Разработка и исследование метода многослойных оболочек с различным гидростатическим давлением в подводных технологиях

Холоднов, Анатолий Алексеевич

Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Разработка и исследование метода многослойных оболочек с различным гидростатическим давлением в подводных технологиях
ВАК РФ 11.00.08, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Разработка и исследование метода многослойных оболочек с различным гидростатическим давлением в подводных технологиях"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ОКЕАНОЛОГИИ им. П. П. ШИРШОВАр ОД

1 з июн гзсз

холоднов

Анатолий Алексеевич

На правах рукописи УДК. 551.463.21

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧЕК С РАЗЛИЧНЫМ ГИДРОСТАТИЧЕСКИМ ДАВЛЕНИЕМ В ПОДВОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ

Специальность - 11.00.08 - ОКЕАНОЛОГИЯ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА - 2000 г.

Работа выполнена в ИНСТИТУТЕ ОКЕАНОЛОГИИ им.П.П.ШИРШОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

Научный руководитель доктор технических наук, профессор.

заслуженный деятель науки и техники РСФСР

В.С.Ястребов

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Л. Л.Баньян кандидат технических наук

А.Н.Филатов

Ведущее предприятие - ОКБ ОКЕАНОЛОГИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ РАН

Защита состоится " & " 2000г. в ^^ час.

на заседании специализированного Совета по присуждению ученой степени кандидата технических наук в ИНСТИТУТЕ ОКЕАНОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК по адресу: Инд. 117851. Москва, ул.Нахимовский проспект 36. конферен зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института Океанологии Российской Академии Наук.

Автореферат разослан " ^ " 2000г.

Ученый секретарь специализированного Совета

к.г.н. С.Г.Панфилова

О Ч'4.5-044 -(Мбфч ,0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В связи с задачей третьего тысячелетия изучения и освоения Мирового океана возникает необходимость совершенствования и разработки новых подводных технологий.^ По мере роста требований к надежности и технической сложности 7 подводного оборудования, используемого на недоступных для водолазов. как по глубине так. и по времени непрерывного проведения * подводных работ, возникает необходимость частичного или полного пересмотра теоретических и практических методов создания подводного оборудования. Для развития новой и своеобразной техники, обеспечивающей широкую номенклатуру подводно-технических работ ' на больших глубинах, продолжительное время с выполнением широкого спектра работ необходимо создать и внедрить принципиально но-ьвые подводные технологии.

Под термином "подводные технологии" будем понимать совокупность приемов и методов, направленных на изучение и изменение качественных характеристик объектов, находящихся в условиях окружающего водного пространства.

В настоящее время организация защиты элементов подводных V аппаратов от внешнего гидростатического давления идет по пути их размещения в прочных корпусах, за исключением отдельных маслоза-полненных устройств, связанных между собой прочными кабельными линиями. Однако они конструктивно сложны и часто ненадежны. Организация погружной системы подразумевает объединение всех погружных элементов в единую маслозаполненую систему, находящуюся под воздействием гидростатического давления. Они легки и надежны. но имеют ряд недостатков. Неразъемные электрокоммутационные линии в шлангах затрудняют обслуживание погружной системы и требуют использования заполнителя одного типа. Выход из строя хотя бы одного из узлов неизбежно приводит к обводнению заполнителя и созданию агрессивных условий для погружных элементов. Чем выше внешнее гидростатическое давление, тем требуются более сложные и \У материалоемкие герметизирующие узлы для сохранения уровня надежности и долговечности работы. Обтекатели подводных аппаратов делают его более громоздким и менее маневренным. Но это пока единственный способ обеспечить минимальные габариты и массу подводного аппарата при достижении наибольшей надежности в отличии

от способа, при котором все системы и элементы подводного аппарата размещаются только в многочисленных прочных корпусах, смонтированных на раме.

Будущее развитие глубоководной техники может опираться только на новые технологии, "которые обеспечат создание глубоко-V водных многофункциональных аппаратов, с достаточным боковым обзором. хорошей разрешающей способностью приборов, улучшенной маневренностью. точностью выдерживания направления движения и управления динамическим позицианированием. Эти качества возможно достичь путем комплексного объединения в одно изделие всех систем с надежной адаптацией к внешней среде. Одной из основ для решения поставленной задачи может быть применение многослойных прочных, тонкостенных оболочек с системой распределения высокого гидростатического давления. Это позволит повысить надежность vПoдвoднoгo аппарата с расширенной эффекторной и сенсорноЯГсйсте-мами. обладающего повышенными функциональными возможностями.

Цель работы. Создание методологического аппарата и конструктивных основ универсального прочного корпуса ПА. обеспечивающего надежность в защите расширенной эффекторной и сенсорных групп от высокого внешнего гидростатического давления.

Задачи исследования:

1) Определить роль и место подводных аппаратов применительно к изменению номенклатуры подводно-технических работ, окружающей среда, задач и продолжительности работ.

2) Вывести зависимость многофункциональности подводных аппаратов от глубины и времени их эксплуатации.

3) Изучить условия эксплуатации герметизирующих узлов в условиях гидростатического давления.

4) Исследовать процессы дискретного понижения гидростатического давления.

5) Изучить возможности применения, для организации дискретного понижения гидростатического давления, тонкостенных оболочек и конструктивно простых не габаритных герметизирующих узлов.

6) Сформулировать основные принципы конструирования прочных Vмногослойных корпусов подводных аппаратов.

7) Создать математическую модель, позволяющую оперативно анализировать динамику оболочек многослойного прочного корпуса.

Научная новизна: Результат диссертационной работы состоит в следующем:

- разработана теория многослойных, с жидким заполнением межоболочных пространств, прочных корпусов ПА. За счет дискретного понижения высокого внешнего гидростатического давления (ВВГД) по слоям корпуса ПА. созданы условия для применения более простых и не габаритных герметизирующих узлов, позволяющих решить вопрос о более эффективной оснастки глубоководных ПА;

- на основании теории расчета тонкостенньБГ оболочек разработана математическая модель, доказывающая работоспособность й перспектийность концепции многослойных корпусов и дающая возможность для предварительного просчета реакции конструкции с учетом внешних условий, варьирования характеристик материалов, жидких заполнителей и размеров корпуса ПА;

- разработаны методические основы технологии изготовления универсального многослойного корпуса ПА, обеспечивающего многофункциональность и оперативную, в зависимости от поставленной задачи, переоснастку в полевых условиях.

Практическая ценность работы состоит в создании ПА с расширенными эффекторной и сенсорной группами, для работы на абиссальных глубинах. При изготовлении корпусов ПА по предлагаемой методике для стенок оболочек используется более тонкий металл, что технологически удобней и экономически выгодней, чем литье одно-оболочечных жестких корпусов. Качественно новый подход позволит сохранить ПА. а также частично его работоспособность при повреждении корпуса. Защита систем и элементов ПА организована механико-гидростатическим комплексом, обеспечивающим дискретное перераспределение ВВГД без дополнительных энергетических затрат. Разработанная математическая модель позволяет оценить реакцию корпуса при варьировании конструктивными параметрами.

Апробация работы. Материалы диссертации были использованы: Геофизической лабораторией Южного отделения института Океанологии РАН при научно-исследовательской разработке и изготовлении автономной донной станции "АДОМАС".

