Рассматривается проблема безопасного расхождения группы судов в море, для решения которой необходимо обеспечить кооперативное маневрирование нескольких судов из этой группы. Рассматривается ситуация безэкипажных (автономных) судов, когда каждым судном управляет автоматический агент. Основное внимание уделяется проблеме однозначного понимания условий текущей навигационной обстановки различными агентами, совместно решающими задачу кооперативного маневрирования в заданной акватории. Показано, что для решения задачи кооперативного маневрирования все агенты, управляющие безэкипажными судами, должны одинаково интерпретировать текущую навигационную обстановку. Факторы, определяющие текущую навигационную обстановку, разделены на две группы: основные факторы, необходимые для решения задачи безопасного расхождения в идеальных условиях и дополнительные факторы, которые необходимо учитывать при решении задачи безопасного расхождения в реальной навигационной обстановке. Отказ от учета дополнительных факторов может привести к получению неадекватных решений по управлению судном при расхождении с другими судами. Вводится понятие «контекста» как множества интерпретаций значений дополнительных факторов. Показана важность их учета при решении задачи безопасного расхождения. Приведен перечень факторов, а также пример их интерпретации для включения в контекст. Использование одинакового контекста всеми агентами позволит им однозначно интерпретировать текущую навигационную обстановку в районе плавания и совместно решать задачу кооперативного маневрирования. Определены основные свойства контекста, такие как универсальность и компактность. Указано, что в протоколе взаимодействия агентов необходимо предусмотреть специальные средства для обмена и согласования контекстов между агентами, управляющими безэкипажными судами.

Отмечается, что сетевое планирование, или сетевой анализ, представляет собой класс прикладных методов управления проектами, обеспечивающих планирование, анализ сроков выполнения (как ранних, так и поздних), риска невыполнения проекта или его отдельных частей. Данные методы позволяют увязать выполнение различных работ и процессов во времени, составить операционный график выполнения проекта, получить прогноз общей продолжительности реализации всего проекта. В современной практике проектирования, строительства и управления морским портами сетевое планирование представляет наиболее востребованный инструментарий лиц, принимающих решение. Методы сетевого планирования условно подразделяются на детерминированные (диаграммы Гантта, жесткие и с дополнительным временным люфтом, метод критического пути и др.) и вероятностные. Последние, в свою очередь, делятся на неальтернативные (метод статистических испытаний или метод Монте-Карло, метод оценки и пересмотра планов PERT) и альтернативные (метод графической оценки и анализа GERT). Во многих приложениях основу используемого метода составляет поиск пути на графе. Многократное повторение экспериментов, характерное для наиболее эффективных вероятностных методов, предъявляет высокие требования к снижению вычислительной трудоемкости используемых алгоритмов. Кроме того, различный характер причинно-следственных связей между объектами сетевых моделей приводит к формированию такой структуры изображающего процессы графа, которые не позволяют применять большинство известных алгоритмов. В данной статье описывается матричный алгоритм поиска путей на взвешенных ориентированных графах, отличающийся низкой вычислительной трудоемкостью, простотой и наглядностью, а также допускающий различные виды причинно-следственных связей между составными событиями. Предложенный алгоритм является результативным в отношении поставленных задач, а его реализация практически не отличается от псевдокода, использованного для его описания, что обеспечивает легкость реализации, простоту отладки и верификации кода, легкость встраивания алгоритма в различные прикладные задачи сетевого планирования. Одной из таких задач является нахождение критических путей в условиях разброса временных параметров всех работ (операций), связывающих между собой вершины-события.

