Ледовая ходкость судов

Книга посвящена современным методам исследований и расчетов ледовой ходкости судов в различных ледовых условиях. Приведены результаты натурных и лабораторных исследований в ледовом бассейне. Представлены исследования в области теории и технологии моделирования в ледовом бассейне взаимодействия судов со льдом. Рассмотрены современные модели лабораторного льда. Впервые в систематизированном виде представлены результаты теоретических и натурных исследований маневренности судов во льдах. Изложены результаты исследований поворотливости, инерционности и устойчивости на курсе во льдах ледоколов при самостоятельном движении и при работе ледокола и судна тандемом.
Книга предназначена для научных работников и конструкторов, связанных с созданием ледоколов и транспортных судов ледового класса. Может быть рекомендована также аспирантам и студентам кораблестроительных специальностей.

Оглавление
От авторов
Предисловие ко второму изданию
Предисловие к первому изданию
Глава 1. Ледяной покров замерзающих морей
1.1 Ледовитость полярных морей
1.2 Морфология ледяного покрова и ее пространственно-временная изменчивость
1.2.1 Толщина сплошного льда и ее равномерность
1.2.2 Разрушенность ледяного покрова
1.2.3 Сжатие и торошение льдов
1.2.4 Заснеженность льда
1.2.5 Сплоченность льда
1.3 Международная символика и номенклатура морских льдов
1.3.1 Символика для морских ледовых карт
1.3.2 Номенклатура морских льдов
1.4 Ледяной покров как объект взаимодействия с корпусом судна
1.4.1 Некоторые физико-механические характеристики ледяного покрова
1.4.2 Математические модели деформирования и разрушения ледяного покрова
1.4.2.1 Общие задачи о напряженно-деформированном состоянии ледяного покрова
1.4.2.2 Динамические задачи изгиба ледяного покрова
1.4.2.3 Критерии разрушения ледяного покрова
1.4.3 Экспериментальные исследования разрушения ледяного покрова
1.4.3.1 Методика проведения экспериментальных исследований
1.4.3.2 Результаты испытаний и их анализ
1.4.4 Современные модели деформирования и разрушения ледяного покрова
1.4.4.1 Равновесие ледяной пластины с трещинами
1.4.4.2 Численные модели, учитывающие образование трещин в ледяном покрове
1.4.4.3 Аналитические модели
1.4.4.4 Критерии для определения предельной нагрузки. Полуэмпирические модели
Глава 2. Ледовое сопротивление судов
2.1. Сопротивление сплошного льда непрерывному движению судов
2.1.1 Обзор методов оценки сопротивления льда движению судов
2.1.2 Метод расчета ледового сопротивления морских ледоколов
2.1.2.1 Анализ сил, действующих на судно при непрерывном движении в сплошных льдах
2.1.2.2 Аналитическое представление формы обводов корпуса
2.1.2.3 Движение судна с малой скоростью
2.1.2.4 Движение судна с произвольной скоростью
2.1.2.5 Вычисление ледового сопротивления и его составляющих
2.1.2.6 Анализ области применения полученных формул
2.1.3 Метод расчета ледового сопротивления речных ледоколов
2.1.3.1 Анализ взаимодействия корпуса судна со сплошным льдом
2.1.3.2 Анализ составляющих ледового сопротивления
2.1.3.3 Сопротивление ледокола, связанное с разрушением сплошного льда
2.1.3.4 Сопротивление обломков льда при движении в сплошном ледяном поле
2.1.3.5 Чистое ледовое сопротивление
2.1.3.6 Автоматизированный расчет коэффициентов формы корпуса судна
2.1.3.7 Полуэмпирический метод расчета сопротивления в сплошном льду
2.1.3.8 Критерии оценки качества обводов ледокола. Анализ формы корпуса современных речных ледоколов
2.1.4 Влияние морфологических и физико-механических характеристик ледяного покрова на ходкость судов в сплошных льдах
