Научные проблемы водного транспорта

Математическое моделирование распространения ультразвуковых волн в приемной трубке гидродинамического лага нового типа

2026-09-21T12:11:40+00:00

Актуальность исследования обусловлена негативным влиянием биообрастания на точность работы судовых навигационных приборов, в частности гидродинамических лагов нового типа, что приводит к погрешностям в определении скорости и пройденного расстояния. Целью работы является математическое и имитационное моделирование процесса распространения ультразвуковых волн в приемной трубке гидродинамического лага для обоснования параметров системы защиты от обрастания, основанной на явлении кавитации. В качестве инструмента исследования использован программный комплекс COMSOL Multiphysics, позволяющий решать связанные мультифизические задачи. Результаты моделирования визуализируют распределение ультразвукового поля по поверхности и в объеме трубки, подтверждая возможность генерации акустической кавитации для разрушения органического слоя. Полученные данные позволяют перейти к созданию малогабаритной системы защиты, размещенной в клинкете, что повышает надежность навигационного оборудования и снижает эксплуатационные затраты.

Методология разработки модулей «Судовые устройства и системы» VR-тренажёра «Теория устройства судна» и применение в учебном процессе

2026-09-21T12:11:41+00:00

В данной работе рассматривается актуальный вопрос цифровой трансформации морского и речного образования через внедрение специализированных тренажерных комплексов на базе технологий виртуальной реальности (VR). Описана целеполагающая и исследовательская часть работы по созданию VR-тренажёра «Теория устройства судна», техническая составляющая реализации идеи и достигнутые результаты. Представлен подробный анализ интерактивных модулей «Судовые устройства и системы», разработанных в составе программно-аппаратного комплекса «Теория устройства судна». Описана структура и функциональные возможности модулей, входящих в состав VR-тренажера «Теория устройства судна». Рассматриваются технические и методические аспекты реализации виртуальных моделей грузовой системы, а также якорно-швартовного и шлюпочного устройств. В статье обосновывается преимущество использования VR-технологий для формирования профессиональных компетенций будущих членов экипажей судов и инженеров-кораблестроителей, что позволяет минимизировать риски и затраты, связанные с эксплуатацией реального судового оборудования в процессе обучения. Описаны сценарии интерактивных лабораторных работ и методы контроля знаний. повысить наглядность изучения сложных технических узлов.

О концепции разработки модельно-алгоритмического обеспечения цифровой системы поддержки принятия решений при оценке технического состояния корпуса судна

2026-09-21T12:11:41+00:00

В работе выполнено обзорное исследование по проблеме своевременной и достоверной оценки технического состояния корпуса сухогрузного водоизмещающего судна внутреннего и смешанного (река-море) плавания. Рассмотрена эволюция подходов от классических, регламентируемых правилами Российского классификационного общества (РКО) до современных вероятностных и риск-ориентированных вычислительных моделей. По результатам исследования обоснована востребованность разработки модельно-алгоритмического обеспечения цифровой системы поддержки принятия решений (СППР) при оценке технического состояния металлического корпуса сухогрузного водоизмещающего судна в процессе его освидетельствования, интегрирующей результаты инструментального контроля, ретроспективные данные об износе корпуса и экспертные суждения. Обоснован выбор комбинации метода анализа иерархий (МАИ) с мультипликативной свёрткой в качестве адекватного инструмента агрегирования независимых разнородных показателей износа и условий эксплуатации судна. Разработана концепция программно-алгоритмического обеспечения цифровой СППР, включающая трехуровневую иерархию критериев, процедуру парных сравнений экспертов, нормирование частных показателей. Предложенный подход направлен на повышение объективности освидетельствования металлического корпуса сухогрузного водоизмещающего судна внутреннего и смешанного (река-море) плавания и потенциально возможное продление срока безопасной его эксплуатации.

