Постоянным читателям нашего сайта имя Михаила Эрнстовича Францева хорошо знакомо. Он охотно высказывается на просторах "Корабел.ру" по тематике речного флота, выступает в качестве эксперта, не скупится на обстоятельные, глубокие, аналитические комментарии под нашими статьями, а периодически и сам берется за перо.
Думаем, пришло время предоставить нашему коллеге и товарищу свой собственный раздел на сайте – личный блог, где он будет высказываться по волнующим его вопросам. А мы и вы с интересом будем ждать его новых публикаций. А начнет вести этот блог Михаил Эрнстович со вступительной статьи, предваряющей целый цикл заметок о судах из композитных материалов.
В условиях рыночной экономики одной из главных задач в проектировании судов становится повышение конкурентоспособности проекта судна. Это требование может быть реализовано за счет следующих мероприятий:
В области транспорта современные экономические условия предъявляют требование обеспечения эффективности перевозок в сочетании с обеспечением экономически обоснованного жизненного цикла транспортного средства.
Современный этап развития судостроения характеризуется все более широким применением композитов для корпусов судов различного назначения. Это позволяет значительно сократить сроки строительства по сравнению с традиционными материалами. При этом можно использовать существенно менее квалифицированную и более дешевую рабочую силу, чем для постройки судов из традиционных материалов. Все это обусловливает серьезную экономическую мотивацию массовой постройки судов из композитов. Поэтому сегодня большую часть мирового малотоннажного флота составляют суда, имеющие корпуса из неметаллических композитов.
Необходимо отметить, что в данной области Российская Федерация обладает достаточно обширным набором компетенций, частично унаследованных ею со времен Советского Союза. Но до настоящего времени не существует детально разработанной теории проектирования судов из композитов различных типов. Отсутствие такой теории в ряде случаев приводит к избыточному весу создаваемых судовых корпусных конструкций из композитов, что ведет к снижению полезной нагрузки судна и других его эксплуатационных качеств. Неправильные технологические решения при проектировании в свою очередь влекут за собой преждевременное разрушение судовых композитных корпусных конструкций и другие проблемы, в частности, снижение сроков жизненного цикла судна. Поэтому крайне важна разработка способа проектирования судов из композитов по критерию экономической эффективности.
Одно из перспективных направлений развития морской техники — создание судовых конструкций из композиционных материалов для скоростных судов, созданных только на основе учета действующих на них эксплуатационных нагрузок. Применительно к конструкциям из композитов этот критерий трансформируется в требования обеспечения их весовой эффективности и совершенства форм.
Корпусная конструкция из композитов современного скоростного судна представляет собой многослойную оболочку. Композитные оболочковые конструкции перспективны для мирового малотоннажного судостроения, поскольку наилучшим образом используют некоторые положительные качества этого типа материалов. Эти конструкции позволяют добиваться высокой весовой эффективности в сочетании с необходимыми механическими характеристиками. Одним из центральных вопросов проектирования судовых корпусных конструкций из композитов в виде многослойных оболочек является обеспечение их прочности и долговечности в заданных условиях эксплуатации.
Проектирование крупного элемента судовой корпусной конструкции в виде многослойной оболочки из композитов по критерию весовой эффективности только на основе учета действующих на него эксплуатационных нагрузок позволяет существенно снизить его массу. При этом образовавшаяся экономия массы частично может быть направлена на повышение полезной нагрузки судна и улучшение других его эксплуатационных характеристик.
Проектирование крупной судовой корпусной конструкции из композитов представляет собой триединую задачу, включающую проектирование собственно конструкции, проектирование технологии ее изготовления, а также проектирование композиционного материала для конструкции на базе определенных исходных материалов, выбор которых определяется экономической целесообразностью.
Как было сказано выше, сегодня большую часть мирового малотоннажного скоростного флота, включая промысловые суда, составляют суда, имеющие корпуса из неметаллических композитов. Однако в современной России они проектируются и строятся в весьма ограниченных количествах. Это приводит к переориентации ряда отечественных судовладельцев на продукцию зарубежного судостроения. Несмотря на это, отечественное судостроение, по-прежнему, располагает огромным потенциалом в области науки и технологий.
Опыт эксплуатации скоростных судов из композитов зарубежной постройки в российских условиях выявил ряд их специфических недостатков. Поэтому на скоростные суда из композитов отечественной постройки различного типа и назначения, созданные непосредственно для российских условий эксплуатации существует большой внутренний спрос. При условии конкурентоспособности технических и экономических решений у судов из композитов отечественной постройки существует значительный экспортный потенциал.
Для расширения возможностей создания отечественных судов из композитов в настоящее время необходимо решить ряд проблем, как в области совершенствования проектных характеристик судов и их оптимизации, так и в области улучшения структуры всего процесса проектирования. Необходима разработка способов проектирования таких судов, учитывающая различные аспекты их последующей эксплуатации и обеспечивающая их конкурентоспособность.
