В статье приведен унифицированный алгоритм расчета количества погруженного груза, который предполагает проверку готовности судна к проведению сюрвейерских работ. Отмечается, что на основании предлагаемой проверки возможно дальнейшее выполнение операций или устранение возникших несоответствий в исходных данных и методах проводимых расчетов. Особое внимание уделено замерам, выполняемым во время проведения драфт-сюрвея, необходимым для расчета усредненной осадки судна. Приведена величина погрешности в процентном соотношении от дедвейта судна в зависимости от измеряемого источника. В работе определены необходимые условия для выдачи разрешения сюрвейером на осуществление погрузочно-разгрузочных работ на судне после проведения проверки соответствия полученных результатов с заявленными данными. Выполнено исследование «диаграммы осадок носом и кормой» в качестве способа, предназначенного для приблизительного, но в то же время быстрого некоммерческого расчета. Приведены доказательства того, что расчет водоизмещения судна на основании данной диаграммы обусловливает значительную величину погрешности, возникающей в результате фундаментального недопонимания процесса драфт-сюрвея и его цели. Рассмотрены наиболее распространенные ошибки в использовании судовых документов, а также применении формул для определения количества груза. Определены способы уменьшения неточностей в расчетах. Приведено обоснование того, почему применение формул «усредненной осадки» и «речной» не может осуществляться для всех типов судов ввиду их возможных специфических конструктивных особенностей (в частности, дополнительных марок углубления и наличия изгиба корпуса). Рассмотрена специфика регистровых судовых документов. Проанализированы значения погрешностей при наличии на судне только регистровых документов. В статье доказывается, что предложенный унифицированный алгоритм для расчета количества погруженного груза является достаточно точным по сравнению с другими применяемыми на практике методами. 

Статья посвящена разработке рекомендаций для судов, совершающих плавание в полярных водах, при возникновении чрезвычайных ситуаций, а также способам реализации международных предписаний, действующих с 2017 г., главным из которых является «Свидетельство судна полярного плавания». Получение такого свидетельства невозможно без наличия специальной документации, такой как «Наставления по эксплуатации судов в полярных водах». Отмечается, что действующие международные акты содержат инструкции по разработке таких документов с перечнем подробных требований к каждому разделу. Так, согласно инструкциям, которые включены в гл. 3 Наставлений о взаимодействии со спасательными и поисковыми службами, рекомендуется предусмотреть процедуры по подготовке к рейсу и выполнению необходимых действий в аварийных ситуациях. В статье исследованы подходы для разработки рекомендаций по обеспечению безопасности различных типов судов, осуществляющих плавание в полярных водах, в том числе проанализированы различные варианты сцепки, которые могут применяться в условиях полярного плавания. Предложены следующие варианты сцепки: в ледовом караване, в мелкобитом льду, варианты физического взаимодействия, такие как подход под прямым углом к аварийному судну, подход лагом к аварийному судну одного или нескольких судов, создание так называемой «жесткой» сцепки — тот вариант, когда между судами заводятся все возможные швартовные устройства: пропиленовые, нейлоновые концы, стальные тросы, которые должны быть надежно закреплены на аварийном судне и подошедших к нему поддерживающих судах. Результаты исследования позволяют существенно повысить безопасность плавания в ледовых условиях, а также могут лечь в основу разработки наставлений по эксплуатации в полярных водах и быть адаптированы к практическому применению для различных типов судов. 