высокого гидростатического давления.11 Москва. 1990г.: Всесоюзной школе по техническим средствам и методам исследования Мирового океана. АН СССР ИО "Универсальный корпус для многофункционального подводного аппарата."Москва. 1991г.; в Сб. научных трудов ТРТУ - Таганрог 1990 г."Математическая модель многослойной оболочки"; в Государственном комитете СССР по делам изобретений и открытий при оформлении патента БЧ N 1667919 А1 В 01 3 3/00 "Многогслойная оболочка", и патента Ш N 2046232 С1 6 Г 163 15/32 "Уплотнение вала"

В методологическом плане диссертационная работа базируется на следующих результатах:

- в области теории конструирования ПА, полученных В.С.Ястребовым, В.А. Сычевым, Г.П.Соболевым, А. В. Смирновым. Э.Л.Оншцен-ко. И.И.Тумановым. М.Б.Игнатьевым. Ф.М.Кулаковым. В.В.Михайловым;

- в области формирования комплексов морской техники, полученных А.Б.Бронниковым. И.П.Мирошниченко, В.М.Пашиным, А.И.Раковым. В.Н.Семеновым. Л.М.Мучником. А.Н.Холодовым. Л.Ю.Худяковым. И. В. Челпановым;

- в области математических расчетов и моделей, полученных В.С.Ястребовым, В.В.Ашиком, " В.В.Пикулем. А.В.Погореловым, Е.Н.Пантовым. Н.Н.Махиным. Б.Б.Шереметой, Ю.Н.Семеновым, В.М.Пашиным. А.В.Бронниковым.

Объем и структура работы. Основной материал диссертации состоит из введения, 3 глав, заключения /140 стр. машинописного текста 28 рис.. 32 табл./. Список литературы содержит 134 наименования. Объем 4 приложений составляет 70 стр.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, формулируется цель и задачи исследования, описывается объект исследования, его назначение, определяется место НПА в комплексе технических средств обеспечения подводно-технических работ (ПТР).

В первой главе рассмотрены пути и"сложности освоения Мирового океана и анализируется современное состояние и перспективы развития НПА и средств обеспечения их работы.

Процесс разведки и освоения Мирового океана представляет

собой последовательную смену этапов. Каждому из них присущи свои виды подводных работ. В диссертации выполнена классификация подводных работ, в основу которой положены их цели и задачи, их виды. условия выполнения, средства обеспечения и применяемое оборудование. Выявлена динамика изменения номенклатуры и объемов ПТР в зависимости от этапа ПТР.

Исследовано влияние внешней среды, как определяющего технологического фактора, на обобщенный производственный процесс при выполнении ПТР. Выполнен анализ внешних факторов, показаны диаграммы зон и условий применения ПА.

Проанализированы основные современные методы выполнения подводных работ НПА и их классификация - метод кратковременных погружений и длительного пребывания при выполнении сложных задач. В зависимости от условий окружающей среды, продолжительности времени выполняемых работ, этапа и определения круга задач, рассмотрены особенности функционального оборудования и конфигурации ПА. По различным факторам выполнена классификация погружений ПА.

Проведен анализ возможных схем обеспечения работ НПА. Показано принципиальное различие схем и зависимость от этого конфигурации. функциональной вооруженности НПА и различие использования судов обеспечения ПТР.

Различие выполняемых ПТР по номенклатуре, уровню сложности, важности, срочности и другим показателям приводит к невозможности однозначного определения типа технического средства, способного наилучшим образом удовлетворить все предъявляемые требования. В работе представлена модель выбора системы подводного обслуживания при проведении ПТР на основе анализа функциональных возможностей различных технических средств с учетом опубликованных результатов экспертного опроса зарубежных специалистов.

Укрупненная формализованная модель выбора системы может быть представлена следующим образом: каждой технической системе поставлен в соответствие вектор показателей, влияющих на эффективность - стоимость создания, масса, эксплуатационные затраты, время подготовки к работе, риск при проведении работ, рабочая эффективность и прочее. Критерий эффективности подводной системы выражается в следующем виде:

(1) . в п

Фк, 1 " Гп*2.к I п Ь.ь

1-1

8-11-3

Fe.it П Р1>кНп

1-1 1-1

.п+1 .-1

п.

1-1

где Фц.1 - эффективность к - го типа подводной системы при выполнении 1 - той работы: Г1>к - 1 - тый фактор влияния на эффективность к-той подводной системы: 1 - 1.п : к « 1,ы : рп»1.1с " риск при проведении работ к-той подводной системы:

(1)

Рп+г.к ~ рабочая эффективность к-той системы при выполнении 1-го типа работ; п - число факторов, повышение которых отрицательно влияют на эффективность: ш-(п+2) - число факторов, повышение которых положительно влияет на эффективность; т - общее число рассматриваемых факторов; N - число рассматриваемых подводных систем.

В работе выполнена обработка результатов экспертного опроса, сделаны соответствующие выводы.

Определены место и состав флота обеспечения ПТР. Рассмотрены особенности архитектурно-конструктивного типа судов-носителей ПА. Главными факторами, влияющими на архитектуру судов-носителей ПА являются расположение рабочих площадок на палубах, размещение и комплектация оборудования для ПТР. способы спуска ПА. а также условия успешной эксплуатации судна. Выполненный анализ оборудования судов-носителей ПА позволил сформулировать основные требования к его составу, необходимые для дальнейшего его использования под многофункциональные НПА и задачи выполняемые ими. а также при обслуживании долговременных донных станций ведущих мониторинг окружающей среды или являющихся стационарной точкой, с которой ведется дистанционное долговременное наблюдение за каким либо объектом. Проведенный анализ всех составляющих технологического цикла стал основой формирования требований повышения надежности подводных аппаратов с развитой эффекторной и сенсорной системами. Показано, что разработка теоретических и технологических основ, прочных корпусов на основе многослойных оболочек является серьезным этапом на пути решения проблемы надежности подводных аппаратов.

Вторая глава посвящена постановке задачи проектирования корпуса необитаемого подводного аппарата для работы на абиссальных глубинах. В настоящее время практически все развитые страны занимаются освоением Мирового океана, разрабатывают проекты специализированных судов, решают проблемы спуска и подъема ПА и подводных комплексов, обслуживающих НПА. а также и других вспомогательных и основных подводных технических средств. Рассмотрение структуры подводных комплексов необходимо проводить одновременно в пространстве и во времени.

Трудности в организации надежной защиты расширенной эффектор-ной и сенсорных групп ПА и подводных комплексов связаны именно с герметизацией от высокого внешнего гидростатического давления (ВВГД). Поскольку многофункциональные ПА. без которых невозможно дальнейшее освоение Мирового океана, должны иметь хорошую проходимость и оперативную ориентацию в пространстве, они должны быть вооружены достаточным количеством систем и устройств, обеспечивающих устойчивую и продолжительную работу. В настоящее время организация защиты систем и элементов ПА от ВВГД идет по пути прочных однооболочечных корпусов в комплексе с маслозаполненными устройствами, составляющими основу двикительно-маневровых и ма-нипуляторных комплексов, энергетических систем и вспомогательных устройств. Пока это единственный способ, обеспечивающий как функционирование ПА на больших глубинах, так и его минимальные мас-согабаритные характеристики, но это конструктивно сложно и часто не надежно. Сохранение уровня надежности герметизирующих узлов, при сохранении многофункциональности НПА на больших глубинах, ведет к необходимости конструктивного их усложнения, а следовательно изменения в сторону увеличения массогабаритных характеристик. Причем эта зависимость (рис.1) имеет нелинейный характер. В свою очередь, если рассмотреть площади корпуса НПА с определенным количеством герметизирующих узлов, встроенных в тело корпуса, при условии сохранения функциональной насыщенности НПА и адаптации его к более большим глубинам, зависимость (рис.2)

Зависимость массогабаритных характеристик герметизирующего узла от глубины при условии не снижения надежности

Зависимость площади повёрхности корпуса НПА от площади занимаемой герметизирующими узлами при их адаптации к более высоким гидростатическим давлениям и сохранении функциональной насыщенности и надежности.