Статья относится к междисциплинарным научным исследованиям, лежащим на стыке когнитивной психологии и судовождения, и посвящена актуальной для мореплавания теме принятия решений судоводителем. В ней отражены результаты теоретических исследований по формализации некоторых аспектов мыслительной деятельности человека и представлена их практическая реализация для решения задач судовождения. Рассмотрена сложная многомерная проблема, охватывающая весь спектр человеческой деятельности на море. В данной работе, которая носит дискуссионно-теоретический характер, освещена лишь небольшая часть этой проблемы. Специфика исследования состоит в том, что судоводитель - это прежде всего человек, принимающий решения, наделенные смыслом. Поэтому включение судоводителя в звено управления судном приводит к необходимости одновременного учета его психологических характеристик и характеристик управляемости судна как объекта управления. При этом принимаемые судоводителем решения носят субъективный характер и трудно поддаются формализации. Цель исследования заключается в формализации, т. е. в математическом описании количественной оценки принятия решений судоводителем. Для этого используется авторская методика вероятностной оценки смысла в текстовом сообщении. В качестве структуры смыслового пространства, в координатах которого судоводитель принимает решения, предлагается модель в виде смысловой призмы. Полученные результаты на практическом примере адаптированы к понятиям судовождения и поэтому могут представлять интерес для специалистов по автоматизации управления движением судна, искусственному интеллекту, созданию интеллектуальных систем управления и безопасности мореплавания.

Выполнен анализ становления, развития и осуществления экспедиторской деятельности региональными центрами консолидации (распределения) сборных партий контейнерных грузов как основных элементов современной контейнерной транспортной системы, сущность которых сводится к соединению пространства и времени при своевременной и безопасной доставке грузов с минимальными затратами. Раскрыты способы доставки сборных грузов на контейнерные терминалы из тыловых зон страны в условиях непрерывности транспортного процесса, требующего учета поведения внешней среды и рынка транспортных услуг. Рассмотрены существующие и предложены новые стратегические решения, направленные на формирование управляемой системы транспортировки. Раскрыты пути снижения общего количества перевалок малых партий грузов на пути внедрения в транспортную контейнерную систему. Выявлена роль транспортно-экспедиторского обслуживания отправок грузов в малотоннажных контейнерах. Рассмотрены подходы к проблеме формирования новых стандартных грузовых единиц, органически вписывающихся в существующие контейнерно-технологические системы. Такие средства укрупнения, как стандартный контейнер призваны обеспечить сохранность перевозки грузов при перегрузке и транспортировке различными видами транспорта, свободную и быструю загрузку (выгрузку) контейнеров модулями с грузом, а также ограничить несанкционированный доступ к грузу. Таким образом, грузоотправитель сможет воспользоваться всеми преимуществами современных контейнерных технологий. Проведенное исследование показывает альтернативные варианты укрупнения сборных грузов непосредственно в «концевых» пунктах их консолидации и распределения на базе стандартного модуля и приведены рекомендации по внедрению предлагаемых грузовых единиц как средств укрупнения. В качестве пилотного проекта предложен наиболее рациональный способ организации перевозок сборных контейнерных грузов.

