В статье разработан подход к проектированию инновационного средства снижения скорости ветрового дрейфа спасательных плотов путем использования энергии волнения, сконцентрированной в орбитальном движении плота на волновом профиле. Актуальность исследования обусловлена необходимостью снижения скорости дрейфа спасательных средств, так как это позволяет сократить зону поиска и повысить вероятность спасения людей. Цель работы – сформировать методологию проектирования гидродинамического якоря для установки параметров системы «плот – трос – гидродинамический якорь», достаточных для заданного уменьшения скорости дрейфа спасательного средства в наихудших условиях района плавания судна. Для достижения цели в процессе исследования выполнено решение нескольких взаимосвязанных задач, среди которых получение и оценка результатов исследований гидродинамических сил, действующих на гидродинамичесикий якорь; анализ эффективности гидродинамического якоря как средства противодействия дрейфу спасательного плота и формирование методов экспериментального получения параметров работы гидродинамического якоря применительно к характерным гидрометеорологическим условиям дрейфа. В работе показана связь параметров системы «плот – трос – гидродинамический якорь» и выполнен расчет скорости дрейфа плота для нескольких значений скорости ветра в диапазоне от 6 до 20 м/с. Для задач проектирования гидродинамического якоря под заданные условия дрейфа представлены действующие силы на гидродинамическом якоре в безразмерном виде с учетом аппроксимации высот волн через скорость ветра по данным современной шкалы Бофорта. В представленной модели методологии отражен комплексный подход к оценке эффективности гидродинамического якоря для снижения дрейфа плота. Использование безразмерного коэффициента и учет истинной скорости гидродинамического якоря через ее проекции продемонстрировали высокую эффективность при расчете натяжения троса в системе спасательного средства. Предложенная методология сокращает потребность в числе экспериментов. Полученные результаты исследования позволяют выявить несогласованности в смежных этапах работы гидродинамического якоря и закладывают научную основу для совершенствования конструкции гидродинамического якоря и повышения его эффективности.

Предложен методологический подход и алгоритмический инструментарий для имитационного моделирования работы транспортно-логистической системы в указанных условиях. Основу метода составляет формализация системы круговых маршрутов судов ледового класса и линейных ледоколов с помощью дискретного векторного представления, преобразующего циклическую структуру в линейную для упрощения вычислительных процедур. Для автоматизации трудоемкого процесса подготовки исходных данных разработан специальный алгоритм, который на основе графического представления маршрутов и применения волнового алгоритма определяет их полное покоординатное описание, а также формирует дискретный рабочий вектор модели. Это позволяет минимизировать ошибки ручного ввода и обеспечивает воспроизводимость экспериментов. Модель имитирует ключевые технологические процессы: движение судов по маршрутам, формирование очередей на рейдах в пунктах начала ледовой проводки, образование пар «ледокол – судно» и их совместное движение по ледовому участку. В качестве целевых показателей для анализа различных сценариев используются время полного цикла рейса, длительность ожидания в очередях, загрузка ледокольного флота и общая провозная способность системы. Практическая значимость работы заключается в создании инструмента для многовариантного анализа и синтеза параметров арктической логистической цепи. Модель позволяет количественно обосновывать решения по оптимальному составу и количеству судов газовозов и ледоколов, оценивать влияние навигационных условий на регулярность поставок и, как следствие, повышать обоснованность стратегических инвестиционных и оперативных управленческих решений для таких проектов, как «Арктик-СПГ-2». Разработанный подход вносит вклад в развитие методов планирования устойчивых и экономически эффективных перевозок в Арктической зоне Российской Федерации.

