Разработка расчетной силовой модели вакуумного автошвартовного устройства

Темой исследования является один из способов повышения безопасности судоходства при эксплуатации водного транспорта, а именно разработка автоматизированных устройств и систем, позволяющих сократить количество выполняемых работниками операций (в частности, внедрение в производственную деятельность судов с разным уровнем автономности, способных в выполнять мониторинг окружающей среды или доставку грузов способствует уменьшению размера судна за счет отсутствия жилой надстройки). Отмечается проблема, заключающаяся в том, что на внутренних водных путях одним из ограничений внедрения автономного судоходства является их безопасная проводка через судопропускные сооружения — судоходные шлюзы. Швартовка судна в камере шлюза является весьма трудоемкой операцией и выполняется, как правило, членами экипажа шлюзуемого судна за подвижные (плавучие рымы) или неподвижные (швартовные устройства причальные тумбы, кнехты, рымы), допустимые нагрузки которых установлены в нормативных документах. Подчеркивается, что за последние 10 лет отсутствуют исследования, описывающие результаты измерений нагрузок на швартовые устройства и канаты, возникающие из-за движения судна в камере шлюза. В работе обращается внимание на то, что фактором, сдерживающим внедрение автономного судоходства, является отсутствие требований к автошвартовым устройствам, обеспечивающим удержание судов в камере шлюза. В связи с этим целью настоящего исследования является сопоставление нормативных и фактических значений нагрузки на швартовные рымы и канаты для теоретического расчета усилий удержания модели вакуумного автошвартовного устройства, с учетом условий работы в камере судоходного шлюза. Отмечается, что представленные в статье результаты измерений получены в ходе выполнения научно-исследовательской работы «Разработка научно-обоснованных рекомендаций по установлению гидравлических режимов наполнения и опорожнения камер шлюзов № 1–8 ФБУ «Администрация «Волго-Балт» на основании натурных исследований условий стоянки судов в камерах шлюзов» по заказу Федерального агентства морского и речного транспорта с помощью установленного тензодатчика в разрез швартовного каната. В результате теоретического расчета удерживающей силы вакуумного автошвартовного устройства получены численные значения зависимости удерживающей силы вакуумного захвата от радиуса одного вакуумного присоса.

1. Смоленцев С. В. Сетевые аспекты передачи данных из морского автономного надводного судна в центр дистанционного управления и обратно / С. В. Смоленцев, С. Ф. Шахнов, А. А. Буцанец // Электронные информационные системы. — 2024. — № 1(40). — С. 5–18. — EDN AWZQNZ.

2. Смоленцев С. В. Перечень оборудования и обзор протоколов передачи данных для автономных надводных судов / С. В. Смоленцев, С. Ф. Шахнов, А. А. Буцанец // Электронные информационные системы. — 2023. — № 4 (39). — С. 10–21.

3. Актуганов М. М. Реконструкция Павловского шлюза в рамках комплексной модернизации ГТС Камского бассейна / М. М. Актуганов // Гидротехника. — 2021. — № 3(64). — С. 8–10. —EDN GSWWKY.

4. АС № 1176014 A1 СССР, МПК E02B 3/22. Рым плавучий для швартовки судов: № 3722562: заявл. 05.04.1984: опубл. 30.08.1985 / В. А. Вознесенский, Н. Ф. Федоров; заяв. Ленинградское специальное конструкторское бюро «ЛЕНГИДРОСТАЛЬ». — EDN VZUUDW.

5. Буцанец А. А. Исследование проблемы построения автоматизированной системы управления для обеспечения безопасного пропуска безэкипажных судов через судоходные шлюзы / А. А. Буцанец, Н. М. Ксенофонтов, Т. А. Волкова // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2023. — Т. 15. — № 6. — С. 1115–1129. — DOI 10.21821/2309-5180-2023-15-6-1115-1129. — EDN OQMZNO.

6. Гарибин П. А. Валидация швартовных тумб причалов АО «Троица» в порту «Чайка» (Северодвинск) с проведением натурного эксперимента / П. А. Гарибин, А. А. Буцанец, С. В. Егоров // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2024. — Т. 16. — № 1. — С. 84–96. — DOI 10.21821/2309-5180-2024-16-1-84-96. — EDN FROPWK.

7. Кузнецов, С. С. Обзор технических решений автошвартовных устройств на судоходных шлюзах / С. С. Кузнецов, Н. М. Ксенофонтов, А. А. Буцанец / Транспортное дело России. — 2024. — № 4. — С. 223–225.

8. Декельман Г. П. Обзор технических решений автошвартовных устройств на причальных сооружениях / Г. П. Декельман, А. А. Буцанец, К. В. Калюжный / Транспортное дело России. — 2024. — № 4. — С. 214–218

9. Гапеев А. М. Системы питания судоходных шлюзов водой: моногр. / А. М. Гапеев, В. В. Кононов. — СПб.: ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова, 2013. — 268 с.

10. Разработка научно-обоснованных рекомендаций по установлению гидравлических режимов наполнения и опорожнения камер шлюзов № 1–8 ФБУ «Администрация «Волго-Балт» на основании натурных исследований условий стоянки судов в камерах шлюзов: отчет о НИР. / ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»; рук. Г. Г. Рябов. — СПб., 2022. — 250 с. № 121120700109-8.

11. Пат. 221649 РФ, МПК E02C 1/10, E02B 3/20, B63B 21/00. Швартовное устройство камеры шлюза / А. А. Буцанец, Н. М. Ксенофонтов, К. В. Калюжный; заяв. и патентообл. Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — № 2023125103; заявл. 29.09.2023; опубл. 15.11.2023, Бюл. № 32.