Актуализирована концепция навигационного пространства позиционированием судна тремя фиксированными координатами на геодезической основе «морского геоида». С появлением инновационных компьютерных технологий появляется возможность отказаться от повсеместно применяемого в судовождении подхода геометрических примитивизаций и практически использовать такие фактические атрибуты, как аппроксимированная изоповерхность и интерполированная изолиния. Ошибка пространственно-временного положения морского подвижного объекта, возникающая при математической манипуляции замещения реальной сложной фигуры геоида простыми двухосными эллипсоидами во избежание сложности схемы вычисления, может явиться причиной навигационной аварийности. Предполагается, что любое иллюзорное представление о концепции евклидового пространства для логистики водного транспорта формирует скрытую угрозу математически запрограммированной аварийной ситуации. Демонстрируется ракурсный скриншот синтезированной геоидной изоповерхности как фрагмента модели жидкого состояния планеты в рамках концепции навигационного континуума. Исследован вопрос точности аппроксимации в 3D формате при специально организованном оригинальном эксперименте. Предлагается оптимальным образом учитывать динамически изменяющуюся грушевидность Земли с эффектами гравитационных пульсирующих ундуляций на основе разработанного гибридного метода. При сплайновом подходе отсутствует необходимость изменения математического аппарата «функций-крыш» как такового при реальной алгоритмической возможности реконструкции уточненного гравитационного облика Земли. В современных условиях практикующий штурман поставлен перед необходимостью идентификации активированного в спутниковом оборудовании эллипсоида с датумом морской навигационной или векторной электронной карты. При определении места судна традиционными способами мореплаватель обязан вводить поправки в координаты с легенды бумажной карты при несовпадении геодезических систем. Отмечается, что решить проблему кардинальным образом становится возможным при переориентировании морской логистики на сплайновую геоидную модель с условием перепрофилирования картографии на новую математическую основу. При использовании сплайновой модели геоида появляется реальная возможность освободить вахтенного помощника от рутинных процедур трансформации координат для различных эллипсоидов, что автоматически повышает стандарты безопасности современного судовождения. Тривиальный пересчет координат на другую геодезическую основу создает вероятность прецедента навигационной ошибки. При ручной корректуре электронных карт по извещениям мореплавателям переход от эллипсоида бумажной карты к мировому эллипсоиду реализуется введением поправок с обратным знаком к географической широте и долготе, что может спровоцировать упущение судоводителя с возможными серьезными последствиями. При программной реализации в бортовом компьютере алгоритмов прогрессивной технологии теории приближения функций формируется парадигма абсолютной точности навигации при возможности абстрагирования от сомнительных математических стилизаций.

В соответствии с правилом 19 гл. V «Безопасность мореплавания» Международной конвенции СОЛАС-74 все морские суда валовой вместимостью более 300 должны быть оснащены судовой аппаратурой автоматической идентификационной системы, обеспечивающей взаимный обмен между судами навигационными сообщениями и сообщениями безопасности. Известно, что в навигационных сообщениях содержатся статические, динамические и рейсовые данные судна, в сообщениях безопасности передаются данные о навигационной и метеорологической обстановке. Взаимный обмен сообщениями возможен благодаря предложенным в автоматической идентификационной системе схемам многостанционного доступа и точной синхронизации собственных шкал времени судов по сигналам глобальной навигационнойспутниковой системы. Производительность многостанционного доступа оценивается числом судов с взаимным обменом. Однако любая схема имеет конечную производительность. В статье выполнен расчет производительности используемых схем в основном (автономном) режиме работы судовой аппаратуры автоматической идентификационной системы. Производительность схемы зависит от режима движения судов. Показано, что технические характеристики судовой аппаратуры автоматической идентификационной системы и алгоритмы многостанционного доступа позволяют производить обмен навигационными сообщениями до ста судов в районе действия системы управления движением судов. Ограничения определяют возможности использования АИС в различных морских районах. В открытом море, когда суда не осуществляют маневры при движении, производительность многостанционного доступа меньше и составляет пятьдесят судов. Технически существует возможность увеличить производительность схем доступа, используя не две, а три и более несущие частоты для передачи судовых данных.

В работе предложено исследование волн-убийц - одного из мало изученных и опасных явлений, с которым встречаются мореплаватели. Представлено аналитическое исследование зарождения и распространения таких волн на основе классических уравнений гидромеханики. В качестве исходных соотношений предлагаются 3D уравнения Навье - Стокса для неустановившегося движения вязкой несжимаемой жидкости при небольших по величине числах Рейнольдса. Основными неизвестными являются три компонента вектора скорости и давление. Предлагается рассмотрение движения в глубокой воде, когда влиянием свободной поверхности и граничных условий можно пренебречь. Для решения исходных уравнений используется предложенная автором методика решения уравнений Навье - Стокса, основанная на первом интеграле этих уравнений и построенном на его основе генераторе решений. Показано, что в рамках рассматриваемых предположений существуют точные решения уравнений Навье - Стокса, описывающие глубинные вихревые движения с неограниченно возрастающим во времени давлением и скоростями. Некоторые из таких движений теоретически могут порождать волны-убийцы. В этом случае необходимо решить три обыкновенных дифференциальных уравнения первого порядка и систему нелинейных алгебраических уравнений четвертого порядка. Рассмотрены два построенных таким образом решения, проанализированы их основные свойства и произведено сравнение гидромеханических характеристик. Показано, что при движениях такого типа при определенных начальных условиях наиболее вероятно возникновение волн-убийц. При этом отмечается, что определяющими являются свойства вязкости среды и трехмерный характер движения. Получены приближенные оценки для области выхода волны на поверхность и выражение для определения профиля волны.