В работе исследованы различные функциональные состояния психики, включающие два больших класса в зависимости от их влияния на качество деятельности: благоприятные и неблагоприятные. Отмечается, что все неблагоприятные функциональные состояния моряков обозначены одним термином — «усталость», а также, что уровень вероятности допущения ошибок моряками, находящимися в неблагоприятном функциональном состоянии, значительно возрастает. Усталость проявляется в физической, когнитивной и поведенческой сферах деятельности человека. Исследованы особенности перехода физической усталости в другие неблагоприятные функциональные состояния, связанные с изменениями в когнитивной и поведенческой сфере. Отмечается, что контроль и регулирование физической усталости обеспечиваются в первую очередь процессом качественного сна. Выполнено исследование роли сна и его влияние на здоровье и состояние человека, в частности, рассмотрены причины влияния сна на деятельность человека применительно к существующим теориям сна. Рассмотрены основные положения современных теорий сна: энергетическая, информационная, психодинамическая, глимфатическая и висцеральная, включая критерии оценки сна, которыми являются его продолжительность и структура. Исследованы основные параметры сна, такие как эффективность, количество циклов, медленный и быстрый сон. Выполнен обзор методов оценки сна: полисомнография, актиграфия, субъективный метод оценки сна. Сделан вывод о том, что в современных условиях на судне рекомендовано использование субъективного метода, реализуемого с помощью ведения дневника сна. Предложена усовершенствованная форма дневника сна: методика его ведения, анализ содержания, сделаны выводы и даны рекомендации по качеству сна и регулированию физической усталости.

В статье представлены результаты анализа грузооборота пяти морских бассейнов Российской Федерации за 2021–2024 гг. Анализ деятельности портов и морских бассейнов, выполненный на основе имеющихся статистических данных, позволяет определить тенденцию их перспективного развития, которая зависит как от каботажных грузоперевозок, так и от внешнеэкономических связей. Прогнозирование грузооборота на основе существующих методов позволит морским бассейнам и отдельным портам оптимизировать погрузочно-разгрузочные работы, организационно-технические мероприятия по технической эксплуатации подъемно-транспортного оборудования, координировать направления грузопотоков, а также планировать количество хранящегося на складе груза. Отмечается, что управление данными показателями позволят планировать загрузку складских площадей портов морских бассейнов, своевременно подготавливать судовые партии, что позволит избежать простоев судов под грузовыми операциями. Анализ и прогноз различных видов экономической деятельности осуществляется экспертными оценками, различными математическими методами, которые имеют вероятностный характер. В работе использован метод Хольта – Винтерса, который по результатам анализ дал наиболее точный прогноз. В результате выполненного прогноза грузооборота методом Хольта – Винтерса на 2025 г. проведено сравнение полученных прогнозируемых данных и фактических данных. Для проверки их соответствия или несоответствия выполнен проверочный расчет с использованием встроенной функции в Microsoft Excel и проведено сравнение прогнозируемых и фактических данных на их соответствие или несоответствие. Применение указанных методов прогнозирования позволяют представить анализ грузооборота морских бассейнов для нивелировки конфликтных ситуаций в процессе перевалки грузов и оперативного принятия решений, рационального использования инфраструктуры портов морского бассейна. На основе сравнения рассмотренных методов показано, что полученные на их основе данные по грузооборотам приближены к соответствию с фактическими статистическими данными.

Темой работы является исследование управляемости судна, оснащенного азимутальными подруливающими устройствами, при движении в ледовых условиях. Актуальность работы обусловлена ростом интенсивности судоходства в арктических и субарктических районах, где движение судов сопровождается воздействием ледяного покрова, ветра и морского течения. В таких условиях маневренные характеристики судна приобретают особое значение для обеспечения безопасности плавания и повышения эффективности эксплуатации судов ледового класса. В работе рассмотрены особенности функционирования азимутальных и носовых подруливающих устройств при маневрировании во льдах. Показано, что возможность поворота колонки азимутального движителя позволяет формировать тягу в любом направлении горизонтальной плоскости, что обеспечивает высокую маневренность судна при выполнении сложных маневров и работе на малых скоростях. При этом отмечается, что взаимодействие гребного винта с ледяной средой приводит к снижению эффективности движителя вследствие нарушения структуры потока, дробления льда и возникновения дополнительных вибрационных нагрузок. Представлена математическая модель движения судна в ледовых условиях на основе дифференциальных уравнений, учитывающих силы и моменты, создаваемые движительными устройствами, ветровым воздействием, морским течением и ледовым сопротивлением. В модели использованы эмпирические и полуэмпирические зависимости для оценки аэродинамических, гидродинамических и ледовых нагрузок. Особое внимание уделено учету ледового сопротивления, включающему составляющие, связанные с разрушением ледяного покрова, перемещением обломков льда и динамическими ударными взаимодействиями корпуса судна со льдом. Полученная математическая модель позволяет комплексно учитывать основные факторы внешней среды и характеристики движительного комплекса при анализе маневренности судна. Результаты исследования могут быть использованы при разработке методов расчета управляемости судов ледового плавания, а также совершенствовании систем динамического позиционирования и управления движением судна в сложных ледовых условиях.

