Каталог

Динамика судовых спускоподъемных операций

Артикул: 00200543
в желания В наличии
Автор: Бугаенко Б.А.
Издательство: Наукова Думка (все книги издательства)
Место издания: Киев
ISBN: 966-00-0235-1
Год: 2004
Переплет: Твердый переплет
Страниц: 320
Вес: 670 г
420 v
-
+
С этим товаром покупают
Скачать/полистать/читать on-line

В книге изложены основы динамических процессов при спуске и подъеме объектов океанотехники (автономных и неавтономных подводных аппаратов различного назначения, водолазных колоколов, шлюпок, рабочих катеров и др.), базирующихся на крупных судах-носителях и морских сооружениях. С единых позиций исследованы основные динамические проблемы спускоподъемных операций: контакт грузозахватных органов спускоподъемных устройств с объектами, динамические нагрузки в канатах, раскачивание в процессе спуска-подъема и слежение за перемещениями объектов на волнении при качке судна-носителя. Рассмотрены вопросы приложения теории вероятностей, качки судна и гидромеханики для учета особенностей проведения спускоподъемных операций в условиях открытого моря.
Разработаны подробные методики и приведены формулы для определения расчетных параметров, необходимых при проектировании спускоподъемных устройств различных типов. Большинство рассмотренных задач иллюстрируются многочисленными примерами числовых расчетов, в том числе и методами моделирования на ЭВМ.
Книга предназначена для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов, которые проектируют, эксплуатируют, изучают океанотехнику и специальные судовые устройства