Темой работы является исследование вопросов повышения уровня безопасности на море и снижения риска возникновения морских аварий при помощи разработки конвенций, кодексов и резолюций Международной морской организацией (ИМО). ИМО стремится к тому, чтобы каждое из 175 государств-членов надлежащим образом применяло и обеспечивало выполнение разработанных ею нормативных документов, касающихся безопасности мореплавания. Для оказания государствам — членам ИМО помощи выработан специальный инструмент, который в настоящее время закреплен в рамках Системы проверки государств — членов ИМО (IMSAS). Система подразумевает проведение периодических проверок в каждом государстве, являющемся членом ИМО, в целях оценки степени выполнения обязательного Кодекса по осуществлению документов ИМО (Кодекса ОДИ), конвенций, кодексов и других документов ИМО, стороной которых является государство, и их соблюдения в необходимом объеме и с должным уровнем качества. Отмечается, что в 2022 г. ИМО был принят ряд решений и документов, в соответствии с которыми намечены дальнейшие шаги развития данной системы проверки, такие как разработка вспомогательного «Руководства в отношении Системы проверки государств — членов ИМО (IMSAS) для содействия в осуществлении Кодекса ОДИ», целью которого является предоставление государствам руководящих принципов и рекомендаций в осуществлении Кодекса ОДИ и инструментов ИМО посредством разъяснения и толкования соответствующих норм. Данное руководство в настоящее время находится на завершающей стадии разработки в профильном Подкомитете по осуществлению документов ИМО (III), его принятие планируется Ассамблеей ИМО в 2023 г. с рекомендательным статусом. В настоящей статье показана предыстория и исследованы предпосылки разработки данного руководства, рассмотрены его структура, состав, предназначение, а также дана оценка качества и степени его применимости с точки зрения достижения поставленных в нем целей. Подробно рассмотрен раздел руководства, в котором рассмотрены типовые замечания, выявляемые в ходе проверок государств — членов ИМО, сформулированы наиболее эффективные мероприятия для их устранения. Выполнен анализ и разработаны меры, предпринимаемые государствами для устранения замечаний, систематизированы необходимые мероприятия в области морской деятельности государства, выявлены схожие аспекты и подходы. Сформулированы возможные мероприятия по совершенствованию Системы проверки ИМО как в целом, так и в вопросах реализации ее положений в рамках отдельно взятого государства. 

В работе выполнено исследование проблемы обеспечения живучести судна в аварийных ситуациях при формировании процедуры управления аварийным состоянием судна и приведены способы ее разрешения. Показана процедура управления состоянием судна в АС в виде стержневой формализованной модели, представленная в виде последовательности операций: контентного анализа сценария аварийной операции; теории судовой операции по борьбе за живучесть судна; структуры формализации судовой аварийной операции как процесса; логической программы действий (процедура управления аварийной операцией) при фиксированной цели, представляемой матрицей. Отмечается, что в случае обнаружения логическим оператором невозможности получения в процессе реализации аварийной операции заданной цели выполняется расширение модели аварийной процедуры управления. Расширенная модель аварийной процедуры управления состоянием живучести судна содержит следующие дополнительные операции: контентный анализ расширенного сценария АС; разработку расширенной теории аварийной операции; составление расширенной структуры аварийной операции; описание расширенной операции в АС как процесса; составление расширенной логической программы действий (процедура управления аварийной операцией) при фиксированной цели, изображаемой в виде матрицы. Сделан вывод о том, что окончательно алгоритмизация (последовательность) разработки судовой процедуры управления состоянием аварийной операции в рамках программно-целевого подхода представляет собой итеративный процесс, обеспечивающий достижение поставленной цели — эффективное выполнение судовой аварийной операции по обеспечению живучести судна путем использования расширенной процедуры. 