Рис.2

также будет иметь нелинейный характер.

Обе эти зависимости имеют нелинейный характер и показывают, что происходит практическое вырождение целесообразности использования монооболочки. Это вызывает необходимость сокращать количество герметизирующих узлов, что имеет прямую связь с функциональной возможностью НПА. Поэтому решение проблемы создания многофункционального ПА для работы на абиссальных глубинах требует новых подходов и разработок.

Следовательно, необходимо принципиально по новому подойти к решению данной проблемы со сменой существующего технического акцента. По сути дела, для этого необходимо в принципе отказаться от принятых инженерных подходов, чтобы решить проблему создания ПА нового поколения. Задача состоит в разработке новой методики конструирования корпусов, которая позволит в перспективе создать ПА нового поколения функциональность которых не должна зависеть от глубины их использования, имеющих универсальную комплектацию, иметь автономные двикительно-маневровые системы, достаточное количество манипуляторных комплексов и вспомогательных устройств для выполнения сложных многоцелевых программ. Это одновременно должно сочетаться, без снижения надежности и рациональности эксплуатации. с возможностью их мобильной функциональной переориентацией путем оперативной замены блоков и узлов в случае перенастройки на новые задачи.

Для того чтобы частично или полностью решить задачу герметизации многофункциональных ПА для больших глубин автором предлагается принципиально по новому решить задачу конструирования пассивных погружных систем, обеспечивающих надежную защиту расширенной эффекторной и. сенсорной групп, но не за счет усовершенствования герметизирующих узлов и элементов.

Каждое из устройств НПА представляет совокупность законченных. в функциональном плане, контуров, состоящих из блоков и узлов» составляющих исполнительную цепочку. При рассредоточении составляющих каждого контура под различные гидростатические давления, с относительно незначительным перепадом, появляется возможность применять более простые герметизирующие узлы, а за счет снижения их массогабаритных характеристик, увеличить их количество. Тем самым появляется возможность увеличения числа функциональных контуров, снижения требований к прочности составляю-

щих корпуса и к герметизирующим узлам, обеспечивающим связь между блоками и узлами, находящимися в смежных гидростатических уровнях. Снижение требований дает возможность герметизировать кабели и механические соединения простыми, уже ранее известными и апробированными, герметизирующими узлами.

В большинстве своем блоки и узлы, вводимые в контур, имеют варианты погружного исполнения или имеется возможность заключения их в небольшие, но достаточно прочные герметичные капсулы.

Структурная схема модульного представления исполнительного органа эффекторной системы

Р вн

к главному вычислителю Рис.3

Изготовив каждое из составляющих контура под определенные условия эксплуатации (среда, гидростатического давление), расположить. с сохранением функциональной последовательности, в уровне со смежными границами под различное гидростатическое давление.

Используя энергии ВВГД. организовать дискретное понижение давления в этих уровнях от Рвн с дискретом до уровня Р„. равное нормальному атмосферному давлению

Ро < Р1 < ... Рп < Рвн :

где Р0 - давление газа или воздуха в центральной полости Р^ - гидростатическое давление в 1-м уровне Рвн- внешнее гидростатическое давление

при этом Р„ - Р! - Д1: Р1 - Р2 - Л2." ---- Рп-1 - Рп ** Ап

где - установочная разница давлений между соседними уровнями и является величшой постоянной.

Поскольку границы в объемах смежные, а А1 намного меньше чем Рвн, следовательно, для герметизации коммутационных линий соединяющих блоки или узлы, находящиеся в соседних объемах потребуются герметизирующие уплотнения рассчитанные только на давление равное '

Предлагаемую методику проектирования можно реализовать используя патент Би № 1667919 А1 В 01 ДЗ/00 (рис.4) •

Многослойная оболочка имеет слоистую конструкцию с системой клапанов, позволяющих организовать по слоям многослойной конструкции дискретное понижение внешнего гидростатического давления в направлении от периферии к центру. Межоболочечные пространства заполнены жидкими заполнителями.

Устройство состоит из: защитных оболочек - 1,2.3; рессивер-ных камер - 4.5; разделителей сред - 6.7; клапанов прямого перепуска - 8.9; клапанов обратного перепуска - 10.11.

Устройство работает следующим образом. При действии внешнего гидростатичесого давления происходит свободное перемещение разделителя сред первой ступени с передачей уровня ВВГД предкла-панную полость, прилегающую к первому межоболочечному пространству. При повышении давления в первой предклапанной полости, происходит прижатие выпускного клапана первой ступени. При дальнейшем повышении давления произойдет срабатывание выпускного клапана первой ступени. Порог срабатывания.выставляется в зависимости от конструктивных особенностей оболочки. Это обеспечит разность давлений которую необходимо поддерживать в первом межоболочечном пространстве относительно давления внешней окружающей среды. После срабатывания выпускного клапана первой ступени, при дальнейшем повышении внешнего давления на первую оболочку, будет происходить частичный перепуск жидкого заполнителя из первой предклапанной полости в первое межоболочечное пространство прилегающего к ней. Кода разность давлений в первом межоболочечном пространстве и первой предклапанной полости будет равно порогу срабатывания впускного клапана первой ступени, перепуск прекратится, а процесс стабилизируется в режиме ожидания. При дальнейшем повышении 'внешнего гидростатического давления будет подниматься давление в первом межоболочечном пространстве, что вызовет аналогичные процессы во втором межоболочечном пространстве и прилегающей к нему предклапанной полости второй ступени. При большем количестве оболочек произойдут аналогичные процессы во всех ступенях многослойной оболочки.

Снижение ВВГД до уровня ниже чем в первой предклапанной полости вызовет свободное перемещение разделителя сред первой ступени. но уже'в обратную сторону, что вызовет понижение давления в первой предклапанной полости. Понижение давления в первой предклапанной полости ниже уровня давления в первом межоболочеч-

ном пространстве повлечет за собой разгерметизации выпускного клапана первой ступени и частичный перепуск через него жидкого наполнителя из первого межоболочечного пространства в первую предклапанную полость. Последующее понижение внешнего гидростатического давления вызовет аналогичные процессы во всех ступенях многослойного устройства.

Немаловажно отметить, что коэффициент сжатия межоболочеч-ных наполнителей повышается от периферии к центру и соблюдение этого условия является обязательным.

В зависимости от величины внешнего гидростатического давления. запаса прочности межслойных оболочек и требований ко всей защите в целом, необходимого количества ступеней понижения давления. конструктивных особенностей и формы, а также задач возлагаемых на него, количество оболочек может быть любым и определяется индивидуально для каждого ПА в отдельности.