Введение
Предлагаемая вниманию читателей монография по динамике судовых спускоподъемных операций представляет собой результат многолетней проектно-конструкторской и научной деятельности автора в судостроительной промышленности и Николаевском кораблестроительном институте (Национальном университете кораблестроения им. адмирала Макарова - НУК).
Период 60-80-х годов прошлого столетия в отечественном судостроении - время интенсивного строительства промысловых, научно-исследовательских, транспортных судов, кораблей Военно-Морского флота различного назначения, на которых устанавливались автономные и неавтономные объекты исследования Мирового океана, буксируемые гидроакустические комплексы, спасательные глубоководные аппараты, водолазные колокола и т.п.
Николаевское проектно-конструкторское бюро "Прогресс", где в то время автор работал сначала конструктором, затем начальником конструкторского отдела и главным конструктором, стало специализированным проектировщиком спускоподъемных устройств практически для всех проектных бюро - создателей кораблей и судов судостроительной промышленности бывшего СССР.
Назовем только некоторые из этих судов и кораблей, на которых были установлены разработанные ПКБ "Прогресс" СПУ: научно-исследовательские "Одиссеи", "Ихтиандр", "Гидронавт", "Гидробиолог", "Рифт", "Академик Алексей Крылов", "Академик Николай Андреев", "Академик Борис Константинов", спасательные "Эльбрус", "Алагез", поисковые "Георгий Титов", "Саяны", "Зодиак", промысловые базы "Восток", "Пятидесятилетие СССР", корабли ВМФ - тяжелые атомные крейсера "Киров", "Фрунзе", авианесущие крейсера "Минск", "Новороссийск", "Баку", "Адмирал флота Советского Союза Кузнецов", ракетоносцы и большие противолодочные корабли "Маршал Василевский", "Маршал Неделин", "Удалой", "Жаркий" и многие др.
Широкое и тесное сотрудничество с такими ведущими проектировщиками, как ленинградские Северное ПКБ, Западное ПКБ, ЦКБ "Восток", ЦКБ "Балт-судопроект", ЦКБ "Редан", горьковское ЦКБ "Вымпел", николаевское ЦКБ "Черноморсудопроект", херсонское ЦКБ "Изумруд", киевское ЦКБ "Ленинская кузница", севастопольское ЦКБ "Коралл", ЦНИИ им. ак. А.Н.Крылова, ЦНИИ "Гипрорыбфлот", институтами ВМФ, с судостроительными заводами Адмиралтейским, Балтийским, им. Жданова, Пролетарским, Черноморским, заводом им. 61 Коммунара, "Океан", Херсонским и Волгоградским и др., определило круг вопросов по операциям подъема-спуска в открытом море, актуальных при создании разнообразных спускоподъемных устройств и связанных с ними специальных объектов океанотехники. Настоящая книга - в известной степени обобщение опыта отечественного судостроения, ПКБ "Прогресс", Национального университета кораблестроения им. адмирала Макарова.
В связи с этим нельзя не отметить доброжелательного отношения к этой работе руководства НУК, кафедры морских технологий университета и многих ведущих ученых университета, особенно докторов технических наук профессоров Л.М.Дыхту и В.С.Блинцова, взявших на себя нелегкий труд внимательного прочтения рукописи и сделавших ценные замечания, существенно улучшивших содержание монографии.
Однако эта книга никогда, вероятно, не была бы написана без многолетней моральной поддержки и, конечно, не была бы издана без материальной помощи доктора экономических наук профессора Владимира Михайловича Бограда. Его постоянное и заинтересованное внимание к этой работе, четкие полезные замечания по тексту, вера в востребованность ее при последующем неизбежном возрождении отечественного судостроения сыграли исключительно положительную роль в период написания рукописи, а это заняло несколько лет напряженной работы.
Среди тех, кто активно поддерживал нашу работу, известный специалист в области проектирования судов, один из ведущих создателей ряда современных кораблей и судов, кандидат технических наук Ю. Т. Каменецкий, которому автор приносит свою искреннюю благодарность.
Автор выражает свою признательность доценту, кандидату технических наук А.Ф. Галю, принявшему деятельное участие в практической реализации издания книги, а также А.Е.Таборискому за помощь в решении ряда задач с использованием ПЭВМ. Автор благодарит всех, кто помогал ему в этой работе.
Под судовыми спускоподъемными операциями понимаются грузовые операции по спуску за борт и подъему на борт различного рода объектов "в морских условиях на судах и морских сооружениях. Такими объектами являются специальные технические средства океанотехники, получившие интенсивное развитие в связи с активизацией деятельности человека в открытом море и океане во второй половине XX столетия (автономные и неавтономные подводные аппараты различного назначения, водолазные колокола, батипосты, контейнеры с научной аппаратурой, агрегаты для подводных работ, опускаемые под воду), рабочие катера и малые суда, базирующиеся на крупных судах, лихтеры и т.п. Характерная особенность таких объектов - выполнение их основных функций в условиях открытого моря при базировании на судах-носителях. Именно это и явилось причиной появления новых специализированных судовых грузовых устройств, получивших название спускоподъемных (СПУ).
Хотя грузовое устройство относится к одному из старейших, к настоящему времени имеющему значительную историю развития, в своих традиционных формах (судовые стрелы, краны) оно далеко не в полной мере может обеспечить эффективное использование указанных объектов - новых технических средств. Главная причина состоит том, что традиционные грузовые устройства в основном ориентированы на работу в порту у пирса. Применение же их в открытом море сталкивается со значительными сложностями: рывками в канатных проводках, раскачиванием объектов в процессе подъема-спуска, трудностями соединения грузозахватных органов устройства с объектом. Источником этих динамичных режимов работы устройств являются волнение моря и качка судов-носителей объектов.
Большое разнообразие объектов океанотехники как по форме, так по массам и габаритам, различие в размерах, конструкции и назначении судов-носителей, требования к погодным условиям функционирования объектов оказывают существенное влияние на конструктивный облик спускоподъемных устройств. Так, находят применение устройства в виде специальных кранов, платформ, шарнирных конструкций и т.п., которые могут располагаться на судне по борту, в корме, в шахте, между корпусами катамарана, для спуска подводных аппаратов могут использоваться транспортировочные погружные понтоны, док-камеры судов-носителей. Эти и другие особенности привели к тому, что в настоящее время существует значительное разнообразие конструкций судовых спускоподъемных устройств, работающих в разных условиях взаимодействия с водой, корпусными конструкциями и т.п. На рис.0.1 представлена классификация СПУ (более подробное описание конструктивных типов устройств). Общее современное состояние мирового опыта постройки судов со специальными судовыми СПХ которое можно оценить по английскому справочному изданию Джейнс, характеризуется как достаточно интенсивно развивающееся техническое направление, имеющее большие перспективы дальнейшего совершенствования. Только на отечественных судостроительных заводах за последние десятилетия существования СССР были построены десятки судов-носителей подводных аппаратов различного назначения, кораблей с гидроакустическими системами, оборудованных специальными судовыми спускоподъемными устройствами и т.п.