Отмечается, что транзитные зоны занимают значительную площадь прибрежных морей Российской Федерации и имеют большой потенциал для добычи углеводородов. Для разведки их запасов в транзитных зонах необходимо применять специальное оборудование и методику работ. Известно, что в настоящее время сейсмическая разведка в транзитной зоне в основном производится импортным оборудованием. В статье выполнено исследование испытаний новой отечественной системы сейсмических донных станций «КРАБ». Задачей первого являлось проведение натурных испытаний 10 % случайно выбранных сейсмических донных станций из общего количества 400 шт. Методика испытаний состояла из следующих задач: проверки корректного расположения центра массы сейсмических донных станций для обеспечения правильной установки на дно, испытания спуско-подъемных устройств для установки сейсмических донных станций при соблюдении норм техники безопасности на судне, проведения экспериметов с сейсмическим источником для выявения работоспособности приемно-регистрирующего тракта сейсмических донных станций, испытания донных станций на идентичность сейсмических каналов, проверки программного обеспечения в полевых условиях. В статье дано техническое описание системы и приведены результаты первого этапа натурных испытаний, на основе которых можно сделать заключение, о том, что аппаратура в виде отдельных станций работает в пределах параметров технического задания и соответствует зарубежным аналогам, однако в целом комплекс не готов не только к промышленным, но и к натурным испытаниям и нуждается в существенной доработке, которая должна состоять в юстировке компаса и наклономеров, увеличении памяти для сбора не сейсмических данных, уменьшении излишней чувствительности гидрофонов, разработке навого комплекса спуско-подьемного устройства. Программное обеспечение нуждается в доработке для обслуживания всего комплекса, состоящего из 400 сейсмических донных станций. Проведенные испытания представляют первый этап тестирования системы «КРАБ». Аппаратура имеет целый ряд существенных недостатков, после устранения которых необходимо выполнить процедуру тестирования системы в полном объеме.

Статья посвящена разработке схемы выполнения съемки рельефа дна в акватории Северного морского пути, применение которой обеспечивает повышение ее эффективности. Сделан вывод о том, что характер и траектории движения судов в зимний период навигации в центральном и восточном секторах Арктики будет иметь похожие черты с характером и траекториями движения судов в Карском море. Приводятся основные навигационные особенности центральной и восточной части акватории Северного морского пути. Выделены основные факторы, определяющие навигационные условия в центральной и восточной части акватории Северного морского пути. Приводятся оценки площадей мелководных районов акватории центральной и восточной частей акватории Северного морского пути. Отмечается, что в пределах этих акваторий находятся значительные по площади районы, имеющие недостаточную гидрографическую изученность. Формулируются гидрографические условия безопасной навигации судов с заданнойосадкой. Оценивается время, необходимое для выполнения съемки рельефа дна акваторий Северного морского пути, которые на сегодняшний день имеют недостаточную гидрографическую изученность. Сделан вывод о необходимости разработки такой схемы выполнения съемки рельефа дна, которая бы позволила значительно повысить её производительность. Приведены основные принципы, на которых основана предлагаемая схема. Подчеркивается, что для обеспечения безопасной навигации судна с заданной осадкой модель рельефа дна должна обеспечивать заданный уровень неопределенности поверхности на заданной глубине, а не до дна. Предлагается выполнять съемку рельефа дна с применением многолучевых эхолотов по параллельным полосам, не имеющим пересечений. Приводится сравнение предлагаемой схемы с традиционными схемами съемки рельефа дна: однолучевым и многолучевым эхолотами с перекрытием смежных полос обследования. Сделан вывод о преимуществе предложенной схемы в части повышения производительности труда при выполнении съемки рельефа дна и повышения ее эффективности.

