Судно как объект сложной технической системы

УСТРОЙСТВО КОРПУСА СУДНА

Судно как объект сложной технической системы

Судно (рис. 90) в системе управления качеством продукции рассматривается как сложная техническая система, комплексная структура, состоящая из множества иерархически и функциональ­но подчинённых друг другу подсистем, представленных в виде конструктивных элементов и объектов (механизмов, устройств), обеспечивающих достижение главной цели — безаварийной работы судна в экстремальных условиях эксплуатации на протяжении расчётного срока службы.

Рис. 90. Схема общей компоновки и устройства сухогрузного судна:

1 - верхняя палуба; 2 - фальшборт; 3 - грузовая стрела; 4 - вентиляционная го­ловка;

5 - грузовая лебёдка; 6 - грузовая колонна; 7 - утилизационный котел; 8 - антенна РЛС;

9 - рулевая рубка; 10 - леерное ограждение; 11 - вентиляци­онный дефлектор; 12 - комингс грузового люка; 13 - крышки закрытия грузово­го люка (открытый люк); 14 - фок-мачта;

15 - салинговая площадка; 16 - крышки грузового люка; 17 - швартовный клюз; 18 - кнехты; 19 - брашпиль; 20 - козы­рёк; 21 - стопоры якорь-цепи; 22 - якорь Холла; 23 - форпик;

24 - форпиковая (таранная) переборка; 25 - пиллерс; 26 - поперечная водонепроницаемая гоф­рированная переборка; 27 - настил второго дна; 28 - вторая палуба; 29 - дни­щевой стрингер; 30 - флор; 31 - подпалубный набор; 32 - грузовой твиндек; 33 - грузовой трюм;

34 - скуловой киль; 35 - МО; 36 - дизель-генераторы; 37 - ГД; 38 - упорный подшипник;

39 - туннель валопровода; 40 - валопровод; 41 - ГВ; 42 - руль; 43 - румпельное отделение;

44 - рулевая машина

Каждый тип судна создаётся для перевозки конкретной номен­клатуры грузов и должен обладать присущими ему технико-экономи­ческими показателями. Следовательно, все входящие в его состав подси­стемы — элементы и объекты — должны обладать заданными свойства­ми (непотопляемостью, надёжностью, экономичностью), параметрами и характеристиками, полученными в процессе производства и испы­таний. Только при этом условии судно способно выполнять свои функ­ции в течение длительного времени. Чтобы свойства, параметры и характеристики каждого из объектов обеспечивали эффективную эксплуатацию судна в целом, каждая подсистема в процессе создания должна отрабатываться на надёжность, технологичность, оптимальность и эко­номичность. Для этого при их разработке используется системный под­ход, который заключается в том, что все входящие в состав судна объек­ты и комплексы рассматриваются в виде функционально законченных подсистем. К таким подсистемам относятся:

‒ КС и его основные элементы;

‒ ЭУ, включающая редукторы, валопровод, винторулевую группу;

‒ судовые устройства и вспомогательные механизмы, включаю­щие грузовые, швартовные, якорные и спасательные устройства;

‒ средства навигации и управления;

‒ средства связи;

‒ средства борьбы за живучесть;

‒ средства, обеспечивающие обитаемость и жизнедеятельность экипажа, и др.

Как следует из рис. 90, в сложной системе «судно» ведущее место занимает корпус, который состоит из многих сотен функционально и геометрически связанных между собой конструктивных элементов: листов обшивки с рёбрами жёсткости, балок набора, многочисленных мелких деталей.

Рис. 91. Схема иерархической взаимосвязей целей при проектировании, постройке

и эксплуатации судна

Разрабатывая проект судна, стремятся представить его в виде иерархического дерева целей — уровней, определяющих основные вза­имосвязи между ними на разных этапах разработки, постройки и экс­плуатации судна. На рис. 91 эти уровни затрагивают только два пер­вых этапа. Из него следует, что на этапе конструктивной проработ­ки (уровень 7) судну придаётся оптимальная форма для получения максимальной скорости и необходимых мореходных качеств — пла­вучести, остойчивости и управляемости, а также обеспечивается до­статочная прочность всех узлов и элементов корпуса при действии на него максимальных внешних нагрузок (уровни 4, 5, 6).

Проблемы увязки целей при разработке проекта судна носят комплексный и часто научно-исследовательский характер и долж­ны быть решены до начала постройки судна с учётом опыта эксплу­атации судов-аналогов, которые принимаются за эталон. На раннем этапе создания судна проектанту часто приходится решать взаимои­сключающие задачи и находить компромиссный вариант. Так, напри­мер, комплексная система «гребной винт — корпус судна — главный двигатель» не может быть эффективной, если её элементы не совместимы друг с другом и не удовлетворяют требованиям охраны окружающей среды. Здесь необходимо увязывать диаметр и шаг винта с частотой вращения и мощностью двигателя, размерами кормового под­зора КС, устройством дейдвудного подшипника и системой его смаз­ки, используемым материалом и т. д. Но самыми проблемными яв­ляются вопросы обеспечения одинаковой надёжности подсистем. Например, может ли подсистема А иметь надежность 50 %, если под­система В (зависящая от подсистемы А) имеет надёжность 95 %, а на­дёжность всей системы должна составлять не менее 90 %? Являются ли требования к взаимосвязанным судовым системам, например топлив­ным, совместимыми? Допустимо ли иметь вспомогательные генерато­ры, работающие на бензине, в системе, где основным топливом являет­ся дизельное или мазут?

На этих простейших примерах нетрудно понять необходимость пол­ного анализа многих подсистем, существующих на современном судне.