ФУНДАМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ

№ДР 0113U000241 «Основи турбоімпактної інтенсифікації процесів переносу при очищенні багатофазних сумішей палив підвищеного тиску для енергетичних установок» науковий керівник – д.т.н., проф. Рижков С.С.,  період виконання 01.01.2013 – 31.12.2015, основні результати:

1. Розроблено узагальнену багатоступінчасту схему комплексної турбоімпактної інтенсифікації очищення стиснутих газів для енергетичних установок за рахунок підвищення швидкості та рівня турбулентності струменів під дієюсил інерції, турбулентної дифузії, турбофорезу, діффузіофорезу і в відривних зонах; утворення плівки рідини з вловлених крапель з подальшим її відведенням за рахунок капілярних сил і сил тяжіння; осадження на сіткових гофрованих коагуляторах за рахунок сил інерції, турбулентної дифузії, турбофорезу та капілярних сил; уловлення скоагульованих крапель, що виносяться потоком, за рахунок сил тяжіння та інерції на другому ступені очистки, де має місце відвід вловленої рідини у вигляді плівки через спеціальні канавки, розташовані на перегородці.
2. Встановлено основні гідродинамічні характеристики запропонованих турбоімпактних способів для стиснутих газів різних технологічних схем (з центральним струменем та з багатоструминними системами перед коагулятором) при варіюванні відстанню між поверхнями осадження та розмірами ступенів очистки: 0,25; 0,5 та 1,0 діаметра вхідного конфузору, які дозволили визначити найбільш ефективну послідовність здійснення стадій очистки та знайти раціональні геометричні та режимні параметри турбоімпактних сепараторів.
3. Виявлено розподіл швидкості та кінетичної енергії турбулентності стиснутих газів у робочих каналах турбоімпактного струминного модуля та гофрованого сепараційного модуля для умов енергетичних установок в діапазоні витрат робочого середовища 500–2200 кг/год. Встановлено, що швидкість в окремих ділянках робочих каналів збільшується у 2–2,5 рази в порівнянні зі швидкістю потоку на його вході, що дозволяє інтенсифікувати осадження частинок за рахунок турбофоретичних ефектів. Показано, що зі збільшенням витрат робочого середовища для всіх схемних рішень спостерігається збільшення турбулізації потоку та розмірів зон зворотних вихорів та течій, що позитивно впливає на процеси осадження полідисперсних частинок.

 

№ДР0114U001501 «Наукові основи з’єднання різнорідних матеріалів з керованим напружено-деформованим станом та активацією поверхонь», науковий керівник – д.т.н., проф. Квасницький В.Ф., період виконання 01.01.2014 – 31.12.2016, основні результати:

1. Закономірності формування НДС при наплавленні зносостійкого матеріалу на жароміцний нікелевий сплав показали, що аустенізація сплаву  перед наплавленням знижує рівень напружень і деформацій при охолодженні. Установлено механізми і умови термічної активації поверхонь жароміцного сплаву при дифузійному зварюванні.
2. Розроблено зносостійкий матеріал для лопаток морських турбін системи Co-Mo-Cr-Si-B з інтерметалідним і карбідним зміцненням.
3. Отримано закономірності формування структури та властивості з’єднань і зносостійкості зміцненого шару жароміцних нікелевих покриттів. Дані рекомендації щодо застосування технологічних процесів. Установлені в проекті закономірності використано при виготовленні конкретних вузлів і деталей, що показали високі якість і стабільність.

 

№ДР 0115U000298 «Теоретичні основи підвищення стійкості процесів горіння в низькоемісійних камерах згоряння ГТД з використанням плазмохімічних стабілізаторів», науковий керівник – д.т.н., проф. Сербін С.І., період виконання 01.01.2015-31.12.2017, основні результати:

1. Результати проведених досліджень суттєво розширили уявлення про механізми плазмохімічної активації збіднених паливо-повітряних сумішей та підвищенні стійкості процесів горіння в низькоемісійних камерах згоряння використанням новітніх плазмохімічних стабілізаторів, що стане науковим підґрунтям для реалізації концепції модернізації та створення високоефективних українських ГТД нового покоління.
2. Вперше встановлено, що підвищення стійкості процесів горіння газоподібного палива в низькоемісійних газотурбінних камерах згоряння із попереднім утворенням паливо-повітряної суміші може бути досягнуто за рахунок плазмохімічного впливу слабкострумових (струм дуги менше 1 А) плазмохімічних стабілізаторів на процеси сумішоутворення й хімічної кінетики.
3. Розроблено математичну модель нестаціонарних хімічно реагуючих потоків в низькоемісійних камерах згоряння ГТД, яка відрізняється від відомих наявністю підмоделі, що враховує параметри стабілізаторів різних типів та дозволяє прогнозувати пульсаційні характеристики паливоспалюючих пристроїв.
4. Отримано новітні дані про особливості термо-акустичних процесів в газотурбінній камері згоряння дифузійного типу з різними типами паливних форсунок, що дозволили обґрунтувати їх вибір для промислової експлуатації.
5. Вперше теоретичним шляхом доведено, що в низькоемісійній камері згоряння з попереднім перемішуванням палива й повітря в каналах повітряних завихрювачів максимальні за амплітудою пульсації тиску робочого тіла в жаровій трубі мають місце в районі центральної зони рециркуляції, в отворах підведення вторинного повітря, а також в області виходу потоків із центрального і периферійного завихрювачів.
6. Розроблені в ході виконання проекту рекомендації дозволили підвищити стійкість процесів горіння вуглеводневих палив у низькоемісійних камерах згоряння ГТД мобільних енергетичних систем на базі запропонованого принципу активації горіння збідненої паливо-повітряної суміші слабкострумовими плазмохімічними стабілізаторами.
7. Інноваційна технологія підвищення стабільності робочого процесу низькоемісійних камер згоряння ГТД за рахунок використання слабкострумових плазмохімічних стабілізаторів є оригінальною, аналогів подібних систем за в світовій практиці не виявлено.
8. Отримані наукові результати дають змогу проектувати та виготовляти вітчизняні мобільні енергетичні системи базі ГТД з викидами оксидів азоту та вуглецю, не перевищуючими 8-10 ppm, що відповідає завданням створення енергетичних модулів майбутнього у провідних країнах світу.