В статье приводятся методики расчета расстояний выпадения на дно взвешенных частиц при проведении дноуглубительных работ на водотоках (реках и каналах) Республики Беларусь, которые позволяют определять границы зон вредного воздействия работающих землесосных снарядов. Общеизвестно, что взвешенные частицы образуются как естественным путем - в весенний период и при дождевых паводках, так и при воздействии разнообразных антропогенных факторов - при строительстве мостов,прокладке нефте- и газопроводов, забивке свай, устройстве дамб, проведении дноуглубительных работ. Во всех случаях образуются зоны повышенной мутности как кратковременные, так и длиннопериодичные, иногда постоянные. При этом взвеси различаются по концентрации, структуре взвешенных частиц, длительности осаждения и степени негативного влияния на живые организмы, хотя общий характер их воздействий однотипен. При эксплуатации землесосных снарядов на больших и средних водотоках в Республике Беларусь происходит интенсивное взвешивание частиц грунта, слагающих русло водотока, которое оказывает вредное влияние на объекты животного мира и среду их обитания. За гибель ихтиофауны, снижение ее численности и продуктивности при утрате или нарушении среды обитания, вследствие проведения дноуглубительных работ на водных объектах, предусмотрены компенсационные выплаты в соответствии с «Положением о порядке определения размеров компенсационных выплат и их осуществлении». Предлагаемые в статье методики могут использоваться в инженерных расчетах размеров зон вредного воздействия, причём выбор той или иной методики зависит от вида водотока и его основных геометрических и гидродинамических параметров, наличия достоверных исходных данных, гранулометрического состава взвеси, климатических факторов и т. д. Очередность использования методик должна обязательно быть согласована с типом водотока, его основными геометрическими и гидродинамическими параметрами, с гранулометрическим составом взвеси и его гидравлической крупностью и климатическими факторами.

Представлены результаты экспериментов по определению коэффициента шероховатости металлических гофрированных труб, необходимого для выполнения гидравлических расчетов водопропускных сооружений. Трубы из гофрированных металлических конструктивных элементов имеют шероховатость, которая отличается от шероховатости технически гладких бетонных труб. Гидравлические условия работы гофрированных труб вследствие повышенной шероховатости стенок имеют свои особенности. В статье описаны экспериментальные работы по определению коэффициентов шероховатости внутренней поверхности металлических спиральновитых гофрированных труб с полимерным и цинковым покрытием. Рассмотрены два типоразмера гофрированных труб: диаметром 500 мм с гофром размерами гофра 68 × 13 мм; и диаметром 1 000 мм с гофром размерами 125 × 26 мм. Исследовался безнапорный режим течения потока в трубе с различными степенями наполнения: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 для нескольких уклонов расположения трубы: 0,03; 0,02 и 0,01. Экспериментальная установка находится в лотке шириной 2 000 мм и высотой 800 мм. При проведении экспериментов измерялся расход воды в трубе, определявший степень её наполнения, а также пьезометрами фиксировалось распределение глубин потока вдоль длины трубы и контролировалась равномерность потока. На основе измеренных величин выполнялись расчеты гидравлических характеристик потока: площади живого сечения, смоченного периметра и гидравлического радиуса, с использованием которых по формуле Шези рассчитывалось значение коэффициента шероховатости. Значения коэффициента шероховатости для труб диаметром 1000 мм при больших степенях наполнения получены с использованием теории подобия. Результаты исследований показали, что определяемые коэффициенты шероховатости для труб рассматриваемого диаметра зависят практически только от диаметра труб и размеров гофра и не зависят от уклона расположения трубы, степени наполнения и материала облицовки. На основе результатов выполненных работ рекомендованы количественные значения коэффициентов шероховатости для каждого диаметра труб.