В работе рассмотрены вопросы подбора чисел зубьев для механизмов 2k-h типа A на основе исследования известных условий для их сборки, применяемых при разработке планетарных редукторов раз личных судовых как палубных, так и главных энергетических судовых установок. Отмечается, что учитывая практику проектирования, при подборе чисел зубьев важно выдержать заданное передаточное отношение, обеспечить соосность зубчатых передач механизма, выдержать соблюдение условия соседства сателлитов, обеспечить условия сборки и отсутствие интерференции внутреннего зацепления. Данные условия, выраженные через числа зубьев зубчатых колес, накладывают ограничения на параметры механизмов 2k-h. Проверка условия интерференции внутреннего зацепления на стадии подбора чисел зубьев в существующих методах, как правило, не делается, а выполняется на этапе проверки качества зубчатого зацепления по геометрическим условиям. Подчеркивается, что при таком подходе подбор чисел зубьев рассматривается как задача, решаемая методом последовательных приближений: подбор чисел зубьев — расчет геометрических размеров — проверка качества зацепления — подбор новой комбинации чисел зубьев и т. д. Полученное в работе условие интерференции внутреннего зацепления представлено замкнутой формулой, позволяющей устранить применение метода итерации, требующего большого объема расчетных работ, дает возможность производить его проверку на ранней стадии разработки изделия. Условие «соседства», выраженное уравнением, в котором конструктивный параметр связан с максимально возможным числом сателлитов и гарантированным зазором между их начальными окружностями, позволяет объяснить известные конструкции, не согласующиеся с существующими теоретическими положениями. Условие соосности допускает как четную, так и нечетную разность чисел зубьев центральных колес. Полученные результаты исследования позволяют решать задачи создания механизма с максимально возможным числом сателлитов для уменьшения размеров планетарного механизма как единицы, комплектующей судовой редуктор любой сложности, расширить множество возможных комбинаций чисел зубьев, обеспечивающих заданный конструктив требуя при этом меньшего объема расчетных работ. 

В работе рассмотрены результаты испытаний на кавитационный износ образцов эпоксидного компаунда без наполнителя и с наполнителем. В качестве последнего применен порошок из алюминиевой бронзы БрАЖНМц9-4-4-1, полученный опиливанием прутка из этой бронзы. Был использован следующий состав компаунда: 100 частей смолы К‑153 и 12 частей отвердителя (полиэтиленполиамина). Распределение частиц бронзы в компаунде по размеру подчинялось закону, близкому к показательному, средний размер частиц составил порядка 27 мкм, объемная доля бронзового порошка в компаунде — примерно 9,5 %. Отмечается, что испытания проводили на ультразвуковом магнитострикционном вибраторе УЗДН‑2Т в пресной воде при комнатной температуре с частотой и амплитудой колебаний торца концентратора вибратора 22 кГц и 28 мкм соответственно. Расстояние между торцами концентратора и цилиндрического образца выставлялось равным 0,5 мм. В процессе испытаний износ образцов оценивали взвешиванием на аналитических весах с дискретностью показаний 0,1 мг, а также проводили измерения шероховатости изнашиваемой поверхности и микротвердости частиц бронз в составе композита. Показано, что добавка в эпоксидной компаунд частиц бронзы не только изменяет кинетику кавитационного изнашивания, но и снижает кавитационную износостойкость полимера. Изменение кинетики заключается в том, что кавитационное изнашивание эпоксидного компаунда с порошковым наполнителем происходит без инкубационного периода, тогда как ненаполненный компаунд изнашивается с выраженным инкубационным периодом. В процессе проведенного исследования сделан вывод о том, что снижение кавитационной износостойкости после добавки частиц бронзы обусловлено тем, что границы между металлической частицей и полимерной матрицей являются «слабым» местом, и именно с этих граничных районов начинается разрушение полимера при кавитационном воздействии. 