Представлен обзор текущего состояния российского судостроительного комплекса с акцентом на возможности отечественных верфей по строительству крупнотоннажных судов. Темой работы является исследование критической зависимости отечественных судовых двигателей от импортных и необходимость обеспечения морского национального технологического суверенитета, объектом исследования — судостроительная промышленность России, предметом — производственные мощности ведущих предприятий и возможность создания малооборотных судовых двигателей большой мощности. Целью работы является оценка степени готовности отрасли к крупнотоннажному судостроению и двигателестроению. В процессе проведения исследования были проанализированы открытые источники и стратегические документы, выполнено математическое моделирование проектной мощности по рекомендациям Международной морской организации (IMO), а также проведено сравнение с мировыми лидерами двигателестроения. В результате было выявлено, что количество построечных мест для гражданских судов класса Aframax находится на пределе планов стратегического планирования, физические возможности для постройки судов водоизмещением свыше 100 тыс. т ограничены и требуют модернизации верфей. Отмечается, что отсутствие собственного отечественного производства малооборотных судовых двигателей мощностью более 7 МВт создает системный разрыв ввиду не только невозможности закупки таких двигателей, но и сложности при международной кооперации; импортозамещение главных двигателей требует не только производственных мощностей, но и возрождения инженерных научных школ: технологической, школы расчетов термодинамических и динамических нагрузок и др. Отдельным вызовом является проектирование судов усиленного ледового класса для круглогодичной эксплуатации на Северном морском пути: для таких судов необходима мощность до 45 МВт, которая не может быть обеспечена только одним малооборотным двигателем; при этом установка нескольких таких двигателей является сложной технической задачей по проектированию всего пропульсивного комплекса и единой энергетической установки судна.

В статье представлен комплексный анализ существующих активных и пассивных методов управления водным балансом в топливных элементах. Целью исследования является экспериментальная оценка влияния направленных газодинамических колебаний звукового диапазона на эффективность работы единичного топливного элемента, а также разработка рекомендаций по совершенствованию таких систем для судовых энергетических установок. Описана конфигурация разработанного лабораторного стенда с целью проведения испытаний в условиях протекания электрохимической реакции (in-situ) на опытном образце элемента активной площадью 25 см2 с внешним газодинамическим генератором. Установлено, что газодинамическое воздействие на основной гармонике с частотой 1,68 кГц обеспечивает прирост плотности мощности исследуемого элемента более 25 % за счет интенсификации процессов массопереноса и эффективного удаления избыточной влаги. Экспериментально подтверждена перспективность интеграции систем газодинамического контроля в конструкцию судовых энергетических установок на базе топливных элементов. Отличительной особенностью данного исследования от аналогичных работ является реализация in-situ испытаний с использованием внешнего газодинамического генератора звукового диапазона. Впервые для отечественной научной литературы экспериментально обоснован резонансный механизм газодинамического воздействия на газовые реагенты и мембранно-электродный блок, а также доказана возможность значительного прироста выходной мощности топливного элемента предложенным методом. Актуальность проведенного исследования обусловлена необходимостью декарбонизации водного транспорта в соответствии с требованиями Международной морской организации, а также отсутствием в России систем активного газодинамического управления водным балансом для судовых энергетических установок на топливных элементах. Полученные результаты могут быть использованы для разработки адаптивных систем влагоудаления, работающих в реальных условиях эксплуатации.

