Аппроксимация волнового профиля для упрощенного расчета площади ватерлинии контейнеровоза на волнении

В статье предложен метод ступенчатой аппроксимации волнового профиля для упрощенного расчета площади ватерлинии контейнеровоза на волнении. Особенности обводов корпуса контейнеровоза предполагают острые оконечности и полную среднюю часть. Это способствует существенному изменению площади ватерлинии на волнении, что непосредственно влияет на остойчивость, а значит, и на безопасность судна. Расчет площади ватерлинии на волнении представляет собой сложную задачу, решение которой судоводителями на практике весьма затруднительно. Для облегчения решения этой задачи в статье предложен упрощенный вариант расчета с применением ступенчатой аппроксимации волнового профиля и коэффициентов полноты площади секций ватерлинии. Этот метод позволяет определять изменение площади ватерлинии в зависимости от положения волны вдоль корпуса судна. Для расчетов в статье использованы характеристики реального крупнотоннажного контейнеровоза. Рассмотрена квазистатичная постановка судна на волну, длина которой равна длине судна между перпендикулярами, и проанализированы два варианта положения гребней волны вдоль корпуса судна: на оконечностях и на мидель-шпангоуте. Путем замеров, выполненных на построечных чертежах судна, сформированы профили ватерлинии для заданных осадок. Определены площади секций ватерлиний и их коэффициенты полноты. Рассчитаны площади ватерлиний на волнении для двух выбранных сценариев. Результаты расчетов показали достаточную точность предложенного метода, что обосновывает его применение судоводителями на практике. Отмечается, что дальнейшие исследования на основе полученных в настоящей работе результатов могут быть направлены на определение опасных длин волн, неравных длине судна, и определение изменения остойчивости контейнеровоза в зависимости от изменения площади его ватерлинии на волнении. Использование судоводителями результатов выполненного исследования позволит лучшим образом контролировать поведение контейнеровоза на волнении и будет в значительной мере способствовать повышению безопасности судоходства. 

1. Альбаев Д. А. Определение равнообъемных ватерлиний и плеч остойчивости судна с использованием систем CAD / Д. А. Альбаев, В. В. Лобанов, Е. А. Михайлова, В. Ю. Семенова // Труды СанктПетербургского государственного морского технического университета. — 2024. — № 4(12). — С. 8–14. — EDN AJJXVM.

2. Царик Р. С. Анализ конструктивных и гидростатических характеристик судов-контейнеровозов в контексте их изменения на продольном волнении / Р. С. Царик // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2025. — Т. 17. — № 4. — С. 567–583. DOI: 10.21821/2309-5180-2025-17-4-567-583. — EDN PVESCI.

3. Кочнев Ю. А. Диаграмма статической остойчивости судна находящегося в условиях волнения / Ю. А. Кочнев // Научные проблемы водного транспорта. — 2021. — № 66. — С. 36–42. DOI: 10.37890/jwt. vi66.159. — EDN WMHTNE.

4. Сичкарев В. И. Пути оптимизации судоводительских решений плавания на волнении / В. И. Сичкарев, В. П. Умрихин // Актуальные вопросы проектирования, постройки и эксплуатации морских судов и сооружений: труды региональной научно-практической конференции, Севастополь, 29–30 ноября 2018 года. — Севастополь: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Севастопольский государственный университет», 2019. — С. 301–309. — EDN ZFBTBR.

5. Petacco N. Second Generation Intact Stability criteria: Analysis, Implementation and Applications to significant ship typologies / N. Petacco. — Genova: Universita degli studi di Genova, 2019. — 209 p.

6. Царик Р. С. Учет и оценка влияния фактической аппликаты центра тяжести груза на безопасность эксплуатации контейнеровоза: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук; специальность: специальность 05.22.19 «Эксплуатация водного транспорта, судовождение»/ Р. С. Царик. — Владивосток: МГУ им. адм. Г. И. Невельского, 2022. — EDN MPZDYV.

7. Рыченкова А. Ю. Геометрическое моделирование и оценка качества каркасной поверхности корпуса судна в САПР Компас-3D / А. Ю. Рыченкова, Е. С. Клименко, Л. Н. Бородина // Научные проблемы водного транспорта. — 2020. — № 62. — С. 81–90. DOI: 10.37890/jwt.vi62.49. — EDN TMZEVE.

8. Готман А. Ш. Аналитическое задание поверхности корпуса корабля произвольной формы / А. Ш. Готман // Морской вестник. — 2010. — № 1(33). — С. 81–85. — EDN KZZNCJ.

9. Кривошапко С. Н. Алгебраические поверхности для рациональных судовых корпусов / С. Н. Кривошапко, В. Н. Иванов // Технология машиностроения. — 2022. — № 3. — С. 17–24. — EDN NOFVRU.

10. Новиков В. В. Построение судовой поверхности по замерам обводов корпуса с натуры / В. В. Новиков, С. В. Антоненко, М. В. Китаев // Вестник Инженерной школы Дальневосточного федерального университета. — 2016. — № 3(28). — С. 15–22. — EDN WKUTQH.