Технико-экономическая эффективность заключается в том. что для работы устройства, реализованного по данной схеме, не требуется энергетических затрат. Для изготовления стенок оболочек возможно использовать более тонкий металл, что технологически удобней и экономически выгодней, поскольку отпадает необходимость отливать составляющие жесткого корпуса ПА. При повреждении одной из оболочек не произойдет разгерметизация защищаемого обьема. так как комплексная система клапанов перераспределит локальное повышение давления в последующие слои многослойной конструкции.

Таким образом, задача состоит в определении совокупности данных, определяющих размеры многослойной оболочки, характеристик жидких заполнителей и установочного давления перепускных клапанов для того, чтобы организовать дискретное понижение внешнего гидростатического давления по слоям многослойной конструкции .

Третья глава посвящена разработке математической модели и методов проектирования многослойного корпуса подводного аппарата. обеспечивающего дискретное понижение давления. Поскольку дискретное понижение давления за счет многослойной конструкции снижает гидростатическое воздействие на оболочки, для изготовления многослойной конструкции корпуса ПА предполагается использовать более тонкий металл, чем для однооболочечных конструкций. Следовательно, для проведения расчетов оболочек многослойной конструкции необходимо применять теорию расчета тонкостенных

оболочек. С учетом исключительной трудности математического исследования проблем устойчивости тонкостенных элементов область неустойчивости оболочек в данной математической модели не затрагивается. Сложность -задачи значительно возрастает при учете в расчетах формы просчитываемого объекта, его продольных и поперечных усилителей, характеристик межоболочечных наполнителей, устройств и приспособлений, находящихся в межоболочечных пространствах. Даже несмотря на относительную простоту расчета при разработке однослойных конструкций ПА, расчеты проводятся применительно к каждому изготовляемому изделию в отдельности. Поэтому задача создать универсальную математическую модель для расчета многослойных корпусов не ставится в данной работе.

Для доказательства перспективности многослойной конструкции, обеспечивающей дискретное понижение по слоям внешнего гидростатического давления, достаточно рассмотреть математическую модель сферически симметричную слоистую систему, состоящую из пяти концентрических слоев конечной толщины и находящейся в условиях всестороннего сжатия (рис.5).

1.3.5

2,4

г5 г6

Рис.5

Нумерация слоев производится от центра к периферии, соответственно. толщина 1-го слоя равна

Д^ - Н1М - I?! (1 - 1.2.3.4.5);

металлические оболочки жидкий заполнитель

Первый, третий и пятый слои представляют собой относительно тонкостенные металлические оболочки, а соответствующие межоболо-чечные пространства (второй и четвертый слой) заполнены некоторой жидкостью, причем коэффициент сжатия межоболочечных жидкостей возрастает от периферии к центру.

Относительно реологических свойств материалов, составляющих оболочки, заполняющих межоболочечные пространства жидкостей, будем предполагать следующее: напряжения и деформации в рассматриваемой системе описываются уравнениями линейной теории упругости. а реологические свойства каждого материала определяются двумя параметрами. В качестве этих параметров могут быть выбраны следующие пары: модуль сжатия К и модуль сдвига ¡1 . либо - модуль сдвига Юнга Е и коэффициент Пауссона 5 .

Уравнение равновесия изотропной упругости среды в случае, когда деформация вызывается силами приложенными к поверхности тела, имеет вид

(1 - 25)Ди + grad div U = О ; Или в несколько ином виде

(1)

2(1 - 5) grad dlr U - (1 - 25) rot rot U = 0 ; (2)

где U - вектор деформации: 5 - коэффициент Пауссона

Связь между тензором напряжения 6iK и тензором деформации где (1 = 1,2.3; к = 1.2,3) для изотропного тела определяется обобщенным законом Гука

5IK = ^U51K + 2ji(iik ~ ~ 51к£ц) ;

(3)

Где к - модуль всестороннего сжатия р. - модуль сдвига

51Х - символ Кронекера

Sn =

1. если 1 = к О, если 1 * к

В выражении (3) и далее по повторяющимся индексам производится суммирование.

Уравнения (1) - (3), дополненные соотношениями, связывающими тензор деформации и вектор деформации, а также определенными граничными условиями, определяющими собственно физическое содержание задачи, позволяют определить напряжения и деформации в любой конкретной задаче.

Введем сферическую систему координат (г. ц. Т ) с центром в точке 0. Выбор именно сферической системы координат объясняется сферической симметрией рассматриваемой в данной работе конструкции.

В выбранной системе координат выражения, связывающие компоненты тензора и вектора деформации, имеют вид

U - U (г. q. f) - (Ur. U„. Uf) :

in ■ iik <r- 4. f> :

Соответственно уравнение равновесия (1) можно записать в

виде.

(1 - 25 )

1 d г2 dr

dUr г2 — dr

г2 sin f df

sin f

dUr

1 1 + - -

d2Ur

r2 sin2 f dq2

1 dir^Up) 1

--+- *

r2 - dr

d(slnfUt) 1 # - +-

dUn

r sin f dq

r sin f

0 ;

Уравнения (3). (4). (5) дополняются следующими граничными условиями: на наружной стороне внешней оболочки задано постоянное давление Р - const .

Обозначим критическое давление, при котором срабатывают перепускные клапана в пятой и третьей оболочках. Ркр. Тогда, в зависимости от соотношений между Р и Р,р имеем следующие граничные условия.

1. Если Р < Ркр1 :

2. Если Р > Ркр1 ; 5(4) < Ркр2 :

з. Если Р > Ркр1 : > Р,

гг

"кр2

Учет сферической симметрии задачи позволяет значительно упростить исходные уравнения (4) и (5). В нашем случае компоненты тензора напряжений, а также векторы и тензоры деформации зависят только от одной пространственной координаты г .

51к - 51к(г) : ^к-^к(г); и-О(г): При этом, поскольку деформации направлены только по радиусу, вектор деформации имеет одну компоненту.

- и - (иг. 0. 0) ;

.Кроме того, в силу сферической симметрии производные всех искомых функций по переменным q и Г становятся равными нулю.

Соответственно уравнения равновесия сводятся к одному уравнению. определяющему компоненту IV вектора деформации.

б ■ йг

1 сКгЧ)

г2

бг

= 0 ;

Общий интеграл уравнения (10) имеет вид [19,20].

иг = а г + — ;

г2

Таким образом вектор деформации в каждом слое.

Ь,

их(г) - ахг +— ; 1-1,2,3.4.5 (12) г2

Используя соотношение (3). получим выражение для радиальной компоненты бгг тензора напряжений.

Как видно из граничных условий для получения полного реше-

ния задачи необходимо в зависимости от соотношения внешнего давления Рвн и критического давления Ркр рассмотреть три случая.

1. Р„

гкр1'

2. Рв„ < РКр1 : б«4' < Рк

гкр1 • и - N гкр2 ГГ

з. рвн > РкР1 : б<4> > р,

ГГ

яр2

В результате расчетов получена серия массивов данных о дискретном понижении давления на основе которых построены графики (рис.6). На графиках видна реакция математической модели на изменение внешнего гидростатического давления, где згг1 - давление во. внутренней оболочке; згг1х - напряжение 1 (внутренней) оболочки; ягг2 - гидростатическое давление между 1

(внутренней) и 2 (средней) оболочками; эггЗх - напряжение 2 (средней) оболочки; бгг4 - гидростатическое давление между 2

(средней) и 3 (внешней) оболочками; зггбх - напряжение 3 (внешней) оболочки; рвн - внешнее гидростатическое давление.