В работе рассмотрен численный эксперимент с тремя группами малорасходных центростремительных турбин с частичным облопачиванием рабочего колеса. Разработаны геометрические модели турбинных ступеней с частичным облопачиванием рабочего колеса при различном шаге решетки соплового аппарата. Объектом данного исследования являются центростремительные турбинные ступени с частичным облопачиванием рабочего колеса. Предметом исследования являются коэффициенты полезного действия и скорости сопел центростремительной турбины. Методом исследования является численное моделирование течения рабочего тела с применением элементов вычислительной газодинамики. Целью исследования является определение влияния шага сопловой лопатки на эффективность соплового аппарата центростремительной турбины с частичным облопачиванием рабочего колеса. Основными задачами исследования являются: создание геометрических моделей турбинных ступеней с различным шагом сопел, определение граничных условий эксперимента, проведение и обработка результатов эксперимента. В исследовании приведены графики зависимости коэффициента скорости сопел и коэффициента полезного действия ступени центростремительной малорасходной турбины. Выполнен сравнительный анализ коэффициента скорости сопла и коэффициента полезного действия трех турбинных ступеней с различным шагом решетки соплового аппарата. Получены поля скоростей проточной части турбинных ступеней и интегральные значения параметров, необходимых для проведения трехмерного расчета. Определено влияние шага сопловой лопатки на коэффициент скорости соплового аппарата и коэффициент полезного действия турбинной ступени. Установлены природа и зависимость данного геометрического параметра на эффективность объекта исследования, сделаны выводы о необходимости дальнейшего совершенствования турбинных ступеней с частичным облопачиванием рабочего колеса. 

Темой исследования является разработка методики моделирования поверхности износа кормовых дейдвудных подшипников на основе оптического сканирования. Отмечается, что дейдвудные подшипники судового валопровода в процессе эксплуатации изнашиваются неравномерно, что оказывает влияние на напряженно-деформированное состояние вала и параметры системы, отвечающие за возникновение резонанса поперечных, крутильных и продольных колебаний. Рассмотрены методика и результаты экспериментального исследования поверхностей износа подшипников. Примененная схема оптического сканирования позволяет получать высокоточные цифровые модели объектов за счет синхронной съемки объекта двумя камерами. Результаты измерений, полученные путем обработки специализированным программным обеспечением, являются дополнением методики определения силы упругости, действующей на вал со стороны неравномерно изношенного по длине подшипника с непостоянным зазором. На основе полученных значений износа построена твердотельная модель и определены собственные частоты поперечных, крутильных и продольных колебаний. Для построенной модели получены формы собственных колебаний для практически значимых частот. Отмечено, что износ подшипника оказывает влияние не только на смещение значений собственных частот, но и на форму колебаний. Выполнена оценка влияния износа кормового подшипника на несущую способность валопровода с учетом контактного взаимодействия. Моделирование показало, что поверхность износа подшипника формирует область повышенных контактных давлений, возникающих в результате воздействия гребного вала. Анализ кормовой оконечности гребного вала позволил выявить наличие области повышенной концентрации эквивалентных напряжений, формируемых в месте формирования износа подшипника. Предложенная в работе методика моделирования износа дейдвудных подшипников позволяет оценить его влияние на величину смещения собственных частот и изменение несущей способности валопровода. Полученные в работе результаты являются дополнением к существующим расчетам при проектировании и оценке надежности судовой энергетической установки. 

Предметом предлагаемого исследования является возможность использования водорода в качестве топлива для танкеров, перевозящих сжиженный водород. Отмечается, что вариантом решения проблемы декарбонизации мировой промышленности является возможность конкурентоспособного использования водорода в качестве топлива на морских танкерах, перевозящих сжиженный водород на значительные расстояния. Указаны основные факторы, способствующие изучению проблем совершенствования нергетических установок судов с учетом ужесточения национальных и международных требований по предотвращению загрязнения окружающей среды. Выполнен краткий обзор направлений развития водородной энергетики на примере ведущих проектов в Европе и Азии, наиболее перспективным из которых является транспортировка сжатого водорода опытным танкером японской компании Кавасаки Suiso Frontier из Австралии в Японию. Приведена стратегия выбора оптимальной пропульсивной установки сжиженного водородного танкера. В качестве методов исследования используется анализ данных, полученных в аналогичных исследованиях, а также термодинамических характеристик перспективных систем. Предлагаются интегрированные компоновочные варианты энергетических систем с учетом повторного сжижения испаряющейся части груза для танкеров, перевозящих водород. Приведены данные о существующих проектах с двигателями при подаче газа низкого и высокого давления твердооксидными топливными элементами. Рассмотрены пять перспективных энергетических систем и система повторного сжижения с циклом Клода, использующие в качестве топлива и хладагента водород и сжиженный природный газ. В результате выполненной оценки их технологической реализуемости и воздействия на окружающую среду диапазоны эксергетического КПД и удельного энергопотребления систем повторного сжижения составили 26,79–46,27 % и 3–7,45 кВтч/кг соответственно. Определена оптимальная система с двигателем низкого давления, твердооксидными топливными элементами и системой повторного сжижения.

