Эксплуатационные требования.

Основные данные.

1.1. Виды перевозимых грузов – генеральный груз.

1.2. Масса перевозимого груза – 1 000 т.

1.3. Район плавания – Карское, море Лаптевых.

Основные требования к проектируемому судну.

2.1. Характер перевозок – регулярный.

2.2. Тип судна (исходя из 1.1 и 2.1) – лесовоз-пакетовоз.

2.3. Плавание в арктических морях – в период навигации.

2.4. Расчетная удельная погрузочная кубатура грузов μ_п = 2,6 м³/т (круглый лес+пиломатериалы в пакетах или контейнерах).

2.5. Объем перевозимого груза – 1 000 · 2,6 = 2 600 м³.

Метеорологические условия в предполагаемом районе плавания.

Карское море.

Климат арктический, суровый: 3—4 мес. в году длится полярная ночь, 2—3 мес. — полярный день. температура воздуха ниже 0°С держится на Севере моря 9—10 мес. , на Юге — 7—8 мес. Средняя температура января от —20 до —28 °С (минимальная достигает —46 °С) , июля от 6 до — 1 °С (максимальная до 16 °С) .

Вследствие географического положения Карское море ежегодно замерзает. Лед образуется в самом море, а также поступает из Центрального Арктического бассейна. Большую часть года Карское море покрыто сплошным ледяным покровом. В юго-западной части моря лед наблюдается в течение 7-8 месяцев, с ноября по июнь-июль. Северо-восточная часть моря в летний период не полностью очищается от льда Льдообразование в Карском море обычно начинается в сентябре в северных районах и в октябре - ноябре на юге. Зимой неподвижный лед бывает только вблизи берегов в виде припая. За припаем обычно располагаются плавучие льды. В большинстве это обширные ледяные поля. За зиму лед достигает толщины 0.5 - 1.5 м.

Море лаптевых.

Климат моря Лаптевых — арктический континентальный и, в связи с удалённостью от Атлантического и Тихого океанов, является одним из самых суровых среди арктических морей.

Средняя температура в январе (самый холодный месяц) варьируется в зависимости от конкретного места между −31 °C и −34 °C, а минимальная составляет −50 °C. В июле температура поднимается до 0 °C (максимальная 4 °C) на севере и до 5 °C (максимальная 10 °C) на юге, однако, она может достигать и 22-24 °C на побережье в августе. Максимум в 32,7 °C был зафиксирован в Тикси^[4]. Сильные ветры, метели и снежные бури являются обычными в зимний период. Снег падает даже летом и чередуется с туманами.

Большую часть года (с октября по май) море Лаптевых покрыто льдами. Льдообразование начинается в конце сентября и проходит одновременно на всем пространстве моря. Зимой в его отмелой восточной части развит обширный припай толщиной до 2 м. Границей распространения припая является глубина приблизительно 25 м, которая в этом районе моря удалена на несколько сот километров от берега. Площадь припая составляет примерно 30% площади всего моря. В западной и северо-западной частях моря припай невелик, а в некоторые зимы совсем отсутствует. Севернее припайной зоны находятся дрейфующие льды.

3.2. Распределение скоростей ветра:

- в Карском море: до 10 м/с – 89 %, до 15 м/с – 10 %, более 15 м/с – 1 %;

- в море Лаптевых: до 10 м/с – 88 %, до 15 м/с – 10 %, более 15 м/с – 2 %

3.3. Распределение высот волн:

- в Карском море: до 3 м – 89 %, до 5 м – 8 %, до 7 м – 2%, более 7 м – 1 %, h_max = 8 м;

- в море Лаптевых: до 3 м – 94 %, до 5 м – 5 %, до 7 м – 1 %, h_max = 6 м.

3.4. Преобладающая глубина в Карском море 30-100 м, максимальная - 620 м; средняя глубина моря Лаптевых - 50м, минимальная - 30 м, наибольшая - 3 385м.

Эксплуатационные требования.

