2007. - № 1. - С. 68-73.
Тарасенко Т. В. Определение сопротивления движению судна при движении на волнении с учетом курсового угла / Т. В. Тарасенко // Вестник Одесского национального морского института. - 2013. - С. 49-59.
Об авторах
Бояринов Александр Михайлович - кандидат технических наук, доцент
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова»Ершов Андрей Александрович - доктор технических наук, доцент
ershov_63@mail.ru. kaf_mus@gumrf.ru
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова»Пылаев Сергей Михайлович - кандидат педагогических наук, доцент
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова»
