Монографію присвячено питанням дослідження напружено-деформівного стану, стійкості, закритичної поведінки і динаміки гнучких елементів морських конструкцій складної просторової конфігурації. Розглядаються особливості елементів конструкцій, приєднаних до судна-носія та діючих на них навантажень в умовах глибоководного середовища. На підставі геометрично нелінійних рівнянь теорії гнучких стержнів вивчаються закономірності перебудови форм рівноваги і руху із збільшенням інтенсивності зовнішнього збурення. Наводяться числові розв'язки прикладних задач, що відбивають можливості розробленої методики.

Изложены основы динамических процессов при спуске и подъеме объектов океанотехники (автономных и неавтономных подводных аппаратов различного назначения, водолазных колоколов, шлюпок, рабочих катеров), базирующихся на крупных судах-носителях и морских сооружениях. Освещены основные динамические проблемы спускоподъемных операций, а также вопросы, касающиеся качки судна и гидромеханики для учета особенностей проведения спускоподъемных операций в условиях открытого моря. Предложены методики и приведены формулы для определения расчетных параметров, необходимых при проектировании спускоподъемных устройств различных типов.

Висвітлено основи теорії та технічної експлуатації суднового об'ємного гідравлічного приводу. Описано види гідравлічних машин, зокрема, роторних поршневих, гвинтових, шестеренних, пластинчастих, а також неповноповоротних гідромоторів, гідравлічних ціліндрів. Охарактеризовано гідравлічні приводи, зокрема, індивідуальні з об'ємним і дросельним регулюванням, групові, приводи головних енергетичних установ, екстреного віддавання якоря, а також рульових, підйомних і якірно-швартових машин. Обгрунтовано вибір рідини та робочого тиску для застосування в даних приводах. Висвітлено питання витрати енергії, втрати та тепловиділення в гідравлічному приводі. Проаналізовано особливості його технічної експлуатації, а також ремонту гвинтових, аксіально-поршневих, шестеренних насосів, розподільника, труб і арматури.

Освещены основы теории и технической эксплуатации судового объемного гидравлического привода. Описаны виды гидравлических машин, в частности, роторных поршневых, винтовых, шестеренчатых, пластинчатых, а также неполноповоротных гидромоторов, гидравлических цилиндров. Охарактеризованы гидравлические приводы, в частности, индивидуальные с объемным и дроссельным регулированием, групповые, главных энергетических учреждений, экстренного отдавания якоря, а также рулевых, подъемных и якорно-швартовых машин. Обоснован выбор жидкости и рабочего давления для использования в данных приводах. Освещены вопросы затрат энергии, потерь и тепловыделения в гидроприводе. Проанализированы особенности его технической эксплуатации, а также ремонта винтовых, аксиально-поршневых, шестереночных насосов, распределителя, труб и арматуры.

Рассмотрены вопросы проектирования общесудовых устройств, в частности, рулевого, якорного, швартовного, кранцевого, грузового, буксирного, спасательного, а также устройств гибких ограждений амфибийных судов на воздушной подушке. Для каждого устройства приведены расчетные зависимости и рекомендации по выбору конструктивных элементов судовых устройств.

Приведены структурные схемы типовых гидравлических рулевых машин (ГРМ), насосов и систем. Описано строение и принципы функционирования плунжерных, поршневых и лопастных ГРМ. Рассмотрены основные характеристики рулевого устройства и ГРМ. Обоснована целесообразность использования рулевых машин при совместной работе насосов. Разработан аналитический метод оценки режимов работы рулевых машин. Проанализированы аварии судов и аварийные ситуации, связанные с отказами рулевых машин. Установлены конструктивные особенности и назначение подруливающих устройств и винто-рулевых колонок. Раскрыты основные положения технического использования ГРМ, определены признаки некачественной работы рулевой машины, разработаны инструкции по аварийному управлению рулем.

Приведены общие сведения по гидравлике и газовой динамике. Описаны структура гидро- и пневмоприводов, устройство, принцип действия, рабочие параметры и схемные обозначения составляющих их элементов. Рассмотрены способы регулирования объемных приводов и приведены рекомендации по их применению. Разработаны схемные решения, определены принцип действия и способы регулирования позиционных и следящих объемных гидро- и пневмоприводов главных и вспомогательных судовых устройств и систем. Изложены основы проектировочных расчетов позиционных гидроприводов судовых устройств.