Архитектурно-конструктивные особенности круизных судов

2026-09-21T12:11:42+00:00

В современности перспективное развитие получили речные и морские путешествия, осуществляемые на круизных судах. Специфика таких путешествий предопределяет наличие у круизных судов конструктивных особенностей, учет которых позволяет судно, наиболее полно отвечающее потребностям круизной туриндустрии. Общие правила конструирования круизных судов, как пассажирских, заданы Российским Морским регистром судоходства и Российским Речным Регистром, «Международной конвенции по охране человеческой жизни на море (SOLAS - International Convention for the Safety of Life at Sea)». Специфичные требования к конструкциям круизных судов, направленные на обеспечение комфортного отдыха туристов, формально не регламентированы классификационным обществами. В статье рассмотрены общие и специфичные конструктивные особенности отечественных круизных судов, рассмотрены их особенности на примерах российской практики, обоснована рекомендация начала проектирования круизного судна как объекта туриндустрии. Статья построена на синхронизации нормативных положений классификационных обществ, взглядов различных исследователей на проблемы круизного судоходства и судостроения.

Обоснование математической модели выбора основных элементов сухогрузного судна

2026-09-21T12:11:42+00:00

В статье представлена математическая модель проектирования сухогрузных судов, позволяющая на ранних стадиях разработки проекта определять оптимальные значения основных характеристик судна с учётом условий эксплуатации и нормативных требований Российской Федерации. Разработка модели для сухогрузных судов обусловлена необходимостью сокращения сроков проектирования судна, снижения стоимости проектных работ, объективной оценки влияния проектных параметров на эксплуатационные качества судна, а также автоматизации поиска решений в условиях множества ограничений. В работе детально рассмотрены допущения при построении модели, включая идеализированные условия движения и особенности расчёта ходкости. Особое внимание уделено ограничениям, характерным для эксплуатации сухогрузных судов в Российской Федерации: габаритам гидротехнических сооружений (шлюзов, мостов), глубинам фарватеров, требованиям классификационных обществ, сезонным и гидрологическим условиям. Представлены аналитические зависимости, используемые в процессе проектирования, с расшифровкой содержащихся в них величин. В их число входят: уравнение плавучести, уравнение масс (с детализацией по составляющим водоизмещения), уравнение ходкости (определение сопротивления и потребной мощности), уравнение остойчивости и уравнение вместимости. Разработанная модель выступает эффективным инструментом для обоснованного выбора проектных решений, обеспечивая баланс технических, экономических и эксплуатационных требований при проектировании сухогрузных судов.

Анализ основных механизмов деградации корпуса судна: синергетика, моделирование и методы контроля

2026-09-21T12:11:43+00:00

Постепенные отказы корпусов судов связаны с развитием процессов коррозии, износа и усталости материала, вероятность возникновения которых возрастает по мере увеличения срока эксплуатации судна [15]. Это подтверждает необходимость комплексного рассмотрения указанных процессов при оценке технического состояния корпуса. Их совместное воздействие приводит к снижению несущей способности и затрудняет оценку остаточной долговечности конструкций. В работе выполнен анализ взаимного влияния этих факторов с использованием классических моделей прогнозирования долговечности — закона Пэриса, правила Майнера, вероятностного подхода на основе модели пропорциональных рисков Кокса — а также современных методов обработки данных на основе машинного обучения. По данным экспериментальных исследований совместное действие коррозии и циклических нагрузок приводит к существенному сокращению долговечности по сравнению с изолированным воздействием каждого фактора. Предложена концептуальная структура интегрированной системы мониторинга технического состояния корпуса, объединяющая различные типы датчиков (волоконно-оптические, электрохимические, акустической эмиссии) и методы интеллектуальной обработки сигналов (автоэнкодеры для очистки от шумов). Результаты могут быть использованы при разработке систем мониторинга технического состояния судов, совершенствовании подходов к техническому обслуживанию по фактическому состоянию, а также при подготовке нормативных документов классификационными обществами.