В этом блоге будет рассмотрен способ проектирования судов из композитов по критерию весовой эффективности. Он предназначен для проектирования скоростных судов из композитов длиной до 20 м различного назначения и увязан с общей схемой оптимизации проектных характеристик судна. Способ позволяет разрабатывать судовые корпусные конструкции в виде многослойной оболочки из композитов.
Создание корпуса из композитов по критерию весовой эффективности обусловливает ограничение толщины его элементов в виде многослойных оболочек и связанные с этим повышенные требования к их прочности и устойчивости. Известно, что возникающие при создании и в процессе эксплуатации в конструкциях из композитов внутренние дефекты являются важным фактором, ухудшающим эксплуатационные качества конструкций и снижающие характеристики их долговечности. Возникновение и развитие таких дефектов в судовых корпусных конструкциях из композита ведет к снижению их прочностных качеств и способности противостоять неблагоприятным эксплуатационным воздействиям. Все это сокращает срок жизненного цикла корпуса судна из композитов.
Поэтому важной задачей в области создания судовых конструкций из композитов является учет при проектировании их эксплуатационного поведения, обусловленного доминирующими факторами эксплуатации, определение изменения характеристик прочности и долговечности конструкций в процессе их эксплуатации и, в конечном итоге, обеспечение экономически обоснованного жизненного цикла.
Одним из важных направлений способа проектирования судов из композитов по критерию весовой эффективности являются методы верификации проектных решений. Наиболее достоверный метод – различного рода исследования судовых корпусных конструкций из композитов после их изготовления, а также в процессе эксплуатации на их жизненном цикле, в том числе исследования методами неразрушающего контроля с одновременной аналитической обработкой полученных результатов и формированием обратных связей с процессами проектирования и изготовления конструкций.
В качестве иллюстрации выше сказанному можно привести цитату из лекции И.Г. Бубнова: "…Метод изучения проектирования судов… состоит в том, что после исследования и оценки условий, предъявляемых как ко всему судну, так и к каждой отдельной части его, путем математического анализа находят размеры судового корпуса и всех частей его, опираясь лишь на точные законы физики и механики, а также на результаты и указания опыта…
Введя критику, анализ и опыт взамен мертвой формулы, метод этот двигает и совершенствует технику, не позволяя ей застыть в определенных формах. Кроме того, метод этот универсален и каждый вывод его может быть применен… с одинаковой степенью точности".
Продолжение следует
Думаем, пришло время предоставить нашему коллеге и товарищу свой собственный раздел на сайте – личный блог, где он будет высказываться по волнующим его вопросам. А мы и вы с интересом будем ждать его новых публикаций. А начнет вести этот блог Михаил Эрнстович со вступительной статьи, предваряющей целый цикл заметок о судах из композитных материалов.
От редакции
 |
| Михаил Францев / Корабел.ру |
В условиях рыночной экономики одной из главных задач в проектировании судов становится повышение конкурентоспособности проекта судна. Это требование может быть реализовано за счет следующих мероприятий:
- обеспечение судну при проектировании повышенных, по сравнению с судами-претендентами, потребительских качеств без пропорционального повышения строительной стоимости судна и стоимости его эксплуатации;
- повышение качества проектных работ, особенно на ранних стадиях проектирования;
- уменьшение издержек на многовариантные проработки и сокращения общих сроков выработки проекта.
В области транспорта современные экономические условия предъявляют требование обеспечения эффективности перевозок в сочетании с обеспечением экономически обоснованного жизненного цикла транспортного средства.
Современный этап развития судостроения характеризуется все более широким применением композитов для корпусов судов различного назначения. Это позволяет значительно сократить сроки строительства по сравнению с традиционными материалами. При этом можно использовать существенно менее квалифицированную и более дешевую рабочую силу, чем для постройки судов из традиционных материалов. Все это обусловливает серьезную экономическую мотивацию массовой постройки судов из композитов. Поэтому сегодня большую часть мирового малотоннажного флота составляют суда, имеющие корпуса из неметаллических композитов.
Необходимо отметить, что в данной области Российская Федерация обладает достаточно обширным набором компетенций, частично унаследованных ею со времен Советского Союза. Но до настоящего времени не существует детально разработанной теории проектирования судов из композитов различных типов. Отсутствие такой теории в ряде случаев приводит к избыточному весу создаваемых судовых корпусных конструкций из композитов, что ведет к снижению полезной нагрузки судна и других его эксплуатационных качеств. Неправильные технологические решения при проектировании в свою очередь влекут за собой преждевременное разрушение судовых композитных корпусных конструкций и другие проблемы, в частности, снижение сроков жизненного цикла судна. Поэтому крайне важна разработка способа проектирования судов из композитов по критерию экономической эффективности.
 |
| Катер РР 167 / "Композитное Кораблестроение", ООО |
Одно из перспективных направлений развития морской техники — создание судовых конструкций из композиционных материалов для скоростных судов, созданных только на основе учета действующих на них эксплуатационных нагрузок. Применительно к конструкциям из композитов этот критерий трансформируется в требования обеспечения их весовой эффективности и совершенства форм.