В работе отмечается, что требования, предъявляемые к реакторным установкам новых атомных ледоколов пр. 22220, 10510, 10570, предполагают повышение безопасности (надежности), экономичности и маневренности. При этом маневренность реакторных установок по специфическим особенностям ограничена и не имеет однозначной связи с маневренностью ядерной энергетической установки в целом и гребных электродвигателей в частности. С этой целью в проектах атомных ледоколов реализуется раздельный принцип управления реакторной и паротурбинной установки. Указывается, что при разработке новых проектов атомных ледоколов с повышенными потребительскими свойствами требуется обработка статистической информации по результатам эксплуатации атомных ледоколов, реализованных в пр. 10520, 10521, 10580 с различными сроками ввода и продолжительностью эксплуатации в Арктике, что позволяет обеспечить выработку обоснованного подхода при определении модели эксплуатации атомных ледоколов. Отмечается, что для сопоставления маневренных режимов эксплуатации реакторных установок отдельных ледоколов и разработки обобщающих характеристик необходима информация, получаемая с конкретных ледоколов. Сбор статистических данных организован на всех атомных ледоколах и сгруппированные материалы ежегодно поступают для обработки и обобщения в «ОКБМ Африкантов». Проведены оценочные расчеты на основе имеющейся статистической информации 1975–2000 гг. по количеству и глубине изменения мощности реакторов при работе в условиях Арктики. В статье предложен новый подход к учету количества эквивалентных циклов при маневрировании реакторной установкой. В отличие от существующего подхода с определением приведенного числа циклов новый подход учитывает значимость поддиапазона по воздействию на надежность активной зоны. Показано, что такой подход дает более адекватную оценку расходования ресурса активной зоны в течение кампании. Предложена также оценка плотности циклов изменения мощности реакторной установки за отчетный период времени. Показано, что в маневренной эксплуатации отдельных ледоколов наблюдается индивидуальный характер и повышенная маневренная нагрузка однореакторных ледоколов по отношению к двухреакторным. 

Предметом исследования являются автономные котлы, важнейшим элементом которых служит топочная камера, получившие широкое применение в судовых и корабельных энергетических установках. Подчеркивается, что необходимым условием высокого ресурса эксплуатации котлов и их безаварийной эксплуатации является высокое качество футеровки топочного пространства, работающей в условиях переменных тепловых режимов, а также отмечается, что определяющее влияние на надежность футеровки оказывает качество материала, из которого она изготовлена. В статье описаны методы экспериментальных исследований, которые могут быть использованы для оценки качества материалов обмуровки топочных пространств автономных котлов. Представлена методика проведения исследований с использованием эквивалентных материалов, описаны лабораторные установки для проведения виброакустических исследований и проведения модального анализа спектрограмм и тепловизионных исследований образцов материалов футеровки. В результате проведенных исследований получены сведения о влиянии условий формирования образцов эквивалентных материалов на их теплофизические свойства, спектрограммы состояния кирпичей обмуровки из различных материалов, тепловые изображения элементов футеровки в условиях стационарного температурного поля при их различном расположении на нагревателе. Полученные результаты исследования свидетельствуют о целесообразности применения предложенных методов на всех этапах жизненного цикла автономных котлов: от проектирования в целях рационального выбора материалов футеровки с учетом эксплуатационных факторов до изготовления и ремонта в процессе эксплуатации в целях контроля качества используемых материалов и обнаружения скрытых дефектов. С целью повышения эффективности применения предложенных экспериментальных методов оценки качества материалов футеровки топочных камер котлов необходимо увеличение практики их использования, накопление полученных результатов и их статистическая обработка, позволяющая определить погрешность методов и усовершенствовать лабораторные установки. 