 

ДР 0115U000299 «Наукові основи підвищення фізико-механічних та експлуатаційних властивостей напилених покриттів із металів і сплавів формуванням наноструктурних елементів термічною обробкою та електро-імпульсною дією», науковий керівник – д.т.н., проф. Дубовий О.М.,  період виконання 01.01.2015 – 31.12.2017, основні результати:

1. Розроблено основи технологічного процесу формування наноструктурних елементів у напилених покриттях за рахунок електроімпульсної дії та передрекристалізаційної термічної обробки
2. Рекомендовано для підвищення фізико-механічних та експлуатаційних властивостей напилених покриттів проводити передрекристалізаційну термічну обробку, включаючи і покриття напилені з електроімпульсною дією, яка дозволить забезпечити прояв наномасштабного ефекту.
3. Розроблено основи технологічного процесу формування наноструктурних елементів у напилених покриттях за рахунок електроімпульсної дії та передрекристалізаційної термічної обробки
4. Рекомендовано для підвищення фізико-механічних та експлуатаційних властивостей напилених покриттів проводити передрекристалізаційну термічну обробку, включаючи і покриття напилені з електроімпульсною дією, яка дозволить забезпечити прояв наномасштабного ефекту.
5. Аналіз результатів визначення зносостійкості показав, що електродугове покриття, нанесене з використанням електроімпульсної дії на оптимальних амплітудно-частотних параметрах, має в 1,7 рази менший знос, ніж покриття, напилене за традиційною технологією. Плазмове покриття, нанесене з використанням електроімпульсної дії, має в 1,5 рази менший знос.
6. Поверхні тертя покриттів, напилених з використанням електроімпульсної дії на оптимальних амплітудно-частотних параметрах більш щільні та мають пористість в 2 рази меншу, ніж покриття напилені за традиційною технологією. Також спостерігали наявність слідів тертя меншої глибини, які більш рівномірно розташовані по поверхнях тертя, що призводить до меншого зносу. Збільшення зносостійкості пов’язане з підвищенням твердості покриттів (електродугового на 35 %, плазмового на 24 %) та більш щільною структурою поверхонь тертя.
7. Підписано три контаркти з КНР: «Атмосферное плазменное напыление высокопрочного, теплостойкого, теплозащитного покрытия»; «Форматирование, оформление и подготовка содержания книги «Технология напыления»»; «Форматирование, оформление и подготовка содержания книги «Материаловедение сплавов на основе титана».

 

№ДР 0115U000300 «Науково-технічні основи тригенераційних полінарних технологій на низькоемісійних робочих тілах для двигунів і ЕУ», науковий керівник – д.т.н., проф. Радченко М.І., період виконання 01.01.2015-31.12.2017, основні результати:

1. Розроблені науково-технічні основи інноваційних багатофункціональних тригенераційних полінарних технологій та побудована на них концепція глибокого охолодження циклового повітря двигунів трансформацією скидного тепла у полінарних (на різних робочих тілах) циклах, що забезпечують у 1,5–2 рази більші скорочення споживання палива та зростання потужності двигунів порівняно з традиційним його охолодженням до 15 °С в абсорбційних бромистолітієвих термотрансформаторах (АБТТ) для помірного клімату, характерного для України і країн східної та західної Європи, підвищення загального ККД (електричного та теплового) установок інтегрованого енергозабезпечення на 20-30 %, завдяки скороченню втрат при трансформації тепла в холод, узгодженню й оптимізації взаємодії двигунів з термотрансформаторами.
2. Отримала подальший розвиток теорія трансформації скидного тепла в енергоустановках, який полягає у виявленні особливостей і закономірностей процесів полінарної тригенерації з охолодженням циклового повітря двигунів енергоустановок за змінних кліматичних умов експлуатації, узгодженням характеристик полінарних термотрансформаторів з кліматичними умовами експлуатації, визначених відповідно до встановлених закономірностей зміни характеру залежності річного ефекту від охолодження (економії палива тощо) від встановленої холодопродуктивності полінарних термотрансформаторів, що забезпечує її раціональне використання упродовж року, а також узгодженням режимів сумісної експлуатації двигунів і термотрансформаторів по температурі зворотного теплоносія в установках інтегрованого енергозабезпечення, що є вагомим внеском у галузь знань з використання скидного тепла енергетичних установок вітчизняної і світової науки.
3. Розроблені багатофункціональні полінарні термотрансформатори забезпечують глибоке охолодження циклового повітря двигунів зі скороченням споживання палива і зростанням виробництва електричної (механічної) енергії, тепла та холоду, трансформацію скидного тепла двигунів з узгодженням і оптимізацією взаємодії двигунів з термотрансформаторами (зі скороченням теплових втрат на 20-30 % і підтриманням теплового стану двигунів).
4. Встановлено закономірності процесів трансформації скидної теплоти двигунів з охолодженням повітря на вході, зумовлені зміною теплового навантаження відповідно до поточних значень тепловологісних параметрів зовнішнього повітря, а саме – сповільнення темпів прирощення річного ефекту від охолодження (економії палива тощо) в залежності від встановленої холодопродуктивності (теплового навантаження) термотрансформатора, викликане зменшенням теплового навантаження водяного ступеня охолодження і обмеженням глибини охолодження повітря температурою води.
5. Розроблені принципи раціональної організації процесів трансформації скидної теплоти двигунів: двоступеневі трансформація теплоти й охолодження повітря – забезпечують у 1,5–2 рази більше скорочення споживання палива та зростання потужності двигуна за рахунок більшого зниження температури повітря на вході порівняно з одноступеневою трансформацією в абсорбційних бромистолітієвих термотрансформаторах (АБТТ) для кліматичних умов України.
6. Принцип сумісного вдосконалення базових когенераційних технологій відведення скидного тепла двигунів і трансформації тепла в холод полінарною його трансформацією забезпечує скорочення теплових втрат на 20…30 %, відповідне зростання холодопродуктивність порівняно з базовою установкою інтегрованого енергозабезпечення і стабілізацію теплового стану двигунів на відміну від традиційного принципу їх сумісної роботи з АБТТ зі скиданням в атмосферу градирнями аварійного скидання близько 30 % теплоти.
7. Результати впроваджено при розробці пілотних проектів в ТОВ «Хладотехніка» для заводу ТОВ «Сандора»–»Pepsicо Ukraine»); в ПАТ «Завод «Екватор».