работе выполнен анализ основных эксплуатационных характеристик соосных рабочих колес активной осевой турбинной ступени при встречном их вращении для различных отношений окружных скоростей. Исследования проводились с целью обеспечения согласованной работы рабочих колес встречного вращения и одновременно приводимых двух вспомогательных механизмов, что позволит снизить общее количество приводных двигателей. Получены оптимальные значения выходных углов рабочих решеток, соответствующих максимальному КПД турбинной ступени. Установлено, что увеличение окружной скорости второго рабочего колеса по отношению к окружной скорости первого приводит к снижению оптимальных выходных углов рабочих решеток, наиболее интенсивное снижение имеет место для второй рабочей решетки. В процессе исследований соотношение окружных скоростей рабочих колес при встречном вращении изменялось путем изменения окружной скорости второго рабочего колеса. При этом внешние характеристики первого рабочего колеса в зависимости от скоростной характеристики оставались неизменными, и характеристики турбинной ступени изменялись за счет показателей второго рабочего колеса. Определено влияние отношения окружных скоростей на оптимальную скоростную характеристику турбинной ступени и второго рабочего колеса. Полученные мощностные и моментные эксплуатационные показатели могут служить основанием для подбора вспомогательных механизмов приводимых рабочими колесами встречного вращения при проектировании морских судов и их энергетических установок.

Темой работы является анализ причин основных нарушений работы цилиндропоршневой группы судовых дизелей, в большинстве случаев возникающих вследствие воздействия на детали высоких температур и давлений. Целью проведенного исследования является расчетная оценка влияния внутрицилиндровых показателей рабочего процесса на теплонапряженное состояние втулок цилиндров маломерного судового дизеля 4Ч8,5/11 на номинальном режиме работы. Исследование проводилось с использованием метода конечных элементов, реализованного в программном комплексе Ansys, при помощи которого были решены задачи тепломеханического анализа состояния цилиндровой втулки. При проведении вычислений в качестве граничных температурных условий были приняты экспериментальные данные, для задания граничных условий давления на втулку цилиндров была использована индикаторная диаграмма, полученная для данного судового дизеля. Тепломеханический анализ проводился при постепенном увеличении расчетных нагрузок. Исследование включало два этапа: на первом этапе определялось температурное поле в цилиндровой втулке с учетом действующих тепловых нагрузок и свойств материала, рассчитывался тепловой поток через стенки втулки; на втором этапе рассчитанные температурные параметры были использованы для определения деформаций втулки с учетом действующих на нее давлений. Полученные результаты показали, что максимальная общая деформация под действием тепловых и механических нагрузок наблюдается в верхней части цилиндровой втулки. Определены запасы прочности при фактических нагрузках, соответствующих режиму номинальной мощности. Результаты исследований могут быть использованы для конструктивной модернизации деталей цилиндропоршневой группы дизеля 4Ч8,5/11, а также определения возможностей его дальнейшего форсирования

Объектом настоящего исследования являются системы обеспечения экологической безопасности судовых двигателей внутреннего сгорания, в частности технологии ограничения выбросов оксидов азота (NOx). Акцент в работе делается на системы селективного каталитического восстановления как наиболее апробированной и распространенной технологии сокращения выбросов NOx с отработавшими газами судового дизеля, используемой в судовой технике для достижения соответствия требований нормативов экологической безопасности Международной морской организации. В работе приведены действующие требования по сокращению выбросов NOx для различных регионов судоходства. Проанализированы основные теоретические аспекты каталитических реакций восстановления оксидов азота и организации условий их протекания. Отдельное внимание уделено вопросам обеспечения температурных условий протекания реакций систем селективного каталитического восстановления, выделены границы ограничений и определены причины их возникновения. Рассмотрены компоновочные схемы, изложены особенности функционирования систем селективного каталитического восстановления высокого и низкого давления, сопоставлены их достоинства и недостатки. Отмечается, что системы низкого давления являются наиболее предпочтительными для модернизации судовых энергетических установок ввиду их полной автономности в конструкции судовых энергетических установок, несмотря на потенциальные недостатки в части поддержания требуемых температурных условий протекания реакции восстановления. Уделено внимание вспомогательным подсистемам обеспечения работы системы селективного каталитического восстановления оксидов азота, дано описание их особенностей. Приводятся некоторые расчетные данные по эксплуатационным затратам системы селективного каталитического восстановления, включая затраты на дополнительный расход топлива двигателем, используемые реагенты, возросшее потребление электрических мощностей судовых энергетических установок, расходные материалы и др. Сделаны выводы об эффективности использования технологии системы селективного каталитического восстановления в сравнении с альтернативными технологиями обеспечения требований действующей нормативной базы по экологической безопасности судовых энергетических установок.