4.1. Мореходные характеристики проектируемого судна, исходя из 1.3 и 2.1 должны обеспечивать удаление от берега в пределах двухсотмильной зоны.

4.2. Расчетная скорость ветра, исходя из 3.2, с учетом 4.1 υ_в = 8 м/с.

4.3. Расчетная высота волн, исходя из 3.3, с учетом 4.1 h_волн = 2 м.

4.4. Эксплуатационная скорость – 14 узлов.

4.5. Тип энергетической установки – малооборотный дизель с прямой передачей на винт.

4.6. Дальность плавания между портами Диксон – Тикси r ≈ 1 023 мили. С учетом возможных задержек принимаем r = 1 100 миль.

4.7. Автономность, исходя из дальности плавания и скорости – 1 100 / 14 ≈ 79 часов ≈ 3,5 суток. С учетом стоянок в портах при проведении погрузочно-разгрузочных работ принимаем автономность 7 суток.

4.8. Исходя из 3.1 в качестве основного материала корпуса должна применяться высокопрочная сталь.

4.9. Исходя из 1.3 и 3.2 корпус судна должен иметь ледовые подкрепления, позволяющие ему самостоятельно продвигаться во льду толщиной до 1,4 м и за ледоколом во льду большей толщины.

4.10. Исходя из 4.9 и 4.5 судно должно иметь два винта регулируемого шага.

4.11. Для улучшения маневренности в носу должно быть установлено подруливающее устройство.

4.12. Судно должно иметь одноотсечный стандарт непотопляемости.

4.13. Судно должно быть оборудовано автоматизированными системами управления СЭУ, дающими возможность эксплуатировать СЭУ без постоянной вахты в МО.

4.14. Судно должно быть оборудовано автоматизированными навигационными системами, дающими возможность управлять судном одному вахтенному на мостике.

4.15. Один из грузовых трюмов должен иметь увеличенные размеры для перевозки тяжеловесных и крупногабаритных грузов (контейнеров или пакетов).

4.16. Грузовое устройство – механизированные стрелы г/п 5 т. Кроме этого должна быть предусмотрена 1 тяжеловесная стрела г/п 20 т.

4.17. Судно должно быть оборудовано якорями Холла. Якорные механизмы: в носу – брашпиль, в корме – шпиль. Брашпиль должен иметь турачки для тросов буксирно-швартовного устройства.

4.18. Для спасения экипажа предусмотреть установку 1 шлюпки свободного падения, рассчитанную на весь экипаж.

Ограничения.

5.1. Исходя из 3.3, осадка судна должна быть не более 5,0 м.

5.2. Габариты судна не более 85х12х8 м, что следует из производственных возможностей предприятия-строителя судна АО "ПО "СЕВМАШ".

5.3. Так как судно будет совершать рейсы в морях со сложной ледовой обстановкой, оно должно отвечать требованиям, предъявляемым к судам ледового класса не менее ЛУ7.

Комплектация экипажа.

Произведем расчет численности экипажа по формуле:

п = К + k·Р_г /₁₀₀₀,

где Р_г – масса перевозимого груза. Коэффициенты К=12 и k=6,5 выбираем исходя из грузоподъемности судна.

n = 12 + 6,5∙1000/1000 ≈ 19 чел.

Из них палубная команда:

П = А + а·Р_г/₁₀₀₀,

где коэффициенты А=12 и а=0,4 выбираем исходя из грузоподъемности судна.

П = 12 + 0,4∙1000/1000 ≈ 13 чел.

Тогда машинная команда:

М = n - P

М = 19 – 13 = 6 чел.

С учетом 4.13 М = 0,80∙6 ≈ 5 чел.

С учетом 4.14 и 4.16 П = 0,80∙13 ≈ 11 чел.

Всего 16 человек.

Исходя из всех вышеперечисленных требований и ограничений, судно должно быть спроектировано на класс Регистра РФ КМ Arc7 1 R1 АUT2-С(подверься по R1!!!!!!!).