 

№ДР 0117U000344 «Розробка теоретичних основ проектування термоакустичних турбогенераторів систем використання теплових скидних енергетичних ресурсів транспортних засобів» науковий керівник – д-р техн. наук, проф. Романовський Г.Ф., період виконання 01.01.2017 – 31.12.2019, основні результати:

1. Коротка характеристика наукового результату та його новизна:
2. Результатом НДР є універсальна математична модель енергогенеруючих термоакустичних систем з навантаженням у вигляді турбін двонаправленої дії.
3. На базі запропонованої математичної моделі були розраховані характеристики систем енергозбереження для різних типів енергетичних установок. Результати теоретичних досліджень дозволили прогнозувати можливу потужність ТАТГ, визначати ефективність від впровадження термоакустичних енергогенеруючих систем.
4. Отримані наукові результати дають змогу проектувати та виготовляти енергогенеруючі термоакустичні системи утилізації низькотемпературних теплових викидів енергетичних установок транспорту, промисловості та енергетики з потужністю на рівні 102 –103 кВт.
5. Значимість та практичне застосування.
6. За тематикою НДР у межах спільних Україно-Китайських науково-дослідних проектів 2019 – 2020 р. виконується НДР 0119U103202 «Підвищення ефективності енергетичних установок шляхом  використання термоакустичних технологій».
7. Наукові результати досліджень використовувались для підготовки дисертаційних робіт за  спеціальностями 05.05.03 — Двигуни та енергетичні установки, та 05.13.22 – Управління проектами та програмами, термін захисту дисертацій 2018-2019 рр.
8. За тематикою НДР  на 2020 р. заплановано захист докторської дисертації – Коробко В.В. «Науково-технічні основи утилізації низькопотенційної теплоти суднових  енергетичних установок термоакустичними технологіями» дисертація подана до Спецрада Д 38.060.01 НУК.
9. Результати НДР використані в навчальному процесі.
10. Комп’ютерні системи керування термоакустичними системами та ТАТМ є темою магістерських робіт Навчально-наукового інституту автоматики та електротехніки НУК, в цих роботах розглядаються питання застосування наявної КОС та програмного забезпечення в системах діагностики промислових установок.

 

№ДР 0117U000345 «Механіка та фізико хімічні процеси при дифузійному зварюванні, паянні, зміцненні жароміцних нікелевих сплавів та різнорідних матеріалів», науковий керівник – д-р техн. наук, проф. Квасницький В.Ф., період виконання 01.01.2017 – 31.12.2019, основні результати:

Коротка характеристика наукового результату та його новизна:

1. Отримано нові знання з напрямку розробки нових припоїв, зміцнюючих матеріалів та формування НДС в з’єднаннях з проміжними прошарками припою та при використанні концентрованих джерел енергії. Установлено, що для підвищення механічних властивостей паяних з’єднань і стійкості проти ВСК жароміцних нікелевих сплавів морських газових турбін перспективним шляхом є  легування припоїв ренієм і танталом, що дозволяє підвищити концентрацію хрому, який є головним елементом для забезпечення стійкості проти ВСК, не знижуючи  тривалої міцності з’єднань.
2. Легування матеріалами для зміцнення при наплавленні контактних поверхонь танталом підвищує стійкість матеріалів проти ВСК і  дозволило оптимізувати склад зміцнюючих матеріалів та розробити нові матеріали КМХ-2 і КМХС-2.
3. Дослідження НДС дозволили доповнити теоретичні положення механіки з’єднань з прошарками  і показали, що при наявності пластичних прошарків відбувається не лише зміцнення прошарку, але і перерозподіл напружень, що розвантажує прошарок.

Практична цінність:

1. Результати дослідження, теоретично і експериментально встановлені положення і закономірності  є основою розвитку технологій дифузійного зварювання, паяння і наплавлення зносостійких матеріалів при виготовленні морських газотурбінних установок нового покоління, що забезпечують використання нових матеріалів для підвищення ефективності і ресурсу ГТД.
2. Розроблені припої та зміцнюючі матеріали не мають аналогів у світовій практиці. На ДП НВКГ «Зроя»-«Машпроект» проведена дослідно-промислова перевірка технологій паяння та зміцнення припоями SBM-3 і SBM-4, та КМХ-2 і КМХС-2 відповідно.
3. Паяння металокерамічних вузлів пройшли перевірку в НВП «Технобім» і «Вітова».

 

№ ДР 0117U000348 «Статистична теорія конденсації для реалістичних моделей речовини», науковий керівник – д-р фіз.-мат. наук, доц. Ушкац М.В., період виконання 01.01.2017 – 31.12.2019. Отримано низку  результатів, важливих у багатьох галузях світової та вітчизняної науки (фізиці, хімії, матеріалознавстві, екології та інших), зокрема:

• Розроблено ефективну методику комп’ютерного розрахунку віріальних коефіцієнтів вищих порядків (більше шостого порядку).
• Отримано дані по віріальним коефіцієнтам вищих порядків для різних моделей міжмолекулярної взаємодії (потенціалів Сазерленда, Леннард-Джонса, Морзе, модифікованого потенціалу Леннард-Джонса, прямокутної потенціальної ями ґраткового газу з твердим ядром).
• Вперше запропоновано апроксимацію всього нескінченного віріального ряду для різних реалістичних потенціалів міжмолекулярної взаємодії (до сьогодні, були запропоновані лише дві подібні апроксимації: американських вчених та авторів проекту, і тільки для одного потенціалу Леннард-Джонса).
• Розроблена методика врахування реальної залежності групових інтегралів від об’єму системи, що розширило теоретичні межі застосовності групового розкладу статистичної суми на конденсовані стани систем.
• Досліджено закономірності поведінки конфігураційного інтеграла, який включає у себе весь нескінченний ряд віріальних коефіцієнтів для різних моделей взаємодії, з урахуванням їх залежності від об’єму в області фазового переходу газ-рідина, що по суті буде означає створення відсутньої до сьогодні статистичної теорії конденсації.

На сьогодні, для потенціалу Леннард-Джонса та його модифікованої версії у досить обмеженому інтервалі температур відомі вірі альні коефіцієнти лише до сьомого порядку, включно. Будь які нові дані для інших моделей взаємодії або по коефіцієнтах вищих порядків, вже самі по собі, мають значну наукову цінність в теоретичних дослідженнях поведінки реальних газів. Крім того, питання щодо залежності групових інтегралів від об’єму та впливу цієї залежності на поведінку статистичної суми також ще ніколи не досліджувались.

Загалом, запропонований підхід дозволить глибше зрозуміти фізичний зв’язок між простими правилами взаємодії окремих мікрочастинок (потенціал взаємодії) і складними законами існування макроскопічних термодинамічних систем. Виявлені особливості поведінки конфігураційного інтегралу та отримані рівняння стану зроблять більш точною теорію реальних газів, рідин, плазми і, навіть, кварк-глюонної плазми. Крім того, результати досліджень можуть бути використані у подальшому, як основа більш загальної статистичної теорії фазових перетворень речовини.