В статье представлена разработка программного комплекса BS‑STIRLING 5.0, предназначенного для вычислительного моделирования рабочих процессов в двигателях Стирлинга. Новая версия, выполненная на основе методологической базы BS-STIRLING 4.2, включает ряд существенных усовершенствований, направленных на повышение физической детализации и точности расчетов при сохранении высокой вычислительной эффективности, характерной для методик второго уровня. Ключевым нововведением является переход от функциональной схемы представления двигателя к дискретизации внутреннего контура на 44 расчетных объема, что позволяет анализировать локальные термодинамические, гидродинамические и теплопередающие процессы в течение рабочего цикла. Дополнительные улучшения включают глобально связанную итерационную схему, явное моделирование теплообмена в цилиндрах, обновленные корреляции для колебательных потоков при низких числах Рейнольдса, модель теплопередачи с учетом температурных градиентов стенок, а также введение двух новых входных параметров: температуры регулирования по адиабате в горячем и холодном цилиндрах. Эти изменения существенно повышают точность расчета индикаторных диаграмм, тепловых потерь и эффективных параметров цикла. Валидация на экспериментальных данных 29 двигателей Стирлинга различных типов показала, что расхождение между расчетными и экспериментальными значениями эффективной мощности и КПД не превышает 5 %. Средняя ошибка в прогнозировании мощности снижена с 5,2 % до 4,9 %, а ошибка по КПД — с 13,6 % до 4,1 % по сравнению с версией 4.2. Программный комплекс обладает удобным графическим интерфейсом, низким временем расчета и широкими возможностями визуализации, что делает BS-STIRLING 5.0 эффективным инструментом для инженерных расчетов, научных исследований и образовательных целей.

Темой работы является исследование и анализ формального определения и содержательной интерпретации информационной оценки проектной надежности АСУ для больших объектов водного транспорта с их распределенной дислокацией, таких как порты, судоходные компании и региональные сети регулируемых внутренних водных путей. Введено понятие «энтропии проекта» и связанной с ней меры информационной неопределенности в увязке с оптимизационными математическими моделями взаимодействия показателей надежности и стоимости АСУ. Выполнен обзор и анализ публикаций по теме переноса теоретико-вероятностного определения Шеннона и Хинчина энтропии конечной схемы полной системы событий на модели функционирования технических и технико-экономических систем, а также связи энтропии проекта и информации по Колмогорову с оптимизационными аспектами проектирования. Сформулировано понятие проектной энтропии применительно к математическим моделям оптимизации проектной надежности на стадии разработки. Описан способ построения оценки энтропии применительно к эскизному проекту АСУ производственно-экономической системы водного транспорта с выделением в ней подсистем аппаратного контура, программного обеспечения и хранения данных, которые были описаны в предыдущих публикациях первого автора статьи. В работе энтропия выступает как мера теряемой информации при отклонении проекта от (квази)оптимального варианта. В качестве факторов надежности — аргументов целевой функции — используются технические показатели длительности наработки на отказ и длительности восстановления, а также экономические показатели начальной стоимости технических средств и стоимости восстановления, актуальных в условиях ограниченности общего бюджета АСУ на протяжении ее жизненного цикла. Показано, что значение энтропии оптимального плана экстремальной задачи на дискретной конечной допустимой области равно логарифму от ее объема. Сделан вывод о максимальной неопределенности оптимального плана и наибольшей полноте использования информации, представленной допустимой областью ограничений.