Повышение эффективности судовых газотурбинных установок устранением влияния перекосов осей соединительных валов

2026-09-21T12:11:43+00:00

В статье поставлена задача обосновать повышение параметров энергоэффективности судовых газотурбинных установок путем устранения негативного влияния перекосов осей соединительных валов за счет применения зубчатых муфт с комбинированной продольной модификацией зубьев. Установлено, что перекосы осей соединительных валов судовых агрегатов приводят к потере эффективной мощности при ее передаче от главного двигателя к судовому валопроводу и, как следствие, негативно влияют на показатели энергоэффективности судовых энергетических установок в частности, а также эксплуатационные характеристики и технико-экономические показатели суда в целом. Для улучшения взаимодействия элементов механических установок рекомендовано применить зубчатые муфты повышенной эксплуатационной эффективности с продольной модификацией, которые обеспечивают нормы центровки, что обеспечивает повышение эффективного коэффициента полезного действия энергетической установки и экономию удельного расхода топлива. Выявлено свойство зубчатых муфт, работающих при перекосах осей соединяемых валов машинных агрегатов, которое заключается в том, что с учетом заданных величин углов перекоса осей, размеров зубчатых муфт, параметров зацепления зубьев, а также параметров продольной модификации наружных зубьев возможно определить соответствующие величины продольной модификации внутренних зубьев, при которых усилие между всеми сопряженными парами, в условиях перекоса осей, будут распределяться практически равномерно, что обеспечит передачу эффективной мощности от главного двигателя потребителю с минимальными потерями.

Теоретическая швартовная характеристика и оценка согласованности гребного винта и главного двигателя транспортных судов внутреннего плавания

2026-09-21T12:11:44+00:00

Выполнен анализ зависимостей, позволяющих произвести построение семейства винтовых характеристик главных двигателей судов внутреннего плавания. Показано, что мощность двигателя при работе на установившемся режиме винтовой характеристики может быть представлена в виде произведения трех множителей: постоянной составляющей, определяемой диаметром гребного винта, плотностью воды и коэффициентами полезного действия валопровода и передачи; частоты вращения вала и коэффициента момента k₂. При этом, чем больше значение коэффициента момента k₂, тем более круто будет проходить винтовая характеристика. Коэффициент момента может быть определен как со стороны параметров работы двигателя, так и со стороны параметров винта и движения судна. Сопоставлением значений коэффициента момента «по двигателю» и по машинной диаграмме винта выполнена оценка согласованности гребного винта и главного двигателя для пассажирского теплохода проекта 588 и грузового теплохода проекта 576.

Системная диагностика взаимодействия ВГУВТ и предприятий водного транспорта: выявление потерь и оптимизация контуров управления

2026-09-21T12:11:44+00:00

В статье предложена методика системной диагностики взаимодействия Волжского государственного университета водного транспорта (ВГУВТ) и отраслевых предприятий водного транспорта, позволяющая формализовать механизмы такого взаимодействия и идентифицировать области системных потерь. Теоретическую базу исследования составляет экосистемная типология систем Г.Б. Клейнера, позволяющая классифицировать виды деятельности вуза и предприятия как объектные, процессные, проектные и средовые системы и выявить конфликт конфигураций, порождающий системные потери взаимодействия и снижающий результативность кооперации. Предложены формулы параметрической оценки стоимости и потерь процессов, а также матричный и графический инструментарий для визуализации точек стыковки. Методика ориентирована на прикладное применение в рамках стратегических сессий университета с индустриальными партнёрами.

Порт-хаб в транспортной системе юга Приморского края

2026-09-21T12:11:45+00:00

Предметом исследования является транспортно-логистическая система юга Приморского края, обеспечивающая взаимодействие морских портов, железнодорожных и автомобильных подходов, а также пунктов пропуска на границе с КНР и КНДР. Цель статьи состоит в оценке влияния нового порта-хаба на перераспределение грузопотоков, загрузку объектов и наличие узких мест в рассматриваемой системе. Методическую основу исследования составило сценарное моделирование с использованием цифровой модели южной части транспортно-логистической системы Приморья, реализованной на базе транспортно-экономического баланса. Сопоставлены два сценария развития до 2035 г.: инерционный и сценарий с созданием порта-хаба и сопряженной транспортной и приграничной инфраструктуры. Результаты расчетов показали, что в инерционном сценарии сохраняется перегрузка ряда ключевых объектов, включая ЖДПП Махалино, порты Владивосток и Зарубино, терминал Славянка и железнодорожный участок 207 км – государственная граница с КНР. Во втором сценарии нагрузка на основные лимитирующие элементы снижается, а грузопотоки перераспределяются между объектами сети. Сделан вывод, что системный эффект дает не изолированное строительство нового порта, а формирование интегрированного транспортно-логистического узла. Полученные результаты могут использоваться при обосновании инфраструктурных решений на юге Приморского края.