Точний вираз групового розкладу статистичної суми разом з новими даними по віріальним коефіцієнтам, як частина статистичної теорії конденсації, може увійти у майбутньому до широкого кола не тільки суто наукової але й науково-методичної літератури, зокрема, у підручники і навчальні посібники з молекулярної фізики, статистичної механіки, хімії та інших сумісних галузей науки.

Окрім суто наукової цінності, результати досліджень можуть мати й суттєве практичне значення. Рівняння стану з широкою областю застосовності, на основі мінімальної інформації про потенціал міжмолекулярної взаємодії, дозволить безпосередньо прогнозувати поведінку речовин у межах від газового стану до рідкого і може використовуватись в енергетиці, металургії, хімічній промисловості для підвищення ефективності самих різних технологічних процесів та створення нових речовин із заданими теплофізичними властивостями.

Результати досліджень були використані у кандидатській дисертації Ушкац С. Ю. та в докторській дисертації Ушкаця М. В. Крім того, виявлені закономірності поведінки конфігураційного інтеграла в області фазового переходу газ-рідина увійшли до навчальних курсів з молекулярної фізики та статистичної механіки Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Частина отриманих результатів разом із попередніми напрацюваннями виконавців проекту вже увійшли до освітніх програм бакалаврів, магістрів та докторів філософії фізичного факультету КНУ імені Тараса Шевченка («Фізика. Молекулярна фізика», «Фізика. Фундаментальна фізична фізика») та НУК імені адмірала Макарова («Системний аналіз» в рамках дисциплін «Фізика», «Прикладна статистика», «Прикладні задачі комп’ютерного аналізу», «Сучасні методи комп’ютерного моделювання» та ін.). Більшість результатів увійшли в дисертацію наукового керівника проекту Ушкаця М. В. «Опис процесу конденсації однокомпонентних флюїдів на основі статистичного підходу Гіббса» на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук (за спеціальностями 01.04.02 – теоретична фізика і 01.04.14 – теплофізика та молекулярна фізика), до дисертації відповідального виконавця Ушкац С. Ю. «Конденсація та особливості віріальних розкладів в моделі ґраткового газу» на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук (за спеціальністю 01.04.14 – теплофізика та молекулярна фізика), а деякі ще продовжують використовуватись у кандидатській дисертації Євфимко К. Д. під керівництвом д.т.н., проф. Мочалова О.О. («Математичне моделювання фізичних процесів в кристалічних твердих тілах»).

 

ДР 0118U003871 «Наукові основи проектування складів і структур легковагових композиційних матеріалів плавучості для підводних засобів засвоєння ресурсів океану», науковий керівник: д-р техн. наук, проф. Коростильов Л.І., зокрема на 2020 рік 602,433тис. грн. , період виконання 01.01.2018 – 31.12.2020, основні результати:

Коротка характеристика наукового результату та його новизна:

1. Вперше запропоновано поєднання піноскла та керамічних макросфер у блоках плавучості, а також виконано їх експериментальне випробування.  Піноскло є перспективним матеріалом для легковагових блоків плавучості, яке виготовляється на основі скляного бою.
2. Вперше розроблено технологію виготовлення сферичних безшовних керамічних оболонок, яка дозволяє контролювати їх сферичність та рівностіність, що дає  достатньо високий рівень якості заготовкам.  При цьому в порожнині заготовки оболонки виникає вакуум, що може порушити форму сферичної оболонки при відшаруванні заготовки від поверхні форми за рахунок втрати стійкості. Тому вперше в процес сушіння заготовки вводиться етап підв’ялювання заготовки в герметичній формі.

Практична цінність

1. Результати дослідження використано при проектуванні оптимальних складів та структур легковагомих композиційних матеріалів плавучості під задані умови експлуатації для підводних засобів засвоєння глибин Азово-Чорноморського басейну. Розроблені композиційні матеріали плавучості з підвищеними теплоізоляційними характеристиками є перспективним товаром для виходу на ринок устаткування для підводного транспортування гарячої нафти у Норвезькому морі і Мексиканській затоці.
2. Розроблений склад протиобрастаючого покриття дозволив знизити рівень обростання  водних конструкцій, що подовжив термін їх експлуатації.
3. Результати виконання проекту, практичні розробки складів і структур, технологічні процеси суміщення компонентів впроваджено до практики на державному підприємстві «Миколаївський суднобудівний завод» (акт впровадження додається).

Практичне застосування результатів дослідження відображено в наступних документах:

1. Композиційний теплоізолюючий матеріал плавучості для підводних технічних засобів. Склад і властивості. СТП 020. 06.67.53 – 05.01.18. Миколаїв НУК, 2018 р.
2. Параметри технологічного процесу виготовлення легковагового матеріалу плавучості піноскала. СТП 2.066753 – 25.12.19. Миколаїв НУК, 2019 р.
3. Антиобрастаюче покриття для суден і водних споруд. Склад і властивості. СТП 02.066753.26 – 12.20.2020. Миколаїв НУК, 2020 р.
4. Методика «Визначення гідростатичної міцності при гідростатичному стисканні сферопластика методом акустичної емісії», УКФА 360107.008М, 2018.
5. Методика прогнозування експлуатаційних характеристик блоків плавучості на основі керамічних оболонок та піноскла. УКФА 730131.007 М
6. Методика визначення зміни механічних характеристик сферопластиків під впливом дії гідростатичного тиску УКФА 730107.009 М
7. Методика визначення антиобрастаючих властивостей покриття, що наноситься на різноманітні металеві водні споруди УКФА 362364. М., 2020.

 

 

ПРИКЛАДНІ ДОСЛІДЖЕННЯ

 

ДР№ 0114U001503 «Розробка матеріалу вогнестійкого покриття інтумісцентного типу для електричних кабелів атомних станцій», науковий керівник – д.т.н., проф. Коростильов Л.І., період виконання 01.01.2014 – 31.12.2015, основні результати:

1. Розроблений склад вогнестійкого покриття, який є нетоксичним і нешкідливим для людини, як при їх виробництві і нанесенні на інженерні споруди, так і при пожежі Розробка  спрямована  на вирішення проблем, пов’язаних  з аварійними ситуаціями, при пожежах у замкнених приміщеннях. Особливо небезпечними є пожежі на об’єктах АЕС, ліквідувати які дуже складно технічно та організаційно. Полімерна ізоляція не вимкнених електричних мереж швидко вигорає, виникає коротке замикання, яке посилює пожежу. Паралельно виникає загазованість приміщення токсичними речовинами. Все це ускладнює ситуацію по прийняттю і реалізації необхідних оперативних рішень.
2. В проекті розроблено комплексне композиційне покриття для АЕС, яке затримає на деякий час згоряння обладнання і захистить робочий персонал від токсичних речовин, що спрощує ситуацію з подоланням пожежі та її наслідків.  Розроблено принципову схему технологічного процесу нанесення вогнестійкого покриттів  на електричні кабелі у заводських умовах методом екструзії та на інженерні споруди безпосередньо на місці їх монтажу методом пневматичного напилення.