3001 Р агг

вгг 5х

ГТТ 100

Рис.6

Анализ графиков показывает, что при увеличении внешнего гидростатического давления от 0. гидростатическое давление в межоболочечных пространствах и напряжения в оболочках начнут подниматься, Поднятие обусловлено деформацией оболочек, но ввиду того, что оболочки установлены последовательно, графики зависимостей давлений и напряжений от внешнего гидростатического давления будут различны и по своей крутизне. Крутизна для каждой из оболочек и межоболочечных пространств будет снижаться в зависимости от расположения в многооболочечной конструкции. Чем глубже слой, тем крутизна меньше. При срабатывании прямых перепускных клапанов, при достижении в межоболочечных пространствах давления, равного установочному для каждого из слоев, крутизна графика напряжений в оболочках будет меняться в сторону увеличения.

Практическая реализация математической модели была выполнена в виде программного комплекса для персональных ЭВМ.

Общей решение задачи расчета многослойной конструкции с помощью данной математической модели позволяет производить расчет многослойных копрусов ПА.

При увеличении количества слоев, математическая модель должна быть дополнена в соответствии с количеством,слоев.

Эта модель позволяет, с достаточной для практики надежностью. проводить инженерные оценки устойчивости тонкостенных оболочек.

Графическое отображение математической модели показано на рис. 7.

В заключении изложены основные результаты диссертационной работы. Выполненные в работе исследования позволили создать методику проектирования корпусов подводных аппаратов, обеспечивающих надежную защиту расширенной эффекторной и сенсорной групп, что позволяет создавать многофункциональные подводные аппараты для больших глубин.

Математическая модель трехслойной конструкции

Задание радиусов оболочек и реологических характеристик

Задание критического давления

гкр

Т-

Внешнее давление Р!'- ( 1-1 ) * 1.0 1 - 1,501

Вычисление компонерт тензора напряжений в оболочках для граничных условий (б)

да

Р. < Р«Р"

нет

Тензор напряжений в оболочках для группы условий (7)

Тензор напряжений в оболочках для группы условий (7).

Вывод результатов

Т:

Да Р, < нет

Тензор напряжений в оболочках для группы условий (8)

STOP

Рис. 7

Основными результатами работы являются:

1. Создание принципа конструирования и методики дискретного понижения внешнего гидростатического давления позволяющая обеспечить работоспособность расширенной эффекторной и сенсорной груш подводных аппаратов без снижения их многофункциональности на больших глубинах.

2. Создана математическая модель, доказывающая работоспособность предлагаемого устройства, разработанная на основании теории расчета тонкостенных оболочек. Разработанная методика предварительного просчета многослойного корпуса подводного аппарата позволяет осуществлять их проектирование с учетом динамики дискретного понижения внешнего гидростатического давления.

3. Показано, что. применение многослойной оболочки с дискретным понижением внешнего гидростатического давления позволяет применять на границах перепада давления герметизирующие узлы более простых и надежных конструкций с большим выигрышем по массо-габаритным характеристикам.

Методика проектирования многослойного корпуса подводного аппарата основывается на:

- проведении анализа современного состояния работ на морских месторождениях железомарганцевых конкреций. Исследована роль и место подводных аппаратов и других технических средств обеспечивающих подводнотехнические работы.

- разработке классификации подводно-технических работ применительно к подводному месторождению железомарганцевых конкреций и проанализированы тенденции изменения номенклатуры и объемов подводно-технических работ на протяжении всего жизненного цикла месторождения.

- рассмотрении влияния внешней среды, как определяющего фактора на производственный процесс при выполнении подводно-технических работ.

- выявлении классификации технических средств, предназначенных для проведения и обеспечения процесса подводного обслуживания месторождения. Определены перспективы использования и развития необитаемых подводных аппаратов. других технических средств, базируемых на судах обеспечения.

- проведении анализа современного состояния и перспектив развития необитаемых подводных аппаратов применительно к работам

продолжительное время на больших глубинах.

- проведении анализа условий выполнения работ на месторождениях железомарганцевых конкреций.

- разработке инженерной методики создания многослойных корпусов подводных аппаратов с жидкими наполнителями для дискретного понижения внешнего гидростатического давления.

- разработке математической модели многослойного корпуса подводного аппарата.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах соискателя:

1. Патент SU N 1667919 AI В Ol J 3/00 "Многослойная оболочка". Научно-исследовательский и проектный институт геофизических методов разведки океана. Заявка 26.01.89, Опубликован 07.08.91.бюл N 12.

2. Математическая модель многослойной оболочки. Сб.науч. трудов ТРТУ. - Таганрог.1990г.стр.176

3. Принципы организации защиты расширенной эффекторной и сенсорной групп от высокого гидростатического давления. АН СССР ИО МНТК "Робот" 5 Всесоюзное совещание по робототехническим системам. Тез. докл. 4.2. стр.258, докл. N 9.4, Москва. 1990г.

4. Универсальный корпус для многофункционального подводного аппарата. АН СССР ИО Всесоюзная школа по техническим средствам и методам исследования Мирового океана. Тез. докл.N12. Москва, 1991г.

5. Холоднов A.A. Патент RU N 2046232 С1 6 F 163 15/32 "Уплотнение вала" Заявка 10.02.-92r. Опубликована 20.10.95г. Бюл.И29.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Холоднов, Анатолий Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ПЕРСПЕКТИВЫ ОСВОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ КОНКРЕЦИЙ И РАЗВИТИЕ ПОДВОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ИХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ.

1.1. Анализ месторождений железомарганцевых конкреций. И

1.2. Подводно - технические работы как составная часть номенклатуры работ на подводных месторождениях.

1.2.1.Классификация подводных работ на морском месторождении.

1.2.2.Влияние внешней среды как определяющего фактора на производственный процесс при выполнении подводно - технических работ.

1.2.3.Влияние этапа освоения месторождения на номенклатуру подводно - технических работ.

1.3. Основные методы выполнения подводных работ и конфигурация подводных аппаратов, обеспечивающих подводно - технические работы.

1.3.1.Классификация подводных аппаратов, обслуживающих месторождения.

1.3.2.Средства обеспечения работы необитаемых подводных аппаратов.

1.3.3.Анализ и перспективы использования необитаемых подводных аппаратов в целях морской добывающей промышленности.

- 2

1.3.4.Модель выбора типа системы подводного обслуживания месторождения.

1.4. Специализированный флот.

1.4.1.Место подводных аппаратов в составе флота.

1.4.2.Требования к оснастке судов обеспечивающих спуско-подъемные операции подводного добычного комплекса.

ГЛАВА II. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРОЧНЫХ КОРПУСОВ ПОДВОДНЫХ НЕОБИТАЕМЫХ АППАРАТОВ ПОВЫШЕННОЙ НАДЕЖНОСТИ ДЛЯ РАБОТЫ НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ЖМК, НАХОДЯЩИХСЯ НА

АБИСАЛЬНЫХ ГЛУБИНАХ.

2.1. Анализ условий выполнения работ по добыче ЖМК и требования к НПА.

2. 2. Погружные системы НПА и анализ их составляющих. 54 2. 3. Методика организации многослойной герметизации

2.4. Реализация методики многослойной герметизации корпуса ПА.

2.5. Подбор жидких диэлектриков для заполнения меж-оболочечнх пространств корпуса ПА и погружнх систем находящихся в них.