Корпусная конструкция из композитов современного скоростного судна представляет собой многослойную оболочку. Композитные оболочковые конструкции перспективны для мирового малотоннажного судостроения, поскольку наилучшим образом используют некоторые положительные качества этого типа материалов. Эти конструкции позволяют добиваться высокой весовой эффективности в сочетании с необходимыми механическими характеристиками. Одним из центральных вопросов проектирования судовых корпусных конструкций из композитов в виде многослойных оболочек является обеспечение их прочности и долговечности в заданных условиях эксплуатации.
Проектирование крупного элемента судовой корпусной конструкции в виде многослойной оболочки из композитов по критерию весовой эффективности только на основе учета действующих на него эксплуатационных нагрузок позволяет существенно снизить его массу. При этом образовавшаяся экономия массы частично может быть направлена на повышение полезной нагрузки судна и улучшение других его эксплуатационных характеристик.
Проектирование крупной судовой корпусной конструкции из композитов представляет собой триединую задачу, включающую проектирование собственно конструкции, проектирование технологии ее изготовления, а также проектирование композиционного материала для конструкции на базе определенных исходных материалов, выбор которых определяется экономической целесообразностью.
Как было сказано выше, сегодня большую часть мирового малотоннажного скоростного флота, включая промысловые суда, составляют суда, имеющие корпуса из неметаллических композитов. Однако в современной России они проектируются и строятся в весьма ограниченных количествах. Это приводит к переориентации ряда отечественных судовладельцев на продукцию зарубежного судостроения. Несмотря на это, отечественное судостроение, по-прежнему, располагает огромным потенциалом в области науки и технологий.
 |
| "ОНПП "Технология", ОАО |
Опыт эксплуатации скоростных судов из композитов зарубежной постройки в российских условиях выявил ряд их специфических недостатков. Поэтому на скоростные суда из композитов отечественной постройки различного типа и назначения, созданные непосредственно для российских условий эксплуатации существует большой внутренний спрос. При условии конкурентоспособности технических и экономических решений у судов из композитов отечественной постройки существует значительный экспортный потенциал.
Для расширения возможностей создания отечественных судов из композитов в настоящее время необходимо решить ряд проблем, как в области совершенствования проектных характеристик судов и их оптимизации, так и в области улучшения структуры всего процесса проектирования. Необходима разработка способов проектирования таких судов, учитывающая различные аспекты их последующей эксплуатации и обеспечивающая их конкурентоспособность.
В этом блоге будет рассмотрен способ проектирования судов из композитов по критерию весовой эффективности. Он предназначен для проектирования скоростных судов из композитов длиной до 20 м различного назначения и увязан с общей схемой оптимизации проектных характеристик судна. Способ позволяет разрабатывать судовые корпусные конструкции в виде многослойной оболочки из композитов.
Создание корпуса из композитов по критерию весовой эффективности обусловливает ограничение толщины его элементов в виде многослойных оболочек и связанные с этим повышенные требования к их прочности и устойчивости. Известно, что возникающие при создании и в процессе эксплуатации в конструкциях из композитов внутренние дефекты являются важным фактором, ухудшающим эксплуатационные качества конструкций и снижающие характеристики их долговечности. Возникновение и развитие таких дефектов в судовых корпусных конструкциях из композита ведет к снижению их прочностных качеств и способности противостоять неблагоприятным эксплуатационным воздействиям. Все это сокращает срок жизненного цикла корпуса судна из композитов.
 |
| М. Э. Францев, МГТУ им. Н.Э. Бауамана. МИЦ "Композиты России" / "Морское Инженерное Бюро", ООО |
Поэтому важной задачей в области создания судовых конструкций из композитов является учет при проектировании их эксплуатационного поведения, обусловленного доминирующими факторами эксплуатации, определение изменения характеристик прочности и долговечности конструкций в процессе их эксплуатации и, в конечном итоге, обеспечение экономически обоснованного жизненного цикла.
Одним из важных направлений способа проектирования судов из композитов по критерию весовой эффективности являются методы верификации проектных решений. Наиболее достоверный метод – различного рода исследования судовых корпусных конструкций из композитов после их изготовления, а также в процессе эксплуатации на их жизненном цикле, в том числе исследования методами неразрушающего контроля с одновременной аналитической обработкой полученных результатов и формированием обратных связей с процессами проектирования и изготовления конструкций.
В качестве иллюстрации выше сказанному можно привести цитату из лекции И.Г. Бубнова: "…Метод изучения проектирования судов… состоит в том, что после исследования и оценки условий, предъявляемых как ко всему судну, так и к каждой отдельной части его, путем математического анализа находят размеры судового корпуса и всех частей его, опираясь лишь на точные законы физики и механики, а также на результаты и указания опыта…
Введя критику, анализ и опыт взамен мертвой формулы, метод этот двигает и совершенствует технику, не позволяя ей застыть в определенных формах. Кроме того, метод этот универсален и каждый вывод его может быть применен… с одинаковой степенью точности".
Продолжение следует
Михаил Францев
