Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка конструктивных и технологических решений надстройки из полимерных композиционных материалов для скоростного пассажирского судна на подводных крыльях с повышенными технико-экономическими характеристиками

Докладчик: Францев Михаил Эрнстович

Должность: ведущий инженер НОЦ "НМКН" (ИЦ) МГТУ им. Н.Э. Баумана, ведущий инженер, ведущий инженер

Цель проекта:
Целью выполнения ПНИ является разработка принципов проектирования и научно-технических решений надстройки из полимерных композиционных материалов для скоростного пассажирского судна на подводных крыльях (далее СПК) с повышенными технико-экономическими характеристиками.

Основные планируемые результаты проекта:
2.1 Промежуточные и заключительный отчеты о ПНИ, содержащие:
а) аналитический обзор современной научно-технической литературы, относящейся к разработке конструктивных и технических решений создания надстройки из полимерных композиционных материалов для скоростного пассажирского судна на подводных крыльях с повышенными технико-экономическими характеристиками.
б) сравнительная оценка вариантов возможных решений создания надстройки из полимерных композиционных материалов для скоростного пассажирского судна на подводных крыльях с учетом результатов прогнозных исследований, проводившихся по аналогичной тематике. Выбор направления исследований.
в) обоснование выбора типов судов на подводных крыльях, для которых целесообразно создавать надстройки из композиционных материалов.
г) анализ связующих и армирующих компонентов полимерных композиционных материалов, материалов для легких средних слоев, их физико-химических и механических свойств, а также механических свойств готовой композиции.
д) сравнительный анализ технологических процессов, применимых для изготовления надстройки из полимерных композиционных материалов судна на подводных крыльях.
е) анализ влияния эксплуатационных факторов на механизмы разрушения полимерных композиционных материалов, применительно к надстройке судна на подводных крыльях.
ж) обоснование методов защиты поверхностного слоя надстройки из полимерных композиционных материалов судна на подводных крыльях от эксплуатационных воздействий.
з) обоснование возможности сохранения или улучшения мореходных качеств судов на подводных крыльях, в конструкции которых используются многослойные полимерные композиционные материалы, при одновременном обеспечении характеристик прочности, долговечности, а также экономичности и конкурентоспособности судна.
и) результаты исследования особенностей образования форм, архитектурно-компоновочных схем, конструктивных элементов и гидродинамических комплексов пассажирских судов на подводных крыльях, для которых целесообразно создавать надстройки из композиционных материалов.
к) обоснование главных элементов, отдельных разделов нагрузки масс, рациональных сочетаний характеристик полной массы, мощности и скорости, а также других проектных параметров пассажирских судов на подводных крыльях с надстройкой из композитов.
л) описание компьютерной модели надстройки из полимерных композиционных материалов судна на подводных крыльях.
м) результаты расчетных исследований по определению внутренних силовых факторов в элементах конструкции надстройки.
н) результаты расчетных исследований по определению механических характеристик конструкции надстройки пассажирского судна на подводных крыльях в виде многослойной оболочки, на основе полимерных композитов.
о) обоснование выбора материалов, применимых для изготовления оснастки первого порядка, предназначенной для создания надстройки из композиционных материалов пассажирских судов на подводных крыльях.
п) обоснование выбора материалов, применимых для изготовления оснастки второго порядка, предназначенной для создания надстройки из композиционных материалов пассажирских судов на подводных крыльях.
р) обоснование выбора материалов, необходимых для установки закладных деталей надстройки пассажирского судна на подводных крыльях из композиционных материалов.
с) результаты исследовательских испытаний Лабораторного технологического регламента для изготовления экспериментального образца надстройки пассажирского судна на подводных крыльях из полимерных композиционных материалов и образцов её фрагментов.
т) результаты исследовательских испытаний экспериментальных образцов фрагментов конструкционных элементов экспериментального образца надстройки пассажирского судна на подводных крыльях.
у) описание имитационной модели надстройки из полимерных композиционных материалов судна на подводных крыльях.
ф) результаты имитационного моделирования посредством конечно-элементного анализа реальных аварийных ситуаций согласно Методике испытаний на пассивную безопасность надстройки из полимерных композиционных материалов пассажирского судна на подводных крыльях.
х) результаты исследовательских испытаний экспериментального образца надстройки пассажирского судна на подводных крыльях из полимерных композиционных материалов на наличие технологических дефектов инструментальными методами неразрушающего контроля.
ц) оценка адекватности технических решений, и сведения о корректировке методики проектирования надстройки из композиционных материалов для пассажирского судна на подводных крыльях по результатам исследовательских испытаний имитационной модели и экспериментального образца надстройки.
ч) обобщение результатов ПНИ, проверка их соответствия требованиям ТЗ.
ш) сравнительная оценка научно-технического уровня полученных результатов исследований и разработок с современным научно-техническим уровнем аналогичных исследований.
2.2 Отчет о патентных исследованиях, оформленный в соответствии с ГОСТ 15.011-96.
2.3 Конструктивная схема взаимного расположения элементов надстройки судна на подводных крыльях из полимерных композиционных материалов.
2.4 Схемы армирования, схемы расположения каркаса среднего слоя, схемы локальных подкреплений надстройки судна на подводных крыльях из полимерных композиционных материалов.
2.5 Расчетная схема для исследования прочности и устойчивости надстройки пассажирского судна на подводных крыльях, а также отдельных ее узлов и элементов.
2.6 Эскизная конструкторская документация оснастки первого порядка, предназначенной для создания надстройки из композиционных материалов пассажирских судов на подводных крыльях.
2.7 Эскизная конструкторская документация оснастки второго порядка, предназначенной для создания надстройки из композиционных материалов пассажирских судов на подводных крыльях.
2.8 Оснастка первого порядка для создания надстройки из композиционных материалов пассажирских судов на подводных крыльях.
2.9 Оснастка второго порядка для создания надстройки из композиционных материалов пассажирских судов на подводных крыльях.
2.10 Эскизная конструкторская документация экспериментального образца надстройки пассажирского судна на подводных крыльях из полимерных композиционных материалов и образцов ее фрагментов.
2.11 Методика проектирования надстройки из полимерных композиционных материалов для пассажирского судна на подводных крыльях.
2.12 Лабораторный технологический регламент для изготовления экспериментального образца надстройки пассажирского судна на подводных крыльях из полимерных композиционных материалов.
2.13 Программа и методики испытаний Лабораторного технологического регламента для изготовления экспериментального образца надстройки пассажирского судна на подводных крыльях из полимерных композиционных материалов.
2.14 Экспериментальные образцы фрагментов конструкционных элементов экспериментального образца надстройки пассажирского судна на подводных крыльях.
2.15 Программа и методики исследовательских испытаний экспериментальных образцов фрагментов конструкционных элементов экспериментального образца надстройки пассажирского судна на подводных крыльях.
2.16 Методика испытаний надстройки пассажирского судна на подводных крыльях на пассивную безопасность конструкции.
2.17 Методика исследовательских испытаний имитационной модели надстройки пассажирского судна на подводных крыльях на пассивную безопасность конструкции
2.18 Экспериментальный образец надстройки пассажирского судна на подводных крыльях из полимерных композиционных материалов.
2.19 Программа и методики исследовательских испытаний экспериментального образца надстройки пассажирского судна на подводных крыльях из полимерных композиционных материалов на наличие технологических дефектов инструментальными методами неразрушающего контроля.
2.20 Технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера – организации реального сектора экономики.
2.21 Проект технического задания на проведение ОКР по теме: «Разработка и организация производства надстроек из полимерных композиционных материалов для скоростных пассажирских судов на подводных крыльях».

