新建极地科学考察破冰船的推进方式

极地科学考察破冰船主要承担执行极地科学考察和部分物资补给运输任务,首要功能是破碎水面冰层、开辟航道。船舶的破冰能力主要取决于船型设计、破冰方法以及推进方案等,其中影响船舶破冰方式和破冰能力的最关键因素是推进方案。在基本确定电力推进的基础上,研究比较不同电力推进方式在破冰船上应用的优缺点,并对新建极地科学考察破冰船的推进系统方案进行介绍。     

破冰船阻力性能预报方法综述

随着近年来北极航道的通航以及各国对北极油气资源的开发,破冰船在极地开发领域的重要性也随之凸显。而破冰船阻力性能作为直接决定破冰船破冰能力的一项关键指标,对破冰船的设计和优化有重要的意义。由于国内对冰阻力的研究开展较晚,缺乏相关参考。本文针对实船试验、模型试验和理论预报等国际上研究破冰船阻力性能的主要手段进行介绍,并分析各种方法的优势及缺点,以便于国内研究者开展关于破冰船阻力的研究工作。     

中国极地科考破冰船航行实践和未来极地船型发展建议

随着世界各国对于南北两极地区资源与权益活动的争夺进一步升温，极地越发成为关注热点。中国“十四五规划”及国家新的极地战略方针，对新的极地装备提出了迫切需求。文中介绍了“雪龙”号和“雪龙2”号极地科考破冰船近几年的航行情况，并结合我国南北极考察使用需求，提出了我国亟须建设极地重型破冰船的迫切要求；同时选取国外典型极地重型破冰船，分析了最新动力推进系统配置特点，提出对我国重型破冰船的破冰能力、防寒能力及动力形式建设的建议。     

重型破冰船电网架构研究

随着我国两极探索研究开发的需求增长，PC2级以上的重型破冰船开发研制已是极地战略的重要部分，配置极大功率、具有较大冗余度的推进系统是重型破冰船的一个显著特点。文中通过分析国外常规动力重型破冰船项目，发现采用电力推进系统已成为发展趋势，其综合电力系统总容量往往超过50 MW，配置多个主推进器，推进电机输出功率可达到20 MW，配置4台以上的原动机，单机功率可能超过10 MW。上述电力系统关键器件的容量等级在现有船舶上较少使用，且缺少国产配套。基于重型破冰船需求，通过分析电网电压等级，对发电机、推进电机及变频器选型等电力系统关键选型分析，结合国产配套情况，参考国外已有项目电网架构，该文提出一型重型破冰船电网架构，以方便开展后续船舶的研制工作。     

舰船总体方案评估中底层指标效用函数确定方法

舰船总体方案综合评估是采办决策中和研发前期舰船总体技术方案优选的重要手段.在基于层次分析法与多属性效用理论形成舰船总体方案综合评估基本方法的基础上,重点对其中底层指标的无量纲化方法开展深化研究,分析了底层指标的主要特性,提出了底层指标无量纲归一化要求,定量指标效用函数的形式和定性指标效用量化方法,并运用在某新型舰船论证中优选初步总体方案.结果表明,该方法理论成熟、符合实际、便于操作.     

美俄破冰船技术发展研究

破冰船是世界各国推进极地战略的重要抓手,具有重要的战略地位。目前,世界在役极地破冰船主要集中在俄罗斯、美国、加拿大、芬兰、瑞典、丹麦等国家。其中,俄罗斯是全世界拥有破冰船数量最多,技术最先进,极地作业能力最强的国家。美国作为世界头号强国,其极地能力建设也不容小觑。本文旨在通过对近年来美、俄极地破冰船技术更新和能力建设情况的梳理,研判未来破冰船的发展趋势,从而为我国破冰船装备建设和发展提供参考与借鉴。     

基于作战模拟的登陆舰艇作战能力评估方法

在舰艇的论证过程中,评价论证方案的好与坏或评比不同舰艇作战能力的强与弱,就要研究舰艇的作战能力评估。登陆舰艇与驱逐舰、护卫舰等作战舰艇的使命任务有本质的不同,所以不能完全采用作战舰艇的能力评估指标体系和评估方法对登陆舰艇进行评估。首先根据登陆舰艇的使命任务和特点,建立了登陆舰艇作战能力评估的指标体系,然后,采用作战模拟方法和层次分析方法对指标体系中的各级指标进行了计算,其次对作战模拟方法中的仿真模型和仿真平台设计进行了研究。     

多功能破冰船初步设计特征及优化

考虑到多功能破冰船建造投资规模巨大,在初步设计阶段基于设计约束确定设计要素和特征性能参数显得非常重要性。本文通过收集梳理多功能破冰船初步设计流程、设计要素以及特征性能参数,归纳了设计要素之间的函数关系,并对冰区航行、结构强度以及其他性能提出了评估原则,最后以单位效用成本建立了破冰船经济性评估函数,以核动力破冰船为例对多方案进行了对比分析,为进一步确定破冰船方案和优化提供了方法。     

从“Aurora Borealis”号看科考破冰船的设计思路

＂Aurora Borealis＂号是世界上所设计的具有最高破冰能力的重型破冰船,具备连续破碎超过2.5米厚的多年冰和通过最高15米冰脊的能力,可在北极和南极水域全年执行包括科考钻井项目在内的研究任务,而无需其他船舶的支持。该船集破冰船、钻井船、多用途船等多种船型于一体,在设计建造方面＂Aurora Borealis＂号没有先例可循,因此需要开发和制定新的技术概念。设计工作遇到了相当多的挑战,其中之一是如何选择在最大厚度达到2米的实心浮动薄冰环境中进行破冰、航行和定位的推进概念与装置。     

极地破冰船动稳性敏感度分析

船舶动稳性性能对于确保恶劣海况下的航行安全具有重要意义。我国的极地破冰船需要经过较长航程的敞水航行才能顺利到达极地冰区,为了评估极地破冰船型在敞水中动稳性的安全水平并为未来新船型的开发积累经验,采用国际海事组织(IMO)第二代完整稳性衡准中的薄弱性衡准方法对两个不同尺度的概念设计方案分别开展了动稳性敏感性评估。研究表明,现有概念设计方案对于参数横摇和过度加速度失效模式表现出了一定的敏感性。通过分析诱发敏感性的船型设计参数,指出了未来开展进一步优化研究的方向。     

动力装置蒸汽预热供汽的多方案综合评估方法

目前的方案优选多属定性分析和经验决策,存在较大的主观随意性。为提高方案优选的准确性,首先从使用者角度出发,以使用者更为关心的蒸汽预热供汽系统完成特定任务的总体能力为核心,兼顾费用和风险对备选方案优选的约束作用,提出以“系统效能-费用-风险”为准则层的蒸汽预热供汽方案评估指标体系,然后按照系统综合评估的一般步骤,对评估指标进行量化与标准化处理,确定评估指标的权重,并完成评估指标的集成,最终得到5种蒸汽预热供汽备选方案的排序结果。评估结果表明,中压电极锅炉方案为最优方案。构建的评估指标体系、采用的评估方法以及备选方案的排序结果,可以为蒸汽预热供汽方案的论证与决策提供必要的理论依据。     

水面舰船总体方案设计多目标综合评估方法

为了优化水面舰船总体性能,开展舰船总体方案多目标综合评估方法研究,对待选方案进行多目标综合评估,可为方案的选择提供理论依据。对各综合评估方法的原理、特点及其在舰船评估领域的研究现状、发展前景等进行简要梳理,在此基础上,重点根据舰船方案评估的特点和熵权法的不足对其数学模型进行改进,与理想点法相结合,提出具有客观性且适用于舰船方案评估的熵权理想点综合评估法,并引入实例进行计算、分析和验证。研究结果表明,提出的熵权理想点法在舰船方案评估领域具有可行性和有效性。     

舰船装备论证方案的综合评估方法

针对舰船装备论证方案的综合评估问题,提出了一种较为系统而全面的综合评估方法,建立了论证方案的评价指标体系。分别从武器系统性能指数、平台系统性能指数、经济性指数、风险指数和周期指数等5个方面建立评价模型;构建了方案综合评估指数作为对论证方案的全面衡量,可为论证方案的评估和决策工作提供有益参考。     

破冰船动力系统及主推进器发展现状

针对海洋科考、极地航道、极地资源探索等重要的国家需求,破冰船对于我国极地方针的重要性日益突显。通过搜集、整理、分析世界主要破冰船数据,按照注册冰级对现有破冰船进行分级,阐述世界各国破冰船发展规模,并对各类推进系统及主推进器在破冰船上的应用现状和特点进行分析和总结,以期为我国自主研发破冰船推进方案的选取提供参考。     

沿海成品油船船型技术经济论证

将模糊综合评判方法应用到沿海成品油船新船型开发设计的技术经济论证中,并开发了船型论证程序,结合主尺度变化范围、尺度比以及各性能要求的约束条件,对各种船型方案进行模糊综合评估,得到最佳船型方案,并给出了单船营运情况下的论证结果。     

破冰船技术发展现状分析

对各类破冰船文献资料进行分析,研究国内外破冰船技术特点,概括传统破冰船的破冰方法以及存在问题,重点介绍近年来国内外破冰船技术的新发展、新构想,以及特种装备及新技术在破冰船上的应用,可为破冰船的研究提供有益的参考。     

破冰船推进功率与破冰能力的匹配性分析

为探索一套简便快捷用于分析破冰船推进功率与破冰能力匹配性的方法,利用ABS规范对4艘不同等级的破冰船进行最小推进功率计算,并以此为依据开展破冰工况螺旋桨设计.最后考虑船形状、船体参数、螺旋桨推力以及冰的物理性能,基于ЦайЛ.Г半经验破冰厚度公式估算了 4艘破冰船的破冰厚度,对比估算的破冰厚度与实船破冰能力之间的偏差＜30％.研究表明,本文探索的推进功率与破冰能力匹配性分析方法实际可行,可为破冰船设计者提供一定参考.     

极地重型破冰船结构设计特点浅析

极地重型破冰船是极地航路开辟、救援支援、科学考察及资源开发的重点保障装备。与中低冰级极地船型/破冰船相比，由于其高冰载荷作用环境特点，该船型在高强度钢/特种材料应用、冰载荷作用下结构安全评估以及船体结构布置设计等方面有其鲜明特征，需予以重点考虑，不可武断地沿用以往针对中低冰级极地船型的结构设计经验。该文以某型PC2级极地重型破冰船型为例，总结其结构设计/评估经验，重点就冰区构件高强度结构钢应用、冰区外板复合钢板应用需求与特点、非线性评估技术应用对冰区构件尺度影响、冰致剪力/弯矩分布特点及其对主船体内部平台、桥楼侧壁等非冰带区构件设计影响展开讨论，阐明此类船型结构设计特点及其与中低冰级极地船型/破冰船在整体结构布置思路、冰区结构设计评估方面的主要区别。文中认为：随着冰级的升高，冰载荷的影响已不仅仅局限于冰区外板及其附连构件区域，在冰区构件材料选型及整船全局性结构布置、设计等方面也会产生重大影响。     

兼顾敞水性能的三桨破冰船螺旋桨性能研究

为提高综合推进效率,兼顾破冰工况和敞水工况推进需求,针对三桨推进1∶1∶1和1∶2∶1两种功率分配方案,以破冰工况为设计基准开展三桨推进螺旋桨设计,并考虑干扰因子对三桨敞水推进螺旋桨进行优化,对比分析计算结果得出破冰船三桨推进功率分配为1∶2∶1时综合性能更佳.以此确定破冰工况和敞水工况螺旋桨设计参数,为重型破冰船推进...     

破冰船冲撞式破冰结构强度数值仿真方法研究

本文基于瞬态动力学分析法对破冰船冲撞式破冰过程进行有限元数值仿真研究。针对该方法中的船冰撞击分析、海冰浮力模拟等一些关键问题进行研究,根据上述方法对某破冰船冲撞式破冰过程进行数值模拟,并对应力计算结果进行校核。总之,本文建立的一套评价破冰船冲撞式破冰过程船体应力方法,对于中国老龄破冰船的强度评估具有重要意义。