2.1.4.1 Влияние разрушенности
2.1.4.2 Влияние сжатия
2.1.4.3 Влияние торосистости
2.1.4.4 Влияние заснеженности
2.1.4.5 Влияние сезонной изменчивости
2.1.4.6 Влияние облипания корпуса
2.2 Ходкость судов при работе набегами
2.2.1 Модель работы судна набегами
2.2.2 Аналитический метод оценки работы судна набегами
2.2.2.1 Метод определения средней скорости движения судна набегами
2.2.2.2 Настройка расчетного метода по данным натурных испытаний
2.2.2.3 Оптимизация тактики работы судна набегами
2.2.2.4 Влияние ледовых условий на оптимальную тактику работы судна набегами
2.2.3 Натурные исследования и эмпирический метод
2.3. Заклинивание судна во льдах
2.3.1 Условия заклинивания ледоколов
2.3.2 Оценка эффективности применения различных средств для освобождения от заклинивания
2.3.2.1 Креновая система
2.3.2.2 Одновременное использование перекладки руля и работы бортовых винтов в раздрай
2.3.2.3 Дифферентная система
2.4 Сопротивление битого льда движению судов
2.5 Разрушение льда судами на воздушной подушке
2.5.1 Использование СВП для разрушения льда
2.5.2 Сопротивление ЛПВП
2.5.3 Сопротивление СВП при резонансном способе разрушения льда
Глава 3 Моделирование в ледовом бассейне взаимодействия корпуса судна со льдом
3.1 Ледовые бассейны и модельный эксперимент
3.2 Метод ААНИИ. Лабораторный лед Лаврова (NaCl-ice)
3.2.1 Теоретические основы метода
3.2.2 Технология приготовления лабораторного льда
3.2.3 Оценка однородности лабораторного льда по толщине и прочности
3.3 Метод Шварца. Модели лабораторного льда
3.3.1 Теоретико-экспериментальные основы метода
3.3.1.1 Технология приготовления лабораторного льда (NaCl-ice)
3.3.1.2 Методика пересчета результатов модельного эксперимента на натуру
3.3.2 Лабораторный лед Тимко
3.3.2.1 Карбамидная модель льда (Urea-ice)
3.3.2.2 Трехкомпонентная модель льда (EG/AD/S-ice)
3.3.3. Лабораторный лед Энквиста-Мякинена (FG-ice) и Норталы-Хойкканен (FGX-ice)
3.4 Метод Ионова. Лабораторный лед Зуева-Грамузова-Белякова (GP-ice)
3.4.1 Некоторые сведения из теории размерности
3.4.2 Моделирование равномерного прямолинейного движения судна с малой скоростью в ровных сплошных льдах
3.4.3 Моделирование температурных режимов намораживания лабораторного ледяного покрова
3.4.4 Анализ критериев подобия
3.4.5 Технология приготовления лабораторного льда
3.5 Метод Зуева-Грамузова для ледового бассейна с естественным охлаждением
Глава 4 Маневренность ледоколов и судов во льдах
4.1 Теоретическая модель движения судна по криволинейной траектории
4.1.1 Физическая модель взаимодействия корпуса судна со льдом
4.1.2 Составляющие ледовой нагрузки, действующей на корпус судна
4.1.2.1 Аналитические выражения для сил и моментов, обусловленных нормальной нагрузкой
4.1.2.2 Аналитические выражения для сил и моментов, обусловленных трением
4.1.3 Определение составляющих ледовых усилий, действующих на корпус судна
4.1.3.1 Составляющая, обусловленная разрушением сплошного льда
4.1.3.2 Импульсная составляющая
4.1.3.3 Составляющая, обусловленная взаимодействием обломков льда и сопротивлением воды перемещению льдин
4.1.3.4 Составляющая, обусловленная трением обломков льда о днище судна
4.1.4 Формулы для расчета сил и моментов, действующих на корпус судна во льдах при криволинейном движении
4.2 Поворотливость
4.2.1 Самостоятельное движение ледоколов и судов
4.2.2 Совместное движение ледокола и судна тандемом
4.3 Инерционность
4.3.1 Самостоятельное движение ледоколов и судов
4.3.2 Совместное движение ледокола и судна тандемом
4.4 Устойчивость на курсе
Список литературы