2.6. Инженерная методика решения задачи конструирования многослойного корпуса НПА.

2.7. Обеспечение и регулирование плавучести подводного аппарата многослойной конструкции.

ГЛАВА III РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МНОГО

СЛ0ЙН0Г0 КОРПУСА ПОДВОДНОГО АППАРАТА.

3.1. Математическая модель многослойного корпуса ПА.

3.2. Решение задачи для Р < PKDl.

- 3

3.3. Решение отвечающее условию Р > Ркр1; Ркр2 : . Ю

3.4. Решение для случая Р > Ркр1 ; > ркрг . Ю

Введение Диссертация по географии, на тему "Разработка и исследование метода многослойных оболочек с различным гидростатическим давлением в подводных технологиях"

Актуальность проблемы. В связи с задачей третьего тысячелетия изучения и освоения Мирового океана возникает необходимость совершенствования и разработки новых подводных технологий. По мере роста требований к надежности и технической сложности подводного оборудования, используемого на недоступных для водолазов, как по глубине так, и по времени непрерывного проведения подводных работ, возникает необходимость частичного или полного пересмотра теоретических и практических методов создания подводного оборудования. Для развития новой и своеобразной техники, обеспечивающей широкую номенклатуру подводно-технических работ на больших глубинах, продолжительное время с выполнением широкого спектра работ необходимо создать и внедрить принципиально новые подводные технологии.

В настоящее время организация защиты элементов подводных аппаратов от внешнего гидростатического давления идет по пути их размещения в прочных корпусах, за исключением отдельных маслоза-полненных устройств, связанных между собой прочными кабельными линиями. Однако они конструктивно сложны и часто ненадежны. Организация погружной системы подразумевает объединение всех погружных элементов в единую маслозаполненую систему, находящуюся под воздействием гидростатического давления. Они легки и надежны, но имеют ряд недостатков. Неразъемные электрокоммутационные линии в шлангах затрудняют обслуживание погружной системы и требуют использования заполнителя одного типа. Выход из строя хотя бы одного из узлов неизбежно приводит к обводнению заполнителя и созданию агрессивных условий для погружных элементов. Чем выше внешнее гидростатическое давление, тем требуются более сложные и материалоемкие герметизирующие узлы для сохранения уровня надежности и долговечности работы. Обтекатели подводных аппаратов делают его более громоздким и менее маневренным. Но это пока единственный способ обеспечить минимальные габариты и массу подводного аппарата при достижении наибольшей надежности в отличии от способа, при котором все системы и элементы подводного аппарата размещаются только в многочисленных прочных корпусах, смонтированных на раме.

Будущее развитие глубоководной техники может опираться только на новые технологии, которые обеспечат создание глубоководных многофункциональных аппаратов, с достаточным боковым обзором, хорошей разрешающей способностью приборов, улучшенной маневренностью, точностью выдерживания направления движения и управления динамическим позицианированием. Эти качества возможно достичь путем комплексного объединения в одно изделие всех систем с надежной адаптацией к внешней среде. Одной из основ для решения поставленной задачи может быть применение многослойных прочных, тонкостенных оболочек с системой распределения высокого гидростатического давления. Это позволит повысить надежность подводного аппарата с расширенной эффекторной и сенсорной системами, обладающего повышенными функциональными возможностями.

Цель работы. Создание методологического аппарата и конструктивных основ универсального прочного корпуса ПА, обеспечивающего надежность в защите расширенной эффекторной и сенсорных групп от высокого внешнего гидростатического давления.

Задачи исследования:

1) Определить роль и место подводных аппаратов применительно к изменению номенклатуры подводно-технических работ, окружающей среды, задач и продолжительности работ.

2) Вывести зависимость многофункциональности подводных аппаратов от глубины и времени их эксплуатации.

3) Изучить условия эксплуатации герметизирующих узлов в условиях гидростатического давления.

4) Исследовать процессы дискретного понижения гидростатического давления.

6) Сформулировать основные принципы конструирования прочных многослойных корпусов подводных аппаратов.

Научная новизна: Результат диссертационной работы состоит в следующем:

- разработана теория многослойных, с жидким заполнением межоболочных пространств, прочных корпусов ПА. За счет дискретного понижения высокого внешнего гидростатического давления (ВВГД) по слоям корпуса ПА, созданы условия для применения более простых и не габаритных герметизирующих узлов, позволяющих решить вопрос о более эффективной оснастки глубоководных ПА;

- на основании теории расчета тонкостенных оболочек разработана математическая модель, доказывающая работоспособность и перспективность концепции многослойных корпусов и дающая возможность для предварительного просчета реакции конструкции с учетом внешних условий, варьирования характеристик материалов, жидких заполнителей и размеров корпуса ПА;

Практическая ценность работы состоит в создании ПА с расширенными эффекторной и сенсорной группами для работы на абиссальных глубинах. При изготовлении корпусов ПА по предлагаемой методике для стенок оболочек используется более тонкий металл, что технологически удобней и экономически выгодней, чем литье одно-оболочечных жестких корпусов. Качественно новый подход позволит сохранить ПА, а также частично его работоспособность при повреждении корпуса. Защита систем и элементов ПА организована механико-гидростатическим комплексом, обеспечивающим дискретное перераспределение ВВГД без дополнительных энергетических затрат. Разработанная математическая модель позволяет оценить реакцию корпуса при варьировании конструктивными параметрами.

Основными результатами работы являются:

1. Создание принципа конструирования и методики дискретного понижения внешнего гидростатического давления позволяющая обеспечить работоспособность расширенной эффекторной и сенсорной групп подводных аппаратов без снижения их многофункциональности на больших глубинах.

3. Показано, что применение многослойной оболочки с дискретным понижением внешнего гидростатического давления позволяет применять на границах перепада давления герметизирующие узлы более простых и надежных конструкций с большим выигрышем по массогабаритным характеристикам.

Методика проектирования многослойного корпуса подводного аппарата основывается на:

- рассмотрении влияния внешней среды, как определяющего фактора на производственный процесс при выполнении подводно-технических работ;

- выявлении классификации технических средств, предназначенных для проведения и обеспечения процесса подводного обслуживания месторождения. Определены перспективы использования и развития необитаемых подводных аппаратов, других технических средств, базируемых на судах обеспечения;

- проведении анализа современного состояния и перспектив развития необитаемых подводных аппаратов применительно к работам продолжительное время на больших глубинах;

- проведении анализа условий выполнения работ на месторождениях железомарганцевых конкреций;

- разработке математической модели многослойного корпуса подводного аппарата.

