Формирование методологии проектирования гидродинамического якоря в теории дрейфа плота

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.

1. Илюхин, В. Н. Основные недостатки в обеспечении безопасности экипажей судов, терпящих бедствие на море, и существующей системы поиска и спасания людей наиболее полно проявляются во время аварий / Морские вести России. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://morvesti.ru/themes/1693/91243/(дата обращения: 16.02.2026).

2. Экспериментальная проверка эффективности уменьшения дрейфа спасательных плотов якорем присоединенной массы / В. И. Сичкарев, И. А. Иванов, В. В. Кузьмин, А. А. Русскин // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2019. — № 56-57. — С. 19–25. EDN BFDUCS.

3. Сичкарев В. И. Проведение натурного сопоставительного эксперимента с гидродинамическими якорями спасательных плотов на Новосибирском водохранилище / В. И. Сичкарев, С. В. Титов, В. В. Коновалов [и др.] // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. — 2022. — № 3. — С. 28–39. EDN ISKQCY.

4. Сичкарев В. И. Гидродинамика крыльевого гидродинамического якоря в физическом эксперименте в прямом опытовом бассейне / В. И. Сичкарев, С. В. Титов, В. В. Коновалов [и др.] // Транспортное дело России. — 2023. — № 6. — С. 282–286. EDN SRBGTZ. DOI: 10.52375/20728689_2023_6_282.

5. Компьютерное моделирование работы крыла гидродинамического якоря / В. И. Сичкарев, А. Н. Хохряков, Ю. С. Покалюхин, А. В. Бабенко // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. — 2022. — № 1. — С. 20–28. EDN XEBSFM.

6. Bowyer P. J. The Theory of Trapped-Fetch Waves with Tropical Cyclones—An Operational Perspective / P. J. Bowyer, A. W. MacAfee // Weather and Forecasting. 2005. Vol. 20. Is. 3. Pp. 229 – 244. DOI: 10.1175/WAF849.1.

7. Kudryavtsev V. A simplified wave enhancement criterion for moving extreme events / V. Kudryavtsev, P. Golubkin, B. Chapron // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2015. Vol. 120. Is. 11. Pp. 7538–7558. DOI: 10.1002/2015JC011284.

8. Dulov V. On fetch- and duration-limited wind wave growth: Data and parametric model / V. Dulov, V. Kudryavtsev, E. Skiba // Ocean Modelling. 2020. Vol. 153. Pp. 101676. DOI: 10.1016/j.ocemod.2020.101676.

9. Bulk Parameterization of Air–Sea Fluxes: Updates and Verification for the COARE Algorithm / C. W. Fairall, E. F. Bradley, J. E. Hare, A. A. Grachev, J. B. Edson // Journal of Climate. 2003. Vol. 16. Is. 4. Pp. 571 – 591. DOI: 10.1175/1520-0442(2003)016<0571:BPOASF>2.0.CO;2.

10. Аунг (Мьянма) Тан Хтун. Влияние качки на дрейфовые силы, действующие на плавучее сооружение в условиях мелководья / Тан Хтун Аунг (Мьянма), С. В. Щегорец // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. — 2011. — № 1(117). — С. 287–292. EDN NRERUD.

11. Bу M. H. Исследование влияния качки судна на силы и моменты волнового дрейфа / M. H. Bу, Т. Т. Х. Фам // Наука, техника и образование. — 2018. — № 8(49). — С. 44–51. EDN RXIRSL.