Водный транспорт в XXI веке: барьеры роста и векторы развития в новой экономической реальности

2026-09-21T12:11:45+00:00

В данной статье анализируются проблемы и перспективы развития водного транспорта в современной экономике. Несмотря на важную роль морского транспорта в решении экономических задач, его функционирование сопряжено с рядом системных ограничений. Ключевые вопросы включают состояние водных путей и гидротехнических сооружений, технический уровень флота, а также финансово-экономическое положение судоходных компаний и занятость портов. Экологическое воздействие судоходной деятельности также остается актуальной проблемой. В то же время водный транспорт обладает значительным потенциалом развития, реализация которого способствует внедрению инновационных проектов, интенсификации международного сотрудничества и углублению взаимодействия с другими транспортными инструментами. Такое развитие будет способствовать повышению конкурентоспособности водного транспорта и увеличению его вклада в национальную экономику.

Инновационная транспортная услуга как драйвер роста экономики

2026-09-21T12:11:46+00:00

В статье рассматривается новый этап развития скоростных пассажирских перевозок по внутренним водным путям РФ. Данная перевозка, с учетом показанных вариантов её развития является инновационной транспортной услугой, оказывающей влияние на экономику приречных регионов России. В методах на основе анализа реализации федерального проекта «Речные магистрали» и практик Нижегородской области, Татарстана и Чувашии выявлены ключевые экономические эффекты: рост связности территорий и мобильности населения, стимулирование туристического потока, увеличение доходов бюджетов различных уровней, загрузка мощностей судостроительной промышленности и оптимизация бюджетных расходов на транспортную инфраструктуру. В исследовании применялись методы системного и сравнительного анализа статистических данных пассажиропотока за 2023–2025 гг. В качестве результата исследования приведена модель кластера инновационных скоростных пассажирских перевозок. В обсуждение вынесены виды эффектов от функционирования кластера и условия его устойчивого развития. Делается вывод о том, что развитие скоростного водного транспорта становится драйвером экономического роста и инструментом реализации транзитного потенциала приречных регионов и страны в целом. Статья подготовлена на основе результатов исследования в рамках проекта «Речные магистрали».

Платный прием в транспортные вузы в 2026 году: новые правила и возможные последствия

2026-09-21T12:11:46+00:00

В статье анализируются изменения в правилах платного приёма, которые вступили в силу в приёмную кампанию 2026 года и затронули в том числе транспортные вузы Росморречфлота. Автор дает системное представление о том, как новые правила меняют ландшафт платного приёма в транспортной сфере, и рассматривает возможные сценарии и последствия для абитуриентов, вузов и рынка труда в ближайшие годы. Выявлены недостатки существующей методики расчёта предельного количества мест: неоднозначность понятия «профильность», сложность верификации некоторых показателей, отсутствие учета кадровой потребности на уровне отрасли, региона. Автор обращает внимание на важное условие ограничения платного приема будущих специалистов юридического и экономического профиля— сбалансировать подготовку кадров с реальными потребностями транспортной отрасли и избежать как перенасыщения отраслевого рынка труда, так и ослабление кадрового потенциала транспортной отрасли.

Моделирование транспортно-логистических процессов с использованными поддонами в экономике замкнутого цикла

2026-09-21T12:11:47+00:00

На грузовых терминалах, перерабатывающих тарно-штучные грузы, образуются большие объемы не пригодных к использованию деревянных поддонов. В настоящее время на грузовых терминалах (морских и речных портах, железнодорожных станциях) основным вариантом обращения с ними является отправка на свалку. Но этот вариант в условиях старта с 2025 г. федерального проекта «Экономика замкнутого цикла» в составе нацпроекта «Экологическое благополучие», в котором ставится задача максимально использовать материальные ресурсы и после прихода их в негодность по основному назначению, нельзя считать рациональным во всех случаях. В работе формируются модели транспортно-логистического процесса обращения с использованными деревянными поддонами, включающими: отправку их на свалку в не переработанном и переработанном в щепу виде; ремонт и вторичное использование в транспортно-логистическом процессе; переработку в мульчу и пеллеты с последующей продажей на рынке в качестве вторичных материальных ресурсов. Для разработанных моделей обращения с деревянными поддонами получены аналитические зависимости для оценки эффективности их использования, что позволяет принимать решение об целесообразном для склада или грузового терминала варианте обращения с ними.

Межсезонная динамика стока малых рек лесостепной зоны Нижегородской области в условиях малоснежной зимы на примере р. Медяна

2026-09-21T12:11:47+00:00

В настоящей работе рассматривается межсезонная динамика стока малых рек лесостепной зоны Нижегородской области в условиях малоснежной зимы 2024-2025 годов на примере реки Медяна. Наблюдения проводились на двух гидропостах, заложенных в верхнем и нижнем течении реки, в периоды весеннего половодья и летней межени. Результаты исследования показали значительное снижение речного стока в период весеннего половодья в 2025 году по сравнению с 2024 годом: на 23% в верхнем течении р. Медяна и на 73% в нижнем течении. Однако показатели минимального стока в период летней межени возросли на 4% в верхнем течении и на 66% в нижнем течении. Причиной данных изменений могло послужить резкое повышение температуры в зимнее время года, следствием которого стало увеличение оттепелей, влияющих на снижение глубины промерзания зоны аэрации, и сокращение запасов снега к наступлению периода снеготаяния, что в свою очередь привело к снижению поверхностного склонового стока и перераспределению талого стока в сторону подземного. Следствием влияния данных факторов стало снижение максимального расхода воды в период половодья. В свою очередь увеличение запасов грунтовых вод, определяющих питание реки в период межени, вызвало резкое увеличение меженного стока.

Влияние температурного режима на напряженное состояние блоков бетонирования гидротехнических сооружений

2026-09-21T12:11:48+00:00

При проектировании и строительстве массивных бетонных гидротехнических сооружений необходимо поддерживать температурный режим конструкций, обеспечивающий трещиностойкость. Трещиностойкость зависит от возможности возникновения внутренних растягивающих напряжений. Чтобы исключить это, необходимо выполнить мероприятия по регулированию температурного режима блоков бетонирования, особенно в раннем возрасте. На больших строительных площадках используют различные способы поверхностного ухода. Данная работа посвящена актуальной проблеме в области расчета термонапряженного состояния блоков бетонирования. Выполнены натурные экспериментальные исследования влияния различных способов ухода за бетоном. Выявлено, что наибольший эффект дают увлажнение или полив бетонной поверхности при наличии шатра. Разработана методика расчета нагревания воды при поливе бетонной поверхности свежеуложенного бетона. Получена формула, которая может иметь практическое применение. Предложенная методика учитывает температуру воды полива, площади и температуру воздуха. Результаты лабораторных исследований показали влияние температурной нагрузки и возраста загружения бетонных образцов на их деформативные характеристики: модуль упругости бетона и термический коэффициент линейного расширения. Для обеспечения термической трещиностойкости рекомендовано придерживаться допустимого разогрева бетона.

Исследование влияния скорости судна на русловой процесс в канале разной глубины по результатам математического моделирования гидравлики потока

2026-09-21T12:11:48+00:00

в настоящее время на территории Российской Федерации существует и функционирует единая глубоководная система (ЕГС), включающая в себя большое количество судоходных рек и каналов. Часть из них пересекают магистральные трубопроводы, которые, как показывает практика, зачастую имеют небольшую глубину заложения, что впоследствии приводит к возникновению отклонений планово-высотного положения трубопровода. В связи с зарегулированностью ряда судоходных каналов, что сопровождается отсутствием естественного течения, одним из факторов, влияющих на размыв дна канала, является прохождение судов. Главным образом на гидродинамические процессы оказывает влияние скорость движения судна. Оценить влияние судоходства на изменение интенсивности донной эрозии в канале возможно с помощью математического моделирования. В статье представлены результаты математического моделирования движения с разной скоростью судна проекта 507Г-020-012 по каналу при разной его глубине.

Принципы формирования процессных цифровых двойников судна

2026-09-21T12:11:49+00:00

Настоящая работа посвящена решению проблемы формирования цифровых двойников процессов, протекающих на судне, находящимся в эксплуатации. При этом акцент сделан на таких эксплуатационных процессах как маневрирование и скоростное проседание судна. Показано, что существующие математические модели движения судна не обеспечивают абсолютно точного описания процесса маневрирования и имеют ограничения по применению, так же как имеют ограничения эмпирические формулы и алгоритмы для определения скоростного проседания. В качестве альтернативы для виртуального представления эксплуатационных процессов судна предлагается использовать цифровые двойники (Digital Twins – DT) этих процессов. В работе приведено обоснование принципов формирования таких цифровых двойников, при котором в первую очередь содержательно проанализировано понятие «процесс», включая непосредственно его дефиницию, классификации, принципы локализации, параметры и характеристики, частные состояния. Дано пояснение концептуальному различию между математической и цифровой моделями судна.

Приведены результаты содержательного анализа понятия «цифровой двойник», представлена визуализация концепции цифрового двойника морского судна в период его эксплуатации. Обоснована структура процессного эксплуатационного цифрового двойника судна. Непосредственно цифровой двойник есть суть совокупность векторного пространства векторов параметров и векторного пространства векторов характеристик. Представлены решения некоторых частных задач по формированию процессного эксплуатационного двойника, связанных с оптимизацией представления входных и выходных величин (параметров и характеристик). В заключение поставлены задачи для дальнейшего исследования, итоговая цель которого – создание полноценной методической базы для формирования и использования процессных эксплуатационных цифровых двойников судна.

Практический анализ риска возникновения «чистой» потери остойчивости при заливании палубы на примере судна "OLYMPIC INTERVENTION IV"

2026-09-21T12:11:49+00:00

Обязательные минимальные критерии остойчивости судна, предписанные Международным кодексом по остойчивости судов в неповреждённом состоянии, базируются на статистике аварий и не учитывают размеры и особенности обводов корпусов конкретных судов при расчёте их поведения в условиях волнения. С момента принятия кодекса в 2008 году учёными разных стран выполнен большой объём исследований по оценке динамической остойчивости судов различных типов в условиях волнения. Современное математическое моделирование позволяет достаточно точно прогнозировать поля ветрового волнения и зыби в различных районах Мирового океана. Поэтому Комитетом по безопасности мореплавания ИМО принято Предварительное руководство ко второму поколению критериев остойчивости неповреждённого судна в условиях волнения, изложенное в циркулярах №1627 и №1652. В них сказано о том, что для определённых судов методы расчёта некоторых критериев, могут давать недостоверные результаты. В частности, это актуально для низкобортных судов, подверженных заливанию открытой палубы при расчёте так называемой «чистой» потери остойчивости. Данная статья посвящена попытке уточнения методов расчёта уязвимости остойчивости низкобортных судов по указанному критерию.

Оптимизация оперативного планирования работы флота с применение информационных технологий

2026-09-21T12:11:50+00:00

В данной статье рассматривается возможность сокращения расходов и повышения эффективности использования судов путем оптимальной расстановки флота с использованием математической модели и методов оптимизации. При планировании следующего рейса не всегда имеется подписанный договор: сделка может находиться на стадии переговоров. В рамках данной работы для планирования рейсов договоры были разделены на «чистые» сделки и заявки на перевозку. Экономико-математическая модель позволит максимизировать прибыль за счет оптимизации расстановки флота и подбора наиболее выгодных договоров – при условии, что имеющееся количество судов способно выполнить все «чистые» сделки. В расчетах учитываются условия этих рейсов, такие как laycan, работа портов в выходные дни, начало сталийного времени, район работы. Еще одной отличительной особенностью модели является то, что в заявках рассматривается конкретный проект судна. Это позволит в случае нехватки вычислительных мощностей сократить объем задачи. Другими словами, расчет ведется не по всему процессу целиком, а разбивается на подзадачи – обрабатываются только заявки, относящиеся к одному проекту. Помимо этого, в современных условиях приходится учитывать санкционные риски. Наличие соответствующих ограничений по странам, наложившим эти самые санкции, позволит более реалистично оценивать возможность выполнения конкретного рейса, конкретным судном.