При проектировании спускоподъемных устройств вопросы выбора их основных параметров и оценки соответствия функциональных свойств эксплуатационным требованиям, да и обоснование самих этих требований непосредственно связаны с решением разнообразных динамических задач спускоподъемных операций. Это объясняется тем, что конструкция устройства во многом зависит от заданных внешних условий функционирования объектов океанотехники.
Обычно внешние условия определяются степенью волнения, при котором должны работать эти объекты, соответственно с этим проводиться спускоподъемные операции. Очевидно, устройство, рассчитанное на работу в условиях волнения, например, 4-5 баллов в общем случае будет намного сложнее, чем устройство, предназначенное для работы в условиях 1-2 балла, а значит и дороже. Эти соображения определяют актуальность исследования динамики судовых спускоподъемных операций.
Рассматривая всю совокупность режимов спускоподъемных операций, можно выделить четыре основные динамические проблемы.
Первая - это проблема максимальных динамических нагрузок на спускоподъемное устройство и обслуживаемый им объект, связана с необходимостью обеспечения прочности конструкции СПУ механических приводов различных систем, устройств снижения этих нагрузок на объекты и т.п.
Вторая - проблема первоначального контакта захватных органов СПУ с обслуживаемыми объектами, вызвана особой сложностью соединения СПУ с объектом в условиях колебаний судна и объекта на волнении.
Третья - проблема раскачивания объектов при проведении спускоподъемных операций, является актуальной из-за качки судов-носителей СПУ в морских условиях, и раскачивание тем интенсивнее, чем жестче требования по погодным условиям предъявляются к проведению спускоподъемных операции и чем меньше размеры судна-носителя.
Четвертая - проблема слежения за относительными колебаниями судна и объекта при проведении спускоподъемных операций, связана с тем, что многие конструктивные решения, направленные на снижение или устранение отрицательного воздействия на объекты и устройство внешних условий, возможны лишь при обеспечении следящих режимов работы механизмов, входящих в состав устройств.
Несмотря на уже накопленный опыт создания судовых СПУ и признание важности спускоподъемных операций в комплексе мероприятий по эффективному использованию технических средств освоения океана, как в отечественной, так и зарубежной практике отмечается отставание спускоподъемной техники, в частности, для подводных аппаратов (недостаточное совершенствование компенсаторов колебаний судна при качке, конструкций механизмов), опасность повреждения подводных аппаратов при переходе из воздуха в водную среду и обратно при качке судна. Совершенствование спускоподъемных устройств непосредственно связано с конструктивным решением сформулированных выше динамических проблем.
Характеризуя внешние воздействия на объекты и СПУ в судовых спускоподъемных операциях, источником которых в основном служит ветер и вызванное им волнение, следует указать на их явно выраженный случайный характер, что требует вероятностного подхода к решению указанных динамических проблем как более адекватно отражающего реальные условия эксплуатации. Поэтому конкретные расчетные задачи спускоподъемных операций должны рассматриваться с учетом этого как задачи стохастической динамики. Здесь необходимо выделить представление искомых расчетных величин в виде вероятностных распределений, с одной стороны, и особенности нормирования этих величин, исходя из оценки количества случаев проведения операций в конкретных погодных условиях, с другой.
Вероятностные методы в последние десятилетия получили широкое распространение в теории колебаний, см., например, качке судов. Расширяется их применение в инженерных расчетах в различных областях техники, в том числе и морских судов и сооружений, судовых устройствах. Настоящая книга представляет собой дальнейшее последовательное развитие этого направления применительно к судовым спускоподъемным операциям.
Предметом настоящей работы является изучение поведения механических систем, к которым сводятся отдельные составные части судовых спускоподъемных устройств при случайных внешних воздействиях как силовой, так и кинематической природы (последнее от качки судна и обслуживаемого устройством объекта). Как известно, такие задачи относятся к статистической динамике. Следуя В.В.Болотину и выделяя такие типы задач статистической динамики: 1) нахождение характеристик выходных параметров при известных характеристиках входных параметров и параметров системы; 2) задача, обратная по отношению к первой; 3) определение свойств стохастической системы по известным характеристикам на ее входе и выходе; 4) отыскание системы, которая при заданных внешних воздействиях обладает заданными свойствам, отмечаем, что основное содержание работы относится к первому и частично ко второму типам задач.
Книга имеет четыре раздела с учетом специфики судовых спускоподъемных операций (максимальных динамических нагрузок, контакта грузозахватных органов СПУ и объектов, раскачивания объектов и слежения за колебаниями объектов) для различного рода объектов океанотехники (автономных и неавтономных) и различных конструкций СПУ Этим разделам предпослан раздел, содержащий общие сведения о внешних воздействиях в спускоподъемных операциях, целью которого является обобщение имеющейся информации в области гидромеханики, теории корабля, механического привода, необходимой при решении проектных задач конструирования судовых СПУ
При имеющемся обширном библиографическом материале, посвященном внешним воздействиям, автор в основном опирался на справочники, обобщающие монографии и другую специальную литературу. Конечно это не исключает необходимость углубленного изучения оригинальной литературы, но позволяет акцентировать внимание разработчика СПУ на основных специфических особенностях с точки зрения спускоподъемных операций, а проектировщику и студенту иметь необходимые справочные данные при выполнении проектных разработок.
При рассмотрении конкретных динамических задач отдавалось предпочтение реально возникающим при проектировании специальных судовых СПУ.
Одним из главных принципов, которого придерживался автор, является возможность доведения решений до конечной формы, допускающей практическое использование. Этому, по мнению автора, должно способствовать рассмотрение большого количества конкретных численных примеров и последовательность изложения.
Книга предназначена для разработчиков новых судовых спускоподъемных устройств, научных работников и студентов, специализирующихся в области специальных судовых устройств и океанотехники

Здесь Вы можете оставить свой отзыв

Чтобы оставить отзыв на товар Вам необходимо войти или зарегистрироваться