Выполнено исследование основных задач динамики русловых потоков, от решения которых зависит качество гидравлических расчетов и надежность русловых прогнозов в реках с подвижными грунтами донных отложений, таких как оценка потерь энергии по длине и определение расхода русловых наносов в естественных руслах рек. В речных потоках эти вопросы взаимосвязаны между собой через механизм взаимодействия потока и деформируемого русла реки. К настоящему времени удалось получить большое количество расчетных рекомендаций в области моделирования транспорта наносов. Учитывая, что универсального решения в речной гидравлике до настоящего времени не установлено, данная проблема остается по-прежнему актуальной. Выполненная работа посвящена вопросам оценки гидравлического сопротивления русла и совершенствованию модели транспорта наносов в реках с использованием базы данных натурных измерений на реках. Полученные в ходе проведения исследований результаты позволили улучшить качество моделирования транспорта наносов. В результате проведенных исследований был сделан следующий вывод: в том случае, если целью гидравлических расчетов является вычисление отметок свободной поверхности по длине, то на участках рек, где преобладают крупные донные отложения и транспорт наносов ограничен, предпочтение следует отдать расчетным зависимостям, имеющим структуру формулы А. П. Зегжды. На реках с мелкозернистыми грунтами предлагается использовать в расчетах зависимости, построенные на основе установленной связи коэффициента Шези от скорости течения. Когда целью гидравлических расчетов является прогноз русловых переформирований на участке реки, для вычисления расхода русловых наносов рекомендуется использовать модифицированную формулу Л. ван Рейна. При этом оценку зернистой шероховатости дна в формуле расхода наносов рекомендуется выполнять с помощью формул Маннинга - Штриклера и А. П. Зегжды.

В данном исследовании определяется деформация прямоугольной консольной пластины в условиях сложного изгиба, когда на ее поверхности действует равномерная поперечная нагрузка, а на параллельных свободных краях приложена равномерная сжимающая нагрузка в плоскости пластины. Консольные пластины широко применяются в различных отраслях техники, в том числе в военном и гражданском судостроении. Отмечается, что чаще всего такие пластины нагружены поперечной нагрузкой (равномерной, сосредоточенной и т. д.), под воздействием которой они испытывают изгибные деформации. В консольных тонких наружных элементах глубоководных аппаратов (подводные лодки, глубоководные торпеды, батискафы) сжимающая нагрузка от давления воды в плоскости пластины, приложенная к ее свободным краям, может быть значительной и вызвать потерю устойчивости. Задача устойчивости описывается в работе системой дифференциальных уравнений четвертого порядка в частных производных относительно искомой функции прогибов. В качестве параметра основное уравнение изгиба содержит равномерно распределенное давление на боковые свободные края пластины. Функция прогибов получена в результате итерационного процесса суперпозиции двух основных исправляющих функций в виде гиперболо-тригонометрических рядов по двум координатам. Эти функции поочередно компенсируют невязки выполнения граничных условий от каждой из них. Критерием окончания итерационного процесса является стремление к нулю всех невязок. Поиск первой и последующих критических нагрузок осуществляется перебором величины нагрузки до появления новой устойчивой формы равновесия. Получен спектр нескольких первых критических нагрузок и представлены соответствующие им формы равновесия.

