Рослякова Оксана Вячеславовна - кандидат технических наук, доцент
630099, Новосибирск, ул. Щетинкина, 33
Roslyakova, Oksana V. - PhD in Technical Sciences, Associate Professor
33, Shchetinkina str, Novosibirsk, 630099
Сичкарев Виктор Иванович - доктор техническмих наук, профессор
630099, Новосибирск, ул. Щетинкина, 33
Sichkarev, Viktor I.- Grand PhD in Technical Sciences, Professor
33, Shchetinkina str, Novosibirsk 630099
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.
The article develops an approach to designing an innovative means of reducing the wind-induced drift velocity of life rafts by using wave energy concentrated in the orbital motion of a raft on the wave profile. The relevance of the study is determined by the need to reduce the drift velocity of life-saving appliances, since this makes it possible to reduce the search area and increase the probability of rescuing people. The aim of the study is to develop a methodology for designing a hydrodynamic anchor in order to determine the parameters of the “raft–cable–hydrodynamic anchor” system that are sufficient to ensure a specified reduction in the drift velocity of a life-saving appliance under the worst conditions of the vessel’s navigation area. To achieve this aim, several interrelated tasks were solved in the course of the study, including obtaining and evaluating the results of studies of the hydrodynamic forces acting on the hydrodynamic anchor; analysing the effectiveness of the hydrodynamic anchor as a means of counteracting life raft drift; and developing methods for experimentally obtaining the operating parameters of the hydrodynamic anchor in relation to typical hydrometeorological drift conditions. The paper shows the relationship between the parameters of the “raft–cable–hydrodynamic anchor” system and presents a calculation of raft drift velocity for several wind speed values in the range from 6 to 20 m/s. For the purposes of designing a hydrodynamic anchor for specified drift conditions, the forces acting on the hydrodynamic anchor are presented in dimensionless form, taking into account the approximation of wave heights through wind speed according to the modern Beaufort scale. The proposed methodological model reflects an integrated approach to assessing the effectiveness of a hydrodynamic anchor in reducing raft drift. The use of a dimensionless coefficient and consideration of the true velocity of the hydrodynamic anchor through its projections demonstrated high efficiency in calculating cable tension in the life-saving appliance system. The proposed methodology reduces the required number of experiments. The results obtained make it possible to identify inconsistencies between related stages of hydrodynamic anchor operation and provide a scientific basis for improving the design of the hydrodynamic anchor and increasing its efficiency.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.