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
3.1 Методика проектирования надстройки судна на подводных крыльях из полимерных композитов должна предназначаться для разработки конструкторской документации надстройки из полимерных композиционных материалов для пассажирских судов на подводных крыльях класса «Л» и «Р» Российского Речного Регистра.
3.2 Разрабатываемый экспериментальный образец надстройки пассажирских судов на подводных крыльях должен быть прототипом для создания серийных надстроек пассажирских судов на подводных крыльях, обладающих повышенными технико-экономическими характеристиками.
3.3 Экспериментальные образцы фрагментов конструкционных элементов экспериментального образца надстройки пассажирского судна на подводных крыльях должны быть предназначены для проведения их испытаний в предельных условиях функционирования надстройки.
3.4 Компьютерная модель надстройки из полимерных композиционных материалов пассажирского судна на подводных крыльях должна предназначаться для проведения комплекса расчетных исследований, направленных на анализ силовых факторов, возникающих в конструкции с целью определения проектно-конструктивных параметров надстройки.
3.5 Имитационная модель надстройки из полимерных композиционных материалов пассажирского судна на подводных крыльях должна предназначаться для анализа напряженно-деформированного состояния конструкции с целью моделирования испытаний на пассивную безопасность конструкции.

Текущие результаты проекта:
1. Выполнен аналитический обзор современной научно-технической литературы (18 научно-информационных источников за период 2009 – 2014 годы), относящихся к разработке конструктивных и технических решений создания надстройки из полимерных композиционных материалов для скоростного пассажирского судна на подводных крыльях с повышенными технико-экономическими характеристиками.
2. Проведенный анализ связующих и армирующих компонентов ПКМ показал соответствие физико-химических и механических свойств материала эксплуатационным условиям легких и средних слоев надстройки скоростного пассажирского судна на подводных крыльях.