Проанализирована эксплуатационная надежность работы судовых устройств. Охарактеризованы стальные гибкие элементы для портовых грузоподъемных установок. Предложены методики исследования выносливости и определены процессы, определяющие прочность гибких элементов судовых устройств, раскрыто влияние на их срок службы коррозии. Приведены результаты натурных испытаний специальных и прогрессивных гибких элементов судовых устройств, обоснован термодинамический критерий определения их срока службы.

Розглянуто шляхи підвищення ефективності засобів захисту від вібрації за рахунок ускладнення динамічної структури та використання автопараметричних ланок. Розроблено метод проектування оптимальних систем вібраційного захисту суднового енергетичного та допоміжного устаткування. Доведено, що даний метод дозволяє вирішувати задачі оптимального проектування віброзахисних систем за заданих варіантів компонування агрегатної установки, зон розміщення засобів захисту від вібрацій, значень механічних опорів віброізоляторів, величин активних мас динамічних віброгасників. Метод адаптовано до класичних методів оптимізації. Розроблено систему автопараметричного динамічного гасіння двох складових вібрації, яка в порівнянні з одночастотним віброгасником рівної маси компенсує складові вібрації з відносною ефективністю 1,2 і 0,5 на основній і додатковій гармоніках відповідно. Показано, що дана система керованої віброізоляції забезпечує віброізолювальний ефект на 5 - 25 дБ, який перевищує величину віброізоляції однокаскадної системи без значного зниження частоти власних коливань.

Запропоновано нові методи розрахунку параметрів віброзахисних систем допоміжного енергетичного устаткування (СЕК) з керованими динамічними віброгасниками (КДВГ). Дана методика грунтується на теорії пружних деформацій, частотних методах, методах матричного числення та інтегральних рівнянь. Наведені результати теоретичних і практичних досліджень аргументовано доводять адекватність розроблених математичних моделей, а також значну перевагу вищезгаданих методів над традиційними. Розроблена методика проектування полюсів у виконавчому пристрої КДВГ дозволяє виготовити віброгасник з розширеним діапазоном регулювання, що підтверджено експериментом. Використання програмованих мікроконтролерів у системах автоматичного керування (САК) частотним настроюванням КДВГ покращує динамічні та масогабаритні характеристики САК КДВГ.

Вперше показано можливість використання в суднових системах гідроприводу гідродинамічних обтічників для вирішення проблеми відбору надлишкової енергії в потоці робочої рідини. Вперше експериментальним шляхом детально досліджено просторовий розподіл тиску поблизу поверхні дискового обтічника залежно від його геометричного розташування відносно стінок циліндричної робочої камери гідроприводу. Вперше експериментальним шляхом досліджено вплив стінок трубопроводу на характер течії рідини поблизу диска залежно від його кута оберту. Вперше одержано результати, що описують просторову гідродинамічну взаємодію потоку рідини, що обмежена стінками циліндричної камери з обтічником, виконаним у вигляді диска.

Завдання про поздовжній розтягувальний удар по одному з кінців стрижня з масою, що рівномірно розподілена по його довжині, та зосередженою масою на іншому кінці використано для аналізу динамічних навантажень на канат під час буксирування транспортних засобів, встановлено межі застосування рішень у спрощеній постановці.

Предложена инженерная методика определения усилий в ходовом конце троса линемётного устройства на начальном участке траектории. Приведены результаты исследовательских расчётов.

Получен способ повышения надежности работы гидравлической рулевой машины методами отказо-толерантного управления. Разработана отказо-толерантная рулевая система с переменной структурой, устойчивая к таким типовым неисправностям, как несоответствие угла перекладки руля заданному значению, заклинивание руля в одном положении при работе двух рулевых машин. Разработан и реализован алгоритм, предусматривающий реконфигурацию системы управления с целью исключения из нее неисправного элемента. Проведено имитационное моделирование, показывающее эффективность применения методов отказо-толерантного управления к рулевой системе судна с целью компенсации неисправностей.

Показано, что существующие конструкции судовых систем гидроприводов в режимах своей эксплуатации на стартовых и пиковых режимах нагрузки требуют усовершенствования системы управления механической частью. За счет инерционных свойств потока гидропривод работает некачественно, что в основном проявляется в автоколебаниях исполнительного механизма. Предложен вариант гидродинамического решения проблемы управления с помощью использования в камерах рабочих линий гидропривода разварачиваемых дисковых обтекателей. Для данных обтекателей представлены главные результаты теоретических и экспериментальных исследований.

Розроблено метод визначення коефіцієнта жорсткості складних одиночних якірних ліній та всієї багатоякірної системи в цілому з використанням методу пружинної аналогії. Одержано метод оцінювання впливу маси якірної лінії на кінетичну енергію системи "плавучий об'єкт - якірна лінія". Удосконалено метод умовного, або еквівалентного, спектра хвилювання та вітру стосовно до багатоякірних систем, який дозволяє враховувати вітро-хвильові умови конкретного місця експлуатації судна або об'єкта океанотехніки. Розроблено модельний стенд для дослідження динаміки багатоякірної системи позиціонування суден та об'єктів океанотехніки та проведено експериментальне дослідження динаміки систем якірних ланцюгів. Розроблено комплекс методів і методик розрахунку довговічності якірних ліній з урахуванням конкретних метеорологічних умов місця експлуатації об'єкта заякоріння у випадку довготривалої стоянки у відкритому морі.

Анализ литературных источников показывает, что уже многие годы отечественные и зарубежные ученые, научно-исследовательские институты, конструкторские бюро занимались и занимаются теорией вибрации разных конструкций расположенных на судне, в частности вибрацией мачт. Изданы фундаментальные научные труды, разработаны виброшумозащитные конструкции и проведены эффективные организационные мероприятия по борьбе с вибрацией и шумом на судах. Вместе с тем, научно-исследовательских работ, посвященных теоретическим исследованиям функциональных измеряемых параметров вибрации мачты от одной или нескольких независимых переменных: время, частота, пространственная координата в группе независимых измерений вибрации мачты, особенно для мачт, изготовленных из разных материалов, практически нет, что не позволяло вычислить для каждого сечения, максимальную величину модуля отклонения мачты от положения равновесия и вычислить интенсивность звука на разных расстояний от мачты. Определение интенсивности звука на разных расстояниях от мачты способствует знанию опасных зон влияющих на здоровье экипажа. Таким образом обеспечение безопасности человека на море было и остается важнейшей проблемой судоходства, а, поэтому, дальнейшее исследование вибрации, шума и снижение акустической нагрузки судна в рабочей зоне на морских судах является актуальной научно-технической задачей, решение которой обуславливает научную основу расширения сферы ее применения на судах. Цель исследования - определение интенсивности звука, которая распространяется от вибрирующих мачт из разных материалов. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующую задачу - провести теоретические исследования вибрации, вынужденных колебаний мачт изготовленных из стали, стеклопластика, дерева и интенсивности звука при разных частотах вынужденных колебаний на определенных расстояниях от них. результаты работы показали, что величина интенсивности звукового поля при всех частотах вынужденных колебаний уменьшается с ростом расстояния от всех мачт (сталь, стеклопластик, сосна). Амплитуды гармонических колебаний при фиксированной частоте и времени возрастают по мере роста сечения мачты. Существенно большей амплитудой колебаний обладает мачта: сосна - стеклопластик - сталь, а следовательно, величина интенсивности для мачты из стали заметно меньше, чем из сосны, стеклопластика.

На підставі теоретичних і практичних досліджень за допомогою методів обчислювальної гідродинаміки розраховано геометрію фізичної моделі підрулюючого пристрою (ФМПП) із двома ступенями свободи та зазначено щодо необхідних фізичних умов її реалізації. Систематизовано та зведено у таблицю перелік параметрів (чинників) відповідно до експлуатаційного режиму судна, які необхідні для розв'язку основних рівнянь у процесі формалізації ФМПП.

Выполнен анализ статистической информации о ресурсных отказах брашпилей и грузовых лебедок в эксплуатации. Сделан вывод о достаточном уровне их надежности. Безотказность данных механизмов зависит от строгого соблюдения норм и требований к технической эксплуатации, а также уровня подготовки обслуживающего персонала.

Выполнен анализ информации об отказах и предложены пути повышения надежности швартовных, траповых и якорных лебедок. Полученные зависимости нормированной функции распределения и вероятности безотказной работы палубных механизмов позволили сделать вывод о том, что механическая надежность механизмов судовых лебедок очень часто зависит от безотказной работы вспомогательного электрического оборудования.

Запропоновано конструкцію модернізованої кран-балки з гравітаційним механізмом повороту стріли та переміщення вантажу під дією його ваги в обидва боки, що може бути застосована для спуску рятувальних засобів з борта плавзасобу. Зазначено, що налагодження поворотного механізму на заданий кут дозволяє використовувати його в маніпуляторах і автоматизованих технологічних лініях для виконання навантажувально-розвантажувальних операцій.