Высокие требования к безотказной работе судового пропульсивного комплекса диктуют необходимость оценки риска возникновения резонансных крутильных колебаний валопровода. Методика расчета резонансных крутильных колебаний судового валопровода рассмотрена на примере пассажирского теплохода проекта Р118. Приведены технические параметры теплохода и его энергетической установки. Представлена расчетная дискретная математическая модель валопровода и определены ее параметры, описаны основные этапы расчета крутильных колебаний и приведены результаты вычислений по каждому этапу. В результате компьютерного моделирования с использованием дискретной математической модели определена собственная частота крутильных колебаний валопровода и соответствующие ей потенциально опасные частоты вращения валопровода. Для работы двигателя на опасных частотах рассчитаны вынуждающие моменты от двигателя и определены амплитуды вынужденных колебаний. Приведены характеристики двигателя, необходимые для получения индикаторной диаграммы его рабочего цикла. Зависимость тангенциальной силы от угла поворота коленчатого вала получена в результате силового анализа механизма двигателя. Для гармонического анализа полученной зависимости использована специально написанная для этой цели программа. Выполнение указанных вычислений для всех эксплуатационных режимов работы двигателя позволило установить зависимость гармонических составляющих тангенциальной силы от частоты вращения коленчатого вала и построить соответствующие графики. На основе полученных зависимостей определены вынуждающие моменты от двигателя. При расчете вынуждающих моментов в работе использованы известные в инженерной практике эмпирические формулы. По результатам расчета вынужденных колебаний определен наиболее опасный участок валопровода. Анализ представленных результатов дает возможность сформулировать рекомендации как в части возможных конструктивных изменений (при проектировании или существенной модернизации судов), так и в части ограничений эксплуатационных режимов.

Отмечается, что задачи расчета динамических процессов получили широкое распространение для самых разнообразных и сложных судовых механизмов с упруго деформируемыми звеньями. Исследована динамика упругих судовых механизмов, представляющая собой сложный комплекс механических и физических явлений. При этом обращается внимание на то, что ни один вопрос не может быть рационально решен при проектировании судовых механизмов без учета требований прочности и жесткости отдельных звеньев и судовых механизмов в целом. Отмечается, что во время эксплуатации судовые механизмы испытывают действие различных сил статического и динамического характера. При этом для того, чтобы выдержать действие этих сил, судовые механизмы должны обладать достаточной прочностью в целом и отдельных своих частях. Одним из критериев прочности материала конструкции являются напряжения, а жесткости - перемещения. Установление того факта, что напряжения не превосходят допустимой величины, не всегда позволяет сделать заключение о том, что конструкция может безопасно существовать. Поэтому в расчетах на прочность и жесткость ключевыми являются понятия перемещений, деформаций и напряжений. Подчеркивается особенная важность этого при проектировании судовых механизмов, состоящих из множества стержневых элементов. Поскольку в стержневых элементах широко представлены упругие инерционные элементы, расчет динамики имеет для них существенное значение. В настоящее время проблемы нелинейной динамики тонкостенных структур при воздействии комплекса нагрузок стали необходимым компонентом инженерного анализа. Обращается внимание на то, что расчет динамики пространственных судовых механизмов с нелинейно-упругими звеньями является наиболее перспективным численным методом, поскольку он позволяет точно описать как геометрию, так и характер приложенных к ней нагрузок и упругие свойства материала судовых механизмов и выполнить анализ их напряженно-деформируемого состояния, а также получить достоверные данные о несущей способности анизотропных стержневых звеньев. Данный расчет дает возможность принимать рациональные конструктивные решения при проектировании конкретных судовых механизмов.

Приведена разработанная на основании выполненных исследований схема судовой комбинированной энергетической установки параллельного типа с буферным источником энергии, которая в общем случае включает в себя аккумуляторную батарею, дизельный двигатель, валомашину синхронного типа и движители в виде гребного винта регулируемого шага. Предложен запатентованный способ управления разработанной комбинированной установкой, основанный на регулировании угла поворота лопастей винта регулируемого шага в функции мощности на гребном валу и степени разрядки аккумуляторной батареи, при котором коэффициент загрузки дизельного двигателя остается практически неизменным и равным номинальному при любой скорости движения судна и любом статическом моменте сопротивления на гребном валу. Использование этого способа позволяет существенно сократить расход топлива дизельными двигателями на судах, эксплуатация которых характеризуется частыми маневренными и долевыми режимами, увеличить эксплуатационный ресурс дизельных двигателей, а также уменьшить вредные выбросы в атмосферу. Даны рекомендации по выбору соотношений мощностей и параметров используемых источников электроэнергии. Показано, что в общем случае эти соотношения мощностей источников целесообразно выбирать таким образом, чтобы зарядная мощность аккумуляторной батареи соответствовала, за вычетом потерь в промежуточных преобразователях, номинальной мощности дизельного двигателя. Графически показано, что при любом: линейном или ступенчатом изменении мощности на гребном винте, ввиду того, что механическая постоянная времени более чем на порядок превышает электромагнитную, коэффициент загрузки дизельного двигателя остается неизменным и он работает с неизменной частотой вращения и практически неизменным моментом на валу. Техническая реализация результатов выполненных исследований представляется целесообразной в первую очередь для судов прибрежного плавания.