Таким чином,  в проекті вирішується проблема захисту життя людини і екологічної безпеки у разі пожежі на АЕС та інших потенційно небезпечних інженерних об’єктах. Розробка вказаного нового матеріалу покриття спрямована на виконання морської доктрини України.

Практична цінність результатів роботи полягає в удосконаленні захисту електричного обладнання в умовах пожежі. Це дозволяє з одного боку зберегти дороге за вартістю  обладнання, з іншого боку надає ресурс часу для організації робіт по ліквідації пожежі. Компоненти вогнестійкого покриття нетоксичні за хімічним складом, а продукти розкладу при пожежі не викликають симптомів отруєння у людини.

 

№ДР 0115U003822 «Розробка інтелектуальних систем керування технічними та екологічними процесами об’єктів морської інфраструктури», науковий керівник – д.т.н., проф. Харитонов Ю.М., період виконання 01.01.2014 – 31.12.2015, основні результати:

1. Розроблена узагальнена модель системи підтримки прийняття  рішень, яка враховує особливості технологічних схем вантажних та допоміжних операцій, особливості гідротехнічних  споруд, територіальні особливості порту та припортової інфраструктури
2. Розроблено концептуальну модель, яка забезпечує підвищення ефективності управління проектами та програмами розвитку об’єктів морської інфраструктури на підставі удосконалених методів та моделей проактивного управління шляхом створення уніфікованої системи підтримки проектних рішень;
3. На підставі визначення основних структурно-параметричних показників  розроблено інтегральну модель інформаційних потоків на підприємствах морегосподарського комплексу, яка забезпечує підвищення ефективності управління проектами та програмами реконструкції об’єктів морської інфраструктури шляхом створення єдиного інформаційного простору;
4. Розроблена узагальнена модель  системи підтримки прийняття рішень, яка враховує особливості технологічних схем вантажних та допоміжних операцій, особливості гідротехнічних  споруд, територіальні особливості порту та припортової інфраструктури, систем енергозабезпечення, та таке інше, що дозволяє підвищувати ефективність управління проектами та програмами розвитку об’єктів морської інфраструктури шляхом забезпечення інформаційних потреб на підставі створеної структури баз даних, встановлених структурно-параметричних показників основних елементів портової інфраструктури, а також сучасних моделей проектування їх елементів, яка забезпечує дослідження зв’язків та залежностей при управлінні життєвими циклами проектів розвитку портової інфраструктури;
5. Концептуальна модель розвитку морської портової інфраструктури, яка враховує зміну в часі (квазідинамічний підхід) внутрішніх та зовнішніх коливань, показників вантажопотоків та елементів портової інфраструктури, обмежень на проект, визначених критеріїв та ресурсів,   що дозволяє підвищити ефетивність проектів шляхом гармонізації існуючих та перспективних вантажопотоків та об’єктів морської інфраструктури.

Значимість отриманих результатів наукових досліджень полягає в створенні підгрунття для формування нової концепції управління розвитком портової інфраструктури на підставі морського просторового планування та ідеологічних платформ «SmartPort».

 

№ ДР 0114U005135 «Розробка способу знесолення води в надлишковій кількості при використанні теплоти відпрацьованих газів контактних газотурбінних установок із додаткових джерел солоної води», науковий керівник – д.т.н., проф. Шевцов А.П., період виконання 01.06.2014-31.12.2015, основні результати:

1. Визначено, що інтенсифікація тепломасообміну та сепарації при використанні дільниці несталого руху і температурної релаксації рідини при випаровуванні і конденсації в потоці суміші дозволяє при стабільній генерації води у циклі контактних газопаротурбінних установок (КГПТУ) в жовтні-квітні місяцях отримати додатково знесолену воду у надлишковій кількості відносно паропродуктивності утилізаційного котла 1,229-1,369, а у період травень-вересень місяці – 1,080-1,280 при умові, що кількість знесоленої води витрачається на потреби КГПТУ.
2. Встановлено, що найбільш ефективно для виробництва електричної, теплової енергії та знесоленої води є використання КГПТУ з випарним охолоджувачем і додатковим охолодження циркуляційної води до та регенерацією теплоти циркуляційної води після контактним конденсатором чи опріснювального апарату киплячого типу з додатковою регенерацією теплоти мінералізованої води, що відводиться з апарату по ходу газопарової суміші. Це дозволяє підвищити коефіцієнт використання теплоти, як техніко-економічний показник конкурентоспроможності установки з 0,41-0,43 до 0,95-0,97 порівняно з КГПТУ що виробляє тільки електричну енергію.
3. Розроблено практичний спосіб знесолення води в надлишковій кількості при використанні теплоти відпрацьованих газів контактних газопаротурбінних установок із додаткових джерел солоної води, розроблено принципові схеми для реалізації способів знесолення води в надлишковій кількості.

 

№ДР 0115U000301 «Дослідження та розробка модулю термоакустичного перетворювача теплових викидів енергетичних установок транспорту та промисловості», науковий керівник – к.т.н., доцент Коробко В.В., період виконання 01.01.2015-31.12.2016, основні результати:

