Концептуальне проектування балкера вантажопідйомністю 13 900 тонн та дослідження його ефективності та надійності

Abstract

Відповідно до завдання кафедри теорії та проектування суден в дипломній роботі реалізовано дослідження двох етапів процесу проектування судна – концептуального (дослідного, оптімізаційного) і технічного проектування балкера для експлуатації на лінії порт Південний–порт Варна (Чорне море). При розробці концептуального проекту було реалізовано: формування моделей експлуатації балкера і його інженерно-навігаційних якостей, необхідних для аналізу всього комплексу функціональних операцій цього судна в умовах його експлуатації в Чорному морі; моделювання процесів експлуатації балкера в цих умовах і постановка задач їх функціонування; визначення показників ефективності та надійності функціональних операцій балкера на основі використання сучасних методів їх дослідження та відповідних методів вирішення проблем функціонування судна; постановку і рішення задачі оптимізаційного вибору основних розмірів балкера на основі його поступового «занурення» в робоче середовище з наступною зупинкою процесу оптимізації при досягненні показників ефективності та надійності максимально можливих значень показників ефективності і надійності. Виходячи з цього, основні розміри балкера були визначені за допомогою відкоригованої програми оптимізації кафедри теорії та проектування суден, в якій в якості критерію оптимізації бул обраний максимальний прибуток, і таким чином визначено ефективність транспортних операцій на заданої лінії експлуатації. Результатом концептуального проекту став балкер вантажопідйомністю 13900 т, архітектурно-конструктивний тип якого наступний: судно однопалубне з чотирма трюмами, бульбовим носом, транцевой кормою і надбудовами, а також машинним відділенням, розташованими в кормі. На етапі технічного проектування балкера було розроблено частину так званого клас-проекту, тобто проекту, який задовольняє основним вимогам класифікаційного товариства, та з його допомогою встановлено, що отримане концептуальне рішення задоволенням вимогам до експлуатаційної надійності судна. Для цього за результатами концептуального проектування була побудована 3D-модель балкера і за допомогою рекомендованого класифікаційним товариством програмного продукту Maxsurf були виконані розрахунки плавучості, остійності, непотоплюваності і ходкости судна. Характеристики ходовості судна були також покращені за допомогою програмного комплексу HydroComp NavCad, PropExpert і PropCad, спроектовано гребний гвинт балкера та реалізовно вибір нового більш економічного та екологічного двигуна. Таким чином, розробка концептуального і технічного проекту балкера, призначеного для експлуатації на лінії порт Південний–порт Варна, відповідає завданню на проектування кафедри ТПС по забезпеченню економічної ефективності проектного рішення та вимогам Міжнародної морської організації (IMO) до основних морехідних якостей судна – плавучість, остійність, непотоплюваність і ходовість, що забезпечують його єксплуатаційну надійність.