Рассмотрено решение важной научно-технической проблемы - разработки методов и средств, используемых для предупредительного управления электротехнической системой. При этом предупредительное управление рассматривается как один из возможных вариантов эксплуатации объекта, осуществляемых исходя из его технического состояния. Предлагаемый подход предполагает использование параметрической или структурной адаптации электротехнической системы к возникающим отказам, осуществляемой на основании результатов технического диагностирования. Обосновано описание технического состояния системы посредством математической модели, заданной в виде области работоспособности, построенной в пространстве параметров ее функциональных блоков. Дано определение омонимичных областей правильного функционирования, характеризуемых конкретным диагностическим параметром. Показано, что, если техническое состояние системы принадлежит этой области, то в данном режиме она работоспособна, а средства диагностирования будут идентифицировать ее отказ. Обоснована формальная возможность выделения этих областей из области работоспособности и представлена методика их выделения. Предложен метод исключения омонимичных областей, разработанный автором в целях предупредительного управления. Данный подход обеспечивает уменьшение ошибки первого рода, возникающей при определении технического состояния электротехнической системы. Согласно описанному в статье методу, из процесса диагностирования исключают режимы, в которых состояние электротехнической системы принадлежит омонимичным областям. В качестве примера практической реализации предложенного метода рассмотрено его применение в случае перехода одного из генераторных агрегатов электроэнергетической системы плавкрана в двигательный режим работы. Рассмотренный пример предупредительного управления представляет собой самостоятельную научно-техническую задачу. В статье представлен оригинальный алгоритм решения данной задачи на основе метода исключения омонимичных областей.

Отмечается, что сфера применения судового электропривода расширяется, поэтому средства водного транспорта по своим важнейшим технико-экономическим и эксплуатационным характеристикам должны обеспечивать ритмичное выполнение плана грузовых и пассажирских перевозок. Подчеркивается, что двигатели катеров и яхт, барж и теплоходов, крупных и небольших речных и морских судов нуждаются в надежном, своевременном и доступном обеспечении мощностью. Рассматриваются накопители энергии, используемые в системах судов большой мощности как гражданского, так и военно-морского флота, содержащие гребные двигатели с гребными винтами. Для таких систем необходимо обеспечить электродвижение с высоким показателем энергетической эффективности без использования блоков гашенияэнергии торможения гребных двигателей (блоков тормозных резисторов). Для обеспечения судоходства в холодных водах Арктики используются ледоколы, которые имеют электрическую передачу на винты. В статье рассмотрен случай использования сверхпроводящего индуктивного накопителя (СПИН) при обеспечении установки быстродействием в момент форсирования скорости ледокола. Предлагается способ устранения кратковременных перебоев в электроснабжении приводов судов, обеспечения торможения и реверса гребного привода с винтами при запасе энергии торможения на накопителе энергии. На основе анализа накопителей различного типа рассмотрена конструкция накопителя и его устройство связи с электрической сетью. В данном исследовании тестируется система сверхпроводящей катушки в программной среде MATLAB / Simulink, представленная в виде источника постоянного тока, установлена работоспособность данной системы при падении напряжения в энергосети. Предложена модель силовой части сетевого преобразователя и векторной системы управления. Результатами работы служат графики компьютерного моделирования процессов в сети и преобразователе, демонстрирующие реакцию катушки на исчезновение напряжения. Источник энергии такого типа целесообразен в системах, где присутствует перераспределение энергии и обмен электромагнитной энергией между узлами в сети.