В методологическом плане диссертационная работа базируется на следующих результатах:

- в области теории конструирования ПА, полученных В.С.Ястребовым, В.А. Сычевым, Г.П.Соболевым, А.В.Смирновым, Э.Л.Оншцен-ко, И.И.Тумановым, М.Б.Игнатьевым, Ф.М.Кулаковым, В.В.Михайловым;

- в области формирования комплексов морской техники, полученных А. Б. Бронниковым, И.П.Мирошниченко, В.М.Пашиным, А.И. Раковым, Ю. Н. Семеновым, Л. М. Мучником, А. Н. Холодовым, Л. Ю. Худяковым, И. В. Челпановым;

- в области математических расчетов и моделей, полученных В.С.Ястребовым, В.В.Ашиком, В.В.Пикулем, А.В.Погореловым, Е.Н.Пантовым, Н.Н.Махиным, Б.Б.Шереметой, Ю.Н.Семеновым, В.М.Пашиным, А.В.Бронниковым.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 5 печатных работах и докладывались на: 5 Всесоюзном совещании по робототехническим системам. АН СССР ИО МНТК "Робот" "Принципы организации защиты расширенной эффекторной и сенсорной групп от высокого гидростатического давления." Москва, 1990г.; Всесоюзной школе по техническим средствам и методам исследования Мирового океана. АН СССР ИО "Универсальный корпус для многофункционального подводного аппарата."Москва, 1991г.; в Сб. научных трудов ТРТУ - Таганрог 1990 г."Математическая модель многослойной оболочки"; в Государственном комитете СССР по делам изобретений и открытий при оформлении патента Би N 1667919 А1 В 01 3 3/00

- 11

Заключение Диссертация по теме "Океанология", Холоднов, Анатолий Алексеевич

- 119 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненого в работе исследования разработана методика проектирования многослойной оболочки. Методика основана на дискретном понижение внешнего гидростатического давления. Понижение давления осуществляется устройством имеющим ногослойную констукцию. По этому же принципу предлагается разработать многослойный корпус подводного аппарата предназначенного для работы на больших и сверх больших глубинах. Одновременно предлагаемая методика позволяет создать глубоководные подводные аппараты имеющие расширенную эфекторную и сенсорную системы без снижения надежности самого аппарата в целом. Аппараты с такими техническими данными позволяю выполнять весь спектр подводно-технических работ на технологических, эксплуатационных и ликвидационных этапах освоения месторождений железо-марганцевых конкреций.

Основными результатами работы являются:

1. Создание принципа конструирования и методики дискретного понижения внешнего гидростатического давления позволяющая обеспечить работоспособность расширенной эффекторной и сенсорной групп подводных аппаратов без снижения их многофункциональности на больших глубинах.

3. Показано, что применение многослойной оболочки с дискретным понижением внешнего гидростатического давления позволяет применять на границах перепада давления герметизирующие узлы более простых и надежных конструкций с большим выигрышем по массо-габаритным характеристикам.

Методика проектирования многослойного корпуса подводного аппарата основывается на:

- выявлении классификации технических средств, предназначенных для проведения и обеспечения процесса подводного обслуживания месторождения. Определены перспективы использования и развития необитаемых подводных аппаратов, других технических средств, базируемых на судах обеспечения;

- проведении анализа условий выполнения работ на месторождениях железомарганцевых конкреций;

- 121

- разработке математической модели многослойного корпуса подводного аппарата.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах соискателя:

1. Патент SU N 1667919 AI В Ol j 3/00 "Многослойная оболочка". Научно-исследовательский и проектный институт геофизических методов разведки океана. Заявка 26.01.89, Опубликован 07.08.91.Бюл N 12.

2. Математическая модель многослойной оболочки. Сб. науч. трудов ТРТУ. - Таганрог.1990г.стр.176.

5. Холоднов A.A. Патент RU N 2046232 С1 6 F 16J 15/32 "Уплотнение вала" Заявка 10.02.92г. Опубликована 20.10.95г. Бюл. N29.

Библиография Диссертация по географии, кандидата технических наук, Холоднов, Анатолий Алексеевич, Москва

1.- J1.: Судостроение, 1979.-с. 264

2. Агеев М.В.Автоматические подводные аппараты.-JI.: Судостроение, 1981. -с. 7.

3. Алиев Н.А.Предотвращение загрязнений моря при разработкенефтяных месторождений.-М.: НЕДРА, 1981. -с. 168

4. Амбарцамян С.А. Теория анизотропных пластин.-М.:Наука, 1967.с.576.

5. Арктические подводные операции / под ред.Л.Рея.-Л.:Судостроение, 1989.-с. 288

6. Башта Т.М. Объемные гидравлические приводы.- М.:Машиностроение, 1969

7. Борисов Ю.А., БорковА.П., Гаврилов М.В. Самоходные необитаемые подводные аппараты,- Л.:Судостроение, 1986,- 264 с.

8. Бородавкин П.П. Подводные трубопроводы.-М.:НЕДРА, 1979.стр.415

9. Бровиков П.А.,Самарский В.Н.Подводная техника морскихнефтепромыслов.-Л.Судостроение,1980.- с. 176

10. Вольмир A.C. Устойчивость деформируемых систем.- М.: Наука, 1967.-987 с.

11. Временная инструкцция по расчету периодичности и объемовтехнического обслуживания и ремонта плавучих буровых установок.-М.:Главморнефтегаз, 1986. -с. 15

12. Глумов И.Ф.Автоматизированные геофизические комплексыдля изучения геологии и минеральных ресурсов Мирового океана. М.: НЕДРА, 1986. -с. 3

13. Гольденвейзер А.Л. Теория упругих тонких оболочек.- М.:Гостехиздат, 1953.

14. Гольдин Э.Р.Подводно-технические работы: Технологиястроительства и средства механизации.- М.:Транспорт, 1987.-с.200

15. Григолюк Э.й.Чулков П. П. Устойчивость и колебаниятрехслойных оболочек.- М.:Машиностроение, 1973.- 170 с.

16. Дмитриев А.Н. Проектирование подводных аппаратов.- J1.: Судостроение, 1978.

17. Доусон Дж.Проектирование сооружений морского шельфа.- Л.:Судостроение, 1986. -с. 288

18. Единые правила безопасности труда на водолазных работах.- М.:ЦРИА "Морфлот", 1980,- с. 182

19. Иванов В.А. Суда технического флота.- М.:Транспорт, 1982. 366с.

20. Искендеров И.А.Вопросы проектирования и строительстваморских трубопроводов .-Баку: Азерб. гос. изд-во, 1970.-с.12-14

21. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальнымуравнениям.-М.:Наука, 1976.-с.578.

22. Капустин К.Я.,Камышов М.А.Строительство морскихтрубопроводов.- М.:НЕДРА, 1982.-с.207

23. Кенни Дж.Техника освоения морских глубин.- J1.: Судостроение, 1977.-с. 312

24. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научныхработников,- М.:Наука, 1977.-с.831.

25. Коробков В.А.и др. Подводная технология.- Л.Судостроение ,1981.-с.207

26. Красов Н.В.Подводно-технические работы .- М.:Транспорт, 1975.-с.276

27. Креймер И.Д.,М Семёнов Ю.Н., Синьковский А.П.Формированиекомплексов технических средств освоения морских месторождений нефти и газа : Методические рекомендации./Институт экономики океана.- 124 - Владивосток:ДВО АН СССР,1987.- 55 с.

28. Кронен Д. Подводные минеальные месторождения М.:Мир,1983

29. Крыжановский P.A.,Громова E.H.,Галушкина Т.П.Морскаяэкономика:сегодня и завтра.- М.:Наука, 1993. с. 16.

30. Кондаков Л.А.Уплотнения гидравлических систем.- М.:Машиностроение, 1972.

31. Ландау Л. Д. ,Лифшиц Е.М. Теория упругости.- М.: Наука, 1965,- с. 203.

32. Лурье А.И. Теория упругости. М.:Наука, 1970.

