ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОВРЕМЕННОГО КОМПОЗИТНОГО СУДОСТРОЕНИЯ

ECONOMIC EFFICIENCY OF MODERN COMPOSITE SHIPBUILDING

Ksenia Kushner

master student, Department of Shipbuilding and Energy Complexes of Marine Engineering, Astrakhan State Technical University,

Russia, Astrakhan

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена обзору методов повышения экономической эффективности эксплуатации объектов морской техники. Определены цели и задачи процесса проектирования судов в условиях современной рыночной экономики. Рассмотрен вопрос применения композитных материалов в судостроении. Определены критерии эффективности композитного судостроения.

ABSTRACT

The work is devoted to a review of methods for improving the economic efficiency of the operation of marine equipment. The goals and objectives of the ship design process in the conditions of a modern market economy are determined. The issue of the use of composite materials in shipbuilding is considered. The criteria for the effectiveness of composite shipbuilding are defined.

Ключевые слова: композитное судостроение, экономика флота.

Keywords: composite shipbuilding, fleet economics.

Повышение конкурентоспособности готового проекта объекта морской техники в условиях современной рыночной экономики является одной из главных целей как процесса проектирования, так экономического обоснования проекта.

Для достижения цели проектировщику необходимо выполнить ряд задач:

1. Обеспечить проектируемому объекту морской техники (напр. судну) наличие повышенных потребительских качеств.
2. Обеспечить снижение строительной стоимости судна или стоимости эксплуатации по сравнению с аналогами.
3. Повысить качество проектирования и точность расчетов, как на этапе эскизного проектирования, так и вплоть до рабочего проекта.
4. Снизить издержки путем сокращения сроков разработки проекта

Определение обоснованного жизненного цикла объекта морской техники является неотъемлемой частью современных экономических условий в областях морского и речного транспорта.

Одним из путей решения проблемы повышения экономической эффективности эксплуатации объектов морской техники является развитие композитного судостроения, а именно строительство корпусных конструкций с применением различных материалов в едином корпусном исполнении (рис.1).

Рисунок 1. Судно с композитным корпусом «Пионер-М» проекта 25700

Композитный материал – искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов с четкой границей раздела между ними [1]. Со времен зарождения композитного судостроения в Канаде, США, Италии и СССР многое изменилось, и в современном мире лидерами композитного судостроения можно считать Россию, Украину и Вьетнам [2], где технология композитного судостроения сохранилась и постоянно совершенствуется.

Широкое применение композитных материалов в современном судостроении позволяет значительно сократить сроки постройки объектов морской техники. Помимо этого, в качестве экономической мотивации принято считать, что для постройки таких объектов допустимо использовать менее квалифицированную, а соответственно и более дешевую рабочую силу, чем для постройки судов из традиционных материалов.

Набор компетенций современных проектировщиков по большей части унаследован со времен Советского союза и постепенно расширяется в соответствии с современными требованиями к безопасности. Отметим, что в данной области постоянно ведется научная работа ученых [3-5].

Ситуация несколько осложнена тем, что на настоящий период времени отсутствует детально разработанная теория проектирования судов из композитов. В достаточно большом количестве случаев, различные вариации расчетных методов и подходов к проектированию приводили к снижению мореходных и эксплуатационных качеств проектов судов. Некоторые технологические решения при проектировании могут привести к снижению сроков жизненного цикла судна и преждевременному разрушению композитных корпусных конструкций.

Критерии экономической эффективности должны лежать в основе разработки способа проектирования объектов морской техники из композитных материалов.

В качестве примера эффективного проектирования можно указать элемент корпуса судна, изготовленный в виде многослойной оболочки из композитов.

В данном случае определяющим будет критерий весовой эффективности, рассчитанный на основе учета действующих на него эксплуатационных нагрузок. При соблюдении общих норм проектирования и обеспечении необходимого запаса прочности это позволит существенно снизить массу проекта. При этом образовавшаяся экономия массы частично может быть направлена на повышение полезной нагрузки судна и улучшение других его эксплуатационных характеристик.

Проектирование судовой композитной конструкции подразумевает решение задач:

1. Проектирование непосредственно конструкции и её элементов.
2. Создание технологии изготовления.
3. Выбор или создание материала.

Определенную сложность представляет и выбор материала, поскольку номенклатура исходных (базовых) материалов определяется экономической целесообразностью.

Для решения задач проектирования композитных судовых конструкций по критерию весовой эффективности являются методы верификации проектных решений [6]. Верификация проектных решений основана на множестве исследований композитных судовых конструкций. Необходимо рассматривать вопросы не только изготовления таких конструкций, но и проводить исследования 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.

Список литературы:

1. Гуменюк Н. С., Грушин С. С. Применение композитных материалов в судостроении //Современные наукоемкие технологии. – 2013. – №. 8-1. – С. 116-117.
2. Куан М. В., Тхинь Н. Д. Состояние и перспективы развития судостроения Вьетнама //Труды НГТУ им. РЕ Алексеева. – 2013. – №. 1 (98).
3. Рукосуев А. С. Актуальность развития фрезерования композитных полимерных материалов //Механики XXI века. – 2019. – №. 18. – С. 216-219.
4. Мазен А., Али С. Обоснование применения многослойных композитных материалов в судостроении //Вестник Астраханского государственного технического университета. С.: Морская техника и технология. – 2019. – №. 2.
5. Францев М. Э. Создание надстройки из композитов пассажирского судна на подводных крыльях с позиций обеспечения ее весовой эффективности и характеристик долговечности //Конструкции из композиционных материалов. – 2018. – №. 1. – С. 30-34.
6. Францев М. Э. Принципы проектирования корпуса скоростного судна из композитов по условиям его весовой эффективности и обеспечения жизненного цикла //ИЗВЕСТИЯ КГТУ 2016. – 2016. – С. 196.