1. Сформульовано та експериментально підтверджено наукові принципи застосування запропонованого модулю термоакустичних перетворень в термоакустичних системах утилізації теплових викидів енергетичних установок транспорту та промисловості.
2. Експериментально досліджено особливості процесів енергообміну  між елементами термоакустичних теплових машин, що дало змогу запропонувати низку конструктивних заходів для вдосконалення характеристик теплообмінників ТАТМ, розроблено узагальнюючі положення та рекомендації, що до проектування термоакустичних апаратів та технологічних схем утилізації скидних ВЕР ЕУ транспорту та промисловості.
3. Вперше виявлено та досліджено особливості запуску низькотемпературних ТАТМ, розроблено науково обґрунтовані заходи для примусового запуску низькотемпературних термоакустичних теплових машин;
4. Науково обґрунтовано та експериментально підтверджено базові принципи автоматичного керування та оптимізації робочих процесів ТАТМ систем утилізації скидної енергії ЕУ транспортних засобів із застосуванням цифрових керуючих пристроїв;
5. Виготовлений експериментальний зразок МТП, що може стати базовим рішенням для ТАТМ систем використання скидних енергетичних ресурсів транспортних засобів та промисловості. Розроблено рекомендації, щодо використання гравітаційних термосифонів в ТАТМ систем утилізації скидної теплоти транспортних засобів та промисловості. Застосування таких теплообмінників підвищує питому потужність ТАТМ в 1,5-1,8 разів  в порівнянні з типовими рекуперативними теплообмінниками.
6. Для контролю за роботою модулю термоакустичного перетворювача та керування роботою термоакустичної установки створена швидкодіюча комп’ютеризована контрольно-вимірювальна система та відповідне прикладне програмне забезпечення;
7. Запропонована схема суднової енергогенеруючої системи регазифікації LNG палива на базі кріогенної ТАТМ. Запропоновані та розроблені варіанти такої система з використанням імпульсної двонаправленої турбіни. Розрахунки показали потенційну ефективність таких систем.
8. Вперше розроблений, виготовлений та досліджений експериментальний термоакустичний двигун з двофазним робочим тілом. Показана принципова можливість створення такого ТАД, отримані данні щодо особливостей його роботи.  Такий ТАД здатен використовувати скидні теплові ресурси суднових ДВЗ з температурою 80-95⁰С. При цьому температурний градієнт в матриці зменшений до  2-3 К/мм, що є суттєвою перевагою перед існуючими системами. Використання енергії випаровування води підвищує в 1,5-2 рази питому потужність ТАД в порівнянні з однофазним робочим тілом.

 

№ДР 0115U000302 «Розвиток проектів та програм інтеграції української технічної освіти у світовий освітній процес», науковий керівник – д.т.н., проф. Кошкін К.В., термін виконання 01.01.2015 – 31.12.2016 р., основні результати:

1. Розроблено концепцію інформаційної системи підтримки прийняття рішень (СППР )в проектах та програмах інтеграції у світовий освітній процес.
2. Реалізовано пілотну програму інтеграції в галузі суднобудівної освіти з університетами КНР. Співробітництво НУК в галузі суднобудівної освіти і науки Китайської Народної Республіки має більш ніж двадцятирічну історію. На даний час НУК співпрацює з партнерами з сімох провінцій (Цзянсу, Чженцзян, Хайнань, Шандунь, Хейлунцзян, Ляолінь, Цзилінь) та двох місць центрального підпорядкування (Пекін і Шанхай). Навчання здійснюється за інноваційними спеціалізованими програмами “4+0” та “3+Х” з читанням лекцій та проведенням практичних занять викладачами НУК на території КНР.
3. Для інтеграції технічної освіти з ВНЗ КНР розроблено відповідні навчальні плани та комплект інших нормативних документів за декількома спеціальностями.
4. Створено комплект методичних документів для інтеграції української технічної освіти у світовий навчальний простір (навчальні плани підготовки бакалаврів за програмою “4+0” за напрямками “Кораблі та океанотехніка”, “Суднові енергетичні установки”, “Зварювання”, навчальні програми підготовки бакалаврів за програмами “2+2” та “3+Х” за напрямом “Кораблі та океанотехніка”), що дозволило залучити до навчання в НУК іноземних студентів.

 

№ДР 0115U000303 «Розробка екологічно безпечної технології та створення експериментальної автоматизованої установки безперервного піролізу цілих зношених автошин з одержанням альтернативних палив», науковий керівник – д.т.н., проф. Рижков С.С, термін виконання 01.01.2015 – 31.12.2016, основні результати:

1. Вперше в Україні розроблена  універсальна високоефективна технологія безперервного термічного розкладання цілих автошин, яка забезпечує високу продуктивність при мінімальних затратах робочої сили і  екологічно не шкідлива для навколишнього середовища. Створено фізико — математичні основи екологічно безпечної та енергозберігаючої інноваційної технології безперервного багатоконтурного циркуляційного піролізу цілих зношених автошин під дією статичного навантаження. Наукова новизна одержаних результатів також полягає в розвитку і поглибленні методів та програмно-технічних засобів проектування спеціалізованих ієрархічних комп’ютеризованих систем моніторингу та автоматичного керування для підвищення рівня автоматизації та ефективності технологічних комплексів термічної утилізації автошин.
2. Розроблена і запатентована конструкція малогабаритного піролізного реактора та обладнання яка забезпечує безперервний  піроліз цілих  зношених автомобільних шин, при сумарному впливу на автошини температури і їх стискання, що суттєво збільшує ефективності роботи реактора, продуктивність його збільшується в 2 – 3 рази.
3. Синтезовано узагальнену математичну модель установки безперервного піролізу цілих зношених автошин як складного багатокоординатного об’єкта керування на основі моделей її окремих компонентів із застосуванням нейро-нечітких технологій, яка враховує суттєво нелінійний і невизначений характер зміни параметрів та взаємовплив вихідних координат установки утилізації автошин, що дозволяє підвищити адекватність процесу формалізації даного об’єкта керування при дослідженні його поведінки в динамічних режимах. Запропоновано структурну модель ієрархічної комп’ютеризованої системи моніторингу та автоматичного керування установкою безперервного піролізу цілих зношених автошин, яка відрізняється від відомих використанням чотирьох сепаратних каналів керування з нечіткими інтелектуальними регуляторами, що забезпечує досягнення високих робастних властивостей та показників якості керування.

У навчальному процесі результати використано для напрацювання студентами досвіду по забезпеченню екологічної безпеки навколишнього середовища та енергозбереження при написанні курсових та дипломних проектів та робіт, підготовки нових лекційних курсів та циклів лабораторних та практичних робіт: спеціальність 183 «Технології захисту навколишнього середовища» та 101 «Екологія» — навчальні дисципліни: «Джерела екологічної небезпеки», «Забезпечення екологічної безпеки», «Утилізація та рекуперація відходів», «Нетрадиційні джерела енергії», «Управління та поводження з відходами»; спеціальність 123 „Системна інженерія” – навчальні дисципліни: «Теорія автоматичного управління», «Теорія і проектування цифрових систем управління».