33. Меренов И. В., Смирнов А. И., Смолин В.В.Водолазное дело:

34. Терминологический словарь.-Л.:Судостроение, 1989.-с.224

35. Методика обследования потребностей в судах и плавучих технических средствах на поисково разведочном этапе.: Временная методика.Утв.зам министра газовой промышленности 24.12.87. - М.; ВНИПИ Морнефтегаз, 1988.-с.120.

36. Методика планирования и организации работ плавучих технических средств и определение их потребностей для предприятий Главморнефтегаза.: Временная методика. Утв. зам. министра газовой промышленности 16.06.86- М.:ВНИПИ Морнефтегаз, 1986.-136 с.

37. КазминЮ. Б., Глумов И. Ф., Кулындышев В.А.Международно-правовые и экономические проблемы поиска, разведки и освоения минеральных ресурсов глубоководных районов мирового океана.- Геленджик: Министерство геологии СССР ПО "Южморгеология" 1989. с.52.

38. Минин В.В. Перспективы развития технических средств для добычиполезных ископаемых в море.- Л.:Судостроение, 1975, N 10, с.29-31.

39. Новожилов В.В. Теория тонких оболочек.- Л.: Судостроение, 1962.

40. Папкович П.Ф.Труды по строительной механике корабля.- Л.:Судостроение, 1962.- 576 с.

41. Пантов E.H.,Махин Н.Н.,Шереметов Б.Б.Основы теориидвижения подводных аппаратов.- Л.:Судостроение, 1973.- 45 с.

42. Пикуль В. В. Расчет устойчивости неоднородной круговойцилиндрической оболочки при всестороннем равномерном давлении. //Сб.науч.трудов ИАДУ ДВНИ АН СССР.- Владивосток,1977. -с. 138.

43. Пикуль В.В.Расчет прочности неоднородной круговойцилиндрической оболочки при всестороннем равномерном давлении. // Сб. науч. трудов ИАДУ ДВНИ АН СССР.- Владивосток,1977.-с.128.

44. Пикуль В.В.Техническая теория изгиба и устойчивостинеоднородных гибких пластин и пологих оболочек с произвольным соотношением упругих свойств по толщине. //"Труды ДВПИ". Владивосток, 1-972- т.89, с. 43-62.

45. Погорелов А.В.Геометрическая-устойчивость оболочек.- М.:Наука, 1966.

46. Положение о стадийности геологоразведочных работ нажелезомарганцевые конкреции мирового океана.- Геленджик НПО"Южморгеология", ГП НИГОГОкеангеофизика" 1991.

47. Семенов Ю.Н.Модель формирования комплекса морской техникина базе структурно-функционального подхода. Проектирование морских судов' //Сб.научн.тр.ЛКИ-Л. 1988, с. 23-28

48. Симаков Г.-В., Шхинек К.Н., Смелов В. А., и др. Морские гидротехнические сооружения на континентальном шельфе.- Л: Судостроение, 1989. -с. 328

49. Тахватулин М.А.Нежданов В.В.Суда и плавучие техническиесредства арктического нефтегазопромыслового флота.//Об- 126 зорная информация.Серия:Бурение морских нефтяных и газовых скважин.- М.:ВНИИЭГазпром,1985-вып.4, с.47

50. Холоднов A.A. Патент SU N 1667919 AI В Ol j 3/00

51. Многогслойная оболочка". Научно-исследовательский и проектный институт геофизических методов раведки океанов. Заявка 26. 01. 89, Опубликован 07.08.91.Бюл N 12.

52. Холоднов A.A.,Каркищенко А.Н. Математическая модель мнослойной оболочки.

53. Сб. науч.трудов ТРТУ. Таганрог.1990г.стр.176

54. Холоднов A.A. Принципы организации защиты расширеннойэффекторной и сенсорной групп от высокого гидростатического давления.

55. АН СССР ИО МНТК "Робот" 5 Всесоюзное совещание по робототех-ническим системам. Тез. докл. 4.2. стр.258, докл. N 9.4 Москва, 1990г.

56. Холоднов А.А.Универсальный корпус для многофункционального подводного аппарата. АН СССР ИО Всесоюзная школа по техническим средствам и методам исследования Мирового океана. Тез. докл. N12 Москва, 1991г.

57. Холоднов A.A. Патент RU N 2046232 С1 6 F 16J 15/321. Уплотнение вала"

58. Заявка 10.02.92г. Опубликован 20.10.95г. Бюл-N 29.

59. Храпатый Н.Г. ,Беккер А. Т. Гидротехнические сооружения нашельфе.- Владивосток:ДВГУ,1983.-с.200 55. Шнюков Е.Ф. ,Белодедов P.M. ,Цемко В.П.

60. Полезные ископаемые мирового океана. Киев:Наукова думка, 1974.-с.102

61. Ястребов В. С., Филатов A.M.Системы управления подводныхаппаратов-роботов. М.:Наука,1983.

62. Ястребов В.С.Океанологические телеуправляемые аппаратыи роботы. JI.: Судостроение, 1976.-с. 58

63. Ястребов В.С.Подводные роботы.- J1.: Судостроение, 1977. -с. 43

64. Ястребов В.С.Системы и элементы глубоководной техникиподводных исследований.- J1.: Судостроение, 1981. -с. 4, 55

65. Сборник трудов ИАПУ ДВНИ АН СССР, Владивосток, 1977 "Подводныеаппараты с программным управлением и их системы".

66. A techno-economics approach to Underwater Inspection and

67. Maintenance Strategics, //j.Soc.Underwater Technol, 1983, 9, No2, p. 27-32

68. Chew H.J. Effective use of divers and remotely operatedvehicles offshore. //Mar.and Offshore Struct.Maint./ "Proc.2-nd Int.Cont.London, 1986",London, 1986,p.147-157.

69. Gollerne A.Commercial diving industry will fase greaterdemands. // Sea Technol.,1985,v.26,Nol, p.31-32.

70. Costelloc C. Planninig underwater inspection for steelstruktures. // Petrol Itol, 1982, 29, Nol, p. 21-29.

71. Jackson J.E. Forecast for ROV'S in the oil Offshore Industry

72. Offshore Tech.Cont.,18-th Annual, Houston, Texas, May 5-8, 1986, vol.1, p. 181-186.

73. Levy J.P. The Evolution of a Resource Policy for the

74. Exploitation of Deep Sea-Bed Minerals.-Ocean- 128

75. Management,N 5,1979,p. 49-78.

76. Moncaster M.B.An oil company view of remotely operated underwater vehicles operations.//Sub.Tech.83.Design and.Oper.Underwater Veh.Proc.Int.Cont./London, 1983, p.139-147.

77. RAUMA-REPOLA (Finland) Deep Ocean Technology,1989.

78. SBE (USA) SBE-9-CTD Underwater Unit.

79. Sea bed vehicle.-"Mining Magasin",1971., 125, N 3,p.243

80. Shihkaiiis the full scale deep sea survey vessel.

81. Zosen,1969,13,N10, p. 32-33

82. Whithey D.State spase models of remote manipulation tasks

83. EE Trans.AC,1969,vol. 14, N 6,p.325-328

84. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

85. РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ОКЕАНОЛОГИИ им. ШИРШОВА

86. На правах рукописи УДК 551.463.21

87. ХОЛОДНОВ АНАТОЛИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

88. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧЕК С РАЗЛИЧНЫ ГИДРОСТАТИЧЕСКИМ ДАВЛЕНИЕМ В ПОДВОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