Темой исследования является подтверждение целесообразности в процессе эксплуатации судна исключения в течение некоторого промежутка времени приема забортной воды, используемой для охлаждения судовой энергетической установки. Рассмотрены вопросы возможности такой работы на примере широко распространенных разомкнутых двухконтурных систем охлаждения при условии, что эти системы могут быть переключены на имеющиеся на судне цистерны с забортной воды. Отмечается, что работа по такой схеме ограничена временем нагрева имеющейся воды до максимально допустимой температуры. Рассматриваются вопросы увеличения этого времени за счет повышения теплоотвода через судовую обшивку. Для этого нагретая вода не просто сбрасывается в цистерну, а струйно подается через систему трубопроводов непосредственно на внутреннюю поверхность судовой обшивки. Проведенные визуальные и теплотехнические исследования показали, что оптимальные результаты достигаются при применении струйного подвода, дополненного экраном. В результате между экраном и судовой обшивкой формируется канал для движения горячей воды, которая радиально растекается от центра экрана наружу, формируя веерную струю. При этом обеспечиваются максимальные скорость обтекания судовой обшивки и температурный напор между горячей и забортной водой. Подчеркиваются преимущества данного метода подвода охлаждаемой воды, подтвержденные теплотехническими исследованиями. Показано, что при этом теплоотдача увеличивается на 25–30 % по сравнению с простым струйным подводом воды. В результате обработки многочисленных экспериментальных данных получены обобщающие уравнения подобия, позволяющие рассчитать теплоотдачу при различных режимах течения воды. Применение указанных устройств позволяет увеличить время работы систем по замкнутому контуру без приема забортной воды, что с экологической точки зрения дает возможность снизить негативное воздействие на морские ресурсы. Отмечается, что ввиду достаточно простой конструкции данных устройств, они могут применяться как на этапе постройки нового судна, так и при модернизации существующих судов. В работе приведен пример внедрения таких устройств на самоходных плавкранах. 

Целью исследования является оценка эффективности функционирования автоматизированных систем, относящихся к организационно-техническим системам на основе реализации системного подхода к информационным технологиям. Отмечается, что для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: определить основные параметры качества функционирования систем и выбрать соответствующие им показатели эффективности. Рассмотрены теоретические основы описания процесса оценки эффективности функционирования автоматизированных систем управления. В работе дана характеристика наиболее часто используемого критерия (термина) «прибыль, отнесенная к затратам». Ошибочность этого критерия (этой дроби) подтверждена при помощи типовой зависимости показателя эффективности системы от суммарных затрат на решение задачи с помощью системы показателей прибыли и затрат. Дано обоснование способа оценки эффективности сложных систем, к которым относятся также автоматизированные системы управления. Показано, что современная система обеспечения автоматизированных систем управления должна быть эффективной и не нарушать существующего режима функционирования. Рассмотрена автоматизированная система, способная выполнять решение задачи с заданной эффективностью при наименьших суммарных затратах. Отмечается, что несмотря па достаточно широкое использование показателя эффективности в виде дроби (прибыль / затраты) применять его нецелесообразно, так как эти оценки не содержат сравнения различных способов достижения цели. Сделан вывод о том, что в случае необходимости выбора из ряда конкурирующих предприятий следует при принятии решения сравнивать все варианты по суммарной эффективности. Т. е. предлагается выбирать ту систему, которая решает задачу с заданной эффективностью при наименьших суммарных затратах на разработку, постройку и эксплуатацию системы. Подчеркивается, что выполнение сравнительной экономико-эффективной оценки конкурирующих автоматизированных систем позволяет получить оптимальное (рациональное) решение (наилучшая структура, параметры и функциональные характеристики системы), предназначенное для реализации определенной задачи при определенных внешних условиях.