 

№ДР 0115U000304 «Розробка енергоефективних суднових автоматизованих систем генерації та перетворення електроенергії для підвищення якості електроенергії та поліпшення електромагнітної сумісності», науковий керівник – д.т.н., проф. Павлов Г.В., термін виконання 01.01.2015 – 31.12.2016 р., основні результати:

В результаті виконання проекту створено дослідні зразки:

1. Мікропроцесорна система моніторингу якості електроенергії, яка створена з урахуванням вимог електромагнітної сумісності і вирішує задачі відображення параметрів у зручній для оператора формі;
2. Мікропроцесорна система розподілу активної та реактивної потужності між паралельно працюючими синхронними генераторами потужністю до 300 кВт, що надійно працює в умовах низької якості електроенергії та значному рівні завад, а також відрізняється низьким рівнем нерівномірності розподілу навантаження за рахунок використання оптимізованих алгоритмів керування;
3. Апаратно-програмний комплекс автоматизації процесів моніторингу параметрів та керування СЕЕС, в якій реалізовані алгоритми оптимального керування засобами автоматизації та інформаційними потоками в мережі керування для підвищення якості електроенергії в динамічних режимах роботи силових агрегатів;
4. Пульт керування фізичною моделлю СЕЕС з елементами людино-машинних інтерфейсів та сучасними засобами відображення інформації та програмне забезпечення для мікропроцесорних систем моніторингу якості електроенергії та розподілу активної та реактивної потужності між паралельно працюючими синхронними генераторами.
5. Мікропроцесорну систему управління РП, що реалізує алгоритм комбінованого регулювання та побудовано дослідний зразок РП.
6. Розроблено новий метод узагальненого аналізу статичних характеристик РП поширюється на широкий клас РП, може бути основою математичної моделі і дозволяє зробити порівняльний аналіз будь-яких схем РП на стадії проектування систем електроживлення.

 

№ДР 0115U000305 «Розробка методу визначення головних розмірів та характеристик кораблів берегової охорони для захисту морських кордонів держави», науковий керівник – д.т.н., проф. Нєкрасов В.О., термін виконання 01.01.2015 – 31.12.2016 р., основні результати:

Дослідження здійснено на основі відкритого в НУК нового наукового напрямку в галузі проектування кораблів і суден. Особливістю цього наукового напрямку є доповнення оптимізаційних задач вибору головних розміреним проектованих кораблів і суден побудовою віртуальних просторів їх функціонування і математичних моделей функціонування. При цьому досягнення найвищих значень показників ефективності та надійності проектованих кораблів і суден реалізується за допомогою досить докладного опису їх функціональних операцій в класі марковских випадкових функцій. Аналіз існуючих систем охорони морського прикордонного простору, в основу яких покладено принцип реалізації кораблями охорони двох типів операцій — пошуку порушників і їх затримання, виявила необхідність зміни цих систем охорони. При сучасних засобах спостереження за допомогою горізонтних і загоризонтних радіолокаційних станцій, а також супутникового спостереження операція пошуку порушників за допомогою кораблів берегової охорони втратила своє значення. У зв’язку з цим запропонована нова двохешелонна система охорони морського прикордонного простору України за участю двох типів швидкохідних катерів — катерів охорони територіального моря і катерів охорони морської економічної зони. Ефективність запропонованої схеми охорони протестована за допомогою математичного ігрового взаємодії в погодних умовах Чорного і Азовського морів можливих порушників морського прикордонного простору України із запропонованими типами катерів берегової охорони в припущенні про можливість використання цими катерами сучасних морських комплексів стрілецької, артилерійського та ракетного зброї. Сформульовано та вирішено оптимізаційні задачі вибору головних розміреним і характеристик таких катерів за критерієм «вартість — ефективність». Запропоновано варіанти вирішення проблеми: для охорони територіального моря — швидкохідний катер з вільно вентильованим зареданним простором, за характеристиками функціонування не поступається російському катеру «Міраж», який обладнаний комплексами керованих інтерцепторів, і для охорони морської економічної зони — катер типу Exe-Bow або SWATH. Моделі всіх цих варіантів катерів випробувані в дослідному басейні НУК. Таким чином, головним результатом виконаної дослідницької роботи стало теоретико-експериментальне обґрунтування того факту, що для ефективної охорони морського прикордонного простору України немає необхідності використання кораблів великої водотоннажності з катерами і вертольотами на борту, досить обмежиться застосуванням компактних, швидкохідних носіїв засобів берегової охорони, оснащених сучасним радіолокаційним обладнанням і установками ефективної нейтралізації порушників. Влітку 2018 року НУК отримав замовлення від ПрАТ «Завод« Кузня на Рибальському »на виконання ХД НДР за темою« Виготовлення та проведення буксирувальних випробувань моделі катера проекту 58504». Характеристики цього катера близькі до отриманого при виконанні ГБ НДР оптимального рішення катери охорони морської економічної зони.

Теоретичні і практичні результати: Проведено аналітичний огляд проблеми проектування кораблів берегової охорони (КБО). Запропоновано концепцію оцінки ефективності та надійності КБО. Розроблено математичні моделі функціонування КБО, їх обладнання, систем та озброєння. Проведено аналіз та вибрано методи розв’язку задач функціонування. Створено програмні продукти моделей функціонування КБО різних типів. Розроблено математичні моделі фізичних і інженерних якостей кораблів берегової охорони та їх обладнання, систем і озброєння. Виготовлено експериментальний зразок КБО та проведено дослідження його морехідних якостей у дослідному басейні НУК. Запропоновано методи формулювання та розв’язання оптимізаційних задач проектування КБО. Визначено архітектурно-конструктивний тип КБО, його головні розміри, обладнання, системи та озброєння. Розроблено програмні продукти проектування КБО на етапах дослідницького проектування.

Новизна та ефективність впровадження: Наукова новизна та значимість отриманих результатів роботи полягає в узагальнені досвіду концептуального проектування кораблів берегової охорони та розробці концепції комплексного оцінювання ефективності та надійності кораблів берегової охорони, яка, на відміну від існуючих, вперше дає змогу врахувати вимоги надійності, безпеки та ефективності ще на етапі проектування корабля.

Проведені дослідження також дозволили значно покращити технологію проектування кораблів берегової охорони на етапі їх дослідницького проектування.