Целью исследования является мониторинг технического состояния судов и объектов водного транспорта в период эксплуатации и ремонта, а также управление качеством продукции в условиях цифровой трансформации производства и услуг. С этой целью синтезирован алгоритм автоматизации и параметрической идентификации законов распределения для выборок данных измерений времени безотказной работы узлов и приборов судовых систем по критерию согласия Колмогорова с применением численных методов компьютерного моделирования и дифференцирования с применением нейросетевой регрессии полученной плотности вероятностей. Алгоритм применим в автоматизированных системах управления программно-измерительных комплексах на судах и объектах водного транспорта при обработке результатов наблюдений, измерений, контроля и испытаниях продукции. Кроме того, предложенный алгоритм может быть использован в тех случаях, когда при обработке экспериментальных данных приходится решать задачи анализа статистических свойств распределений, не всегда вписывающихся в рамки теории нормальных процессов, для которых разработаны статистические параметрические критерии Стьюдента, Фишера и непараметрические — Колмогорова – Смирнова, Крамера – Мизеса, Андерсена – Дарлинга, Купера и другие критерии. В отличие от параметрических критериев, базирующихся на предположении, что распределение статистики подчиняется нормальному (гауссовому) закону, непараметрические критерии свободны от допущения о известном законе распределения выборок и предназначены для сопоставления эмпирического распределения с теоретическим, например, нормальным, или с другим эмпирическим распределением. Для их реализации формулируются нулевая и альтернативная гипотезы, для проверки которых с применением аналитических и численных методов статистического анализа строятся вероятностные модели эмпирической и гипотетической функций распределения и определяется их расхождение. С учетом высоких требований к точности, которым аналитические методы удовлетворять не могут, разработан и реализован в виде программы алгоритм идентификации (по показателю достоверности) проверяемого распределения на соответствие нормальному распределению по критерию согласия Колмогорова с оценкой параметров (математического ожидания и стандартного отклонения) этого распределения с применением нейронной сети прямого распространения с обратными связями, обеспечивающей быстрое обучение и приемлемую точность. Результаты компьютерного и численного моделирования нейросетевого алгоритма параметрической идентификации подтверждают адекватность проверяемой вероятностной модели заданному нормальному распределению.

Статья посвящена разработке интеллектуального диалогового ассистента для поддержки пользователей при получении и уточнении расписания учебных занятий. Рассмотрена эволюция диалоговых систем — от ранних правило-ориентированных текстовых диалоговых программ, основанных на шаблонном сопоставлении входных высказываний до современных виртуальных ассистентов, реализованных на основе нейросетевых трансформерных архитектур и больших языковых моделей. Актуальность исследования обусловлена применением больших языковых моделей в сочетании с технологией извлечения контекстных знаний (Retrieval-Augmented Generation, RAG), позволяющей формировать ответы на основе извлекаемой из внешних источников информации. Разработана архитектура интеллектуального диалогового ассистента, интегрирующая механизм RAG, динамическую маршрутизацию между несколькими нейросетевыми языковыми моделями и автоматическое обновление базы знаний посредством парсинга вебресурсов Государственного морского университета имени адмирала Ф. Ф. Ушакова. Предложенный подход обеспечивает устойчивую обработку вариативных пользовательских запросов и генерацию ответов на основе извлеченного контекста. В отличие от существующих решений, использующих фиксированную языковую модель, предложенная архитектура реализует адаптивный выбор генеративной модели в зависимости от типа пользовательского запроса. Разработан метод доменно-ориентированного формирования контекста для обработки динамически обновляемых табличных данных расписания, включающий специализированный парсинг веб-страниц, семантическое структурирование извлекаемой информации и правила промпт-инжиниринга. Для повышения фактологической достоверности ответов предложен механизм ограничения генерации рамками извлеченных данных и терминологической фильтрации. Реализован ETL-конвейер обновления базы знаний, обеспечивающий автоматическую актуализацию информации о расписании учебных занятий. Проведено сравнительное исследование эффективности языковых моделей Qwen, GigaChat и DeepSeek при обработке пользовательских запросов в рассматриваемом предметном домене. Полученные результаты демонстрируют повышение точности ответов и подтверждают эффективность предложенной архитектуры диалогового ассистента.