 

№ДР 0115U000306 «Розробка та створення зразку комбінованої системи енергопостачання на базі водневих гідридних технологій», науковий керівник – д.т.н., проф. Тимошевський Б.Г., термін виконання 01.01.2015-31.12.2016, основні результати:

1. Розроблена система системи енергопостачання на базі водневих гідридних технологій не має світових аналогів, про що свідчать отримані патенти України та відсутність у вітчизняній та іноземній технічній літературі інформації про подібні пристрої. Отримані в результаті виконання проекту результати показали працездатність запропонованої металогідридної системі для утилізації низькопотенційної теплоти з високим ККД.
2. Утилізація тепла ВЕР двигуна 9G80ME-C9.2-TII (42,3 МВт, 72 хв-1) комбінованої системи енергопостачання на базі водневих гідридних технологій забезпечує приріст механічної потужності енергетичної установки 3,0-3,2 МВт, що складає 6,3-7,4 % потужності ДВЗ. Раціональний діапазон температур десорбції стосовно металогідридної суспензії на основі MmNi4,5Al0,5 і параметрам ДВЗ — Td = 360-390 К.
3. Результати роботи мають інвестиційну привабливість, яка базується на практичній цінності роботи в плані суттєвого зменшення витрат органічного палива на виробництво одиниці енергії. Враховуючи те, що світове щорічне споживання органічного палива оцінюється у 16-18 млрд. т.у.п., а середня питома витрата палива становить 0,230-0,250 кг/(кВт×год), впровадження комбінованої системи енергопостачання на базі водневих гідридних технологій дозволить суттєво зменшити витрати палива.  Враховуючи, що вартість 1 т.у.п. у 2015 р. знаходилася на рівні 1000 грн. (40 дол. США), природного газу – 5000 грн. (200 дол.) за 1000 м³, а 1 т мазуту у перерахунку на умовне паливо – 5500 грн. (220 дол.), щорічна економія може скласти 6,4-8,0 млрд. доларів США.

 

№ДР 0115U000307 «Розробка теоретичних основ та програмно-технічних засобів керування багатоцільовим морським безекіпажним комплексом», науковий керівник – д.т.н., проф. Блінцов В.С., термін виконання 01.01.2015 – 31.12.2016, основні результати:

Наукова новизна полягає в удосконаленні методу оберненої динаміки для створення систем керування багатоцільовим морським безекіпажним комплексом (БМБК). Виконання сучасних підводних задач неможливо без ефективних систем автоматичного керування засобами морської робототехніки (ЗМР). Такі системи керування мають забезпечувати узгоджене керування декількома нелінійними багатовимірними об’єктами, до яких належать надводні судна, підводні апарати та гнучкі елементи – кабель-троси. Задачі керування ЗМР формуються як сукупність задач керування їх складовими таких багатовимірних об’єктів. Наявність механічного зв’язку через кабель-троси між цими складовими суттєво ускладнює задачу синтезу систем автоматизованого та автоматичного керування. Одним з потужних методів, який дає змогу синтезувати системи автоматичного керування  складними нелінійними об’єктами, є метод оберненої динаміки. Обернена задача динаміки відома з теоретичної механіки як задача визначення сил, що діють на тіло, якщо відома траєкторія його руху. В теорії автоматичного керування метод оберненої динаміки  реалізує концепцію інверсного керування. Його суть полягає у наступному. На основі вимог до якості керування синтезується еталонна модель системи автоматичного керування. Вона представляє собою диференціальне рівняння з бажаними динамічними характеристиками системи керування. Порядок диференціального рівняння еталонної моделі не може бути меншим, ніж порядок об’єкта керування. Далі з еталонної моделі виражається старша похідна. Отриманий вираз підставляють замість старшої похідної в рівнянні об’єкта і з нього виражають закон керування. Теоретичне удосконалення методу оберненої динаміки шляхом застосування принципу декомпозиції еталонної моделі дає змогу синтезувати системи автоматичного керування підводними комплексами, нелінійні елементи яких задано в довільній формі.

Науково-прикладна новизна результатів роботи полягає у вперше запропонованій структурі роботизованої єдиної системи моніторингу морської обстановки, яка функціонує у реальному часі, та в удосконаленні систем керування одиночним та груповим рухом ЗМР як складових БМБК.

Налагоджено співпрацю для подальшої роботи з:-Воєнно-науковим управлінням Генерального Штабу Збройних Сил України, м. Київ; ДП «Київський НДІ гідроприладів» Державного концерну «УКРОБОРОНПРОМ», м. Київ; ДП «Дослідно-проектний центр кораблебудування» Державного концерну «УКРОБОРОНПРОМ», м. Миколаїв.

 

№ДР 0116U003822 «Розробка методів та моделей управління проектами розвитку систем енергозабезпечення об’єктів портової інфраструктури», науковий керівник – д.т.н., проф. Харитонов Ю.М., період виконання 01.01.2016 – 31.12.2017, основні результати:

До одержаних прикладних результатів дослідження щодо створення наукового знання слід віднести наступні: управління процесами формування і реалізації проектів та програм розвитку систем енергопостачання об’єктів портової інфраструктури необхідно проводити на підставі синтезу технологій просторового планування і «Smart Port: Smart Energy» з врахуванням результатів енергетичних обстежень; вирішення проблеми ефективного управління проектами розвитку систем енергопостачання об’єктів портової інфраструктури потребує використання модифікованого методу побудови фазового портрету проектів; побудова ієрархії виконання проектів за розробленим компліментарним методом дозволяє ефективно реалізовувати процеси управління проектами шляхом визначення більш широкого класу проектів, які поєднують в собі різні системи енергоспоживання або їх елементи; підвищення ефективності управління проектами розвитку систем енергопостачання об’єктів портової інфраструктури може відбуватися на підставі запропонованого методу відбору команд проекту, який полягає у попередньому формуванні переліку можливих ризиків, що виникають при відборі команд проекту та їх попередньою оцінкою відносно потенційних команд проектів; визначення необхідності розробки індивідуальних моделей управління проектами розвитку систем енергопостачання об’єктів портової інфраструктури проводиться для кожного з етапів життєвого циклу проекту на підставі співставлення існуючої компетенції  команди проекту до реалізації місії, цілей та основних завдань проекту; розробка проектів розвитку систем енергопостачання об’єктів портової інфраструктури повинна базуватися на підставі виконаних енергетичних обстежень систем з врахуванням перспектив розвитку обсягів енергоспоживання та побудов енергетичних балансів. Цінність результатів для вітчизняної та світової науки полягає у створенні нових моделей та методів управління для предметній галузі, а саме, для проектів та програм розвитку  систем енергопостачання портової інфраструктури.

 

№ДР 0116U000004 «Розробка методик створення і використання в Україні безекіпажних підводних апаратів оборонного призначення», шифр «Апарат» (Для службового користування), науковий керівник – д.т.н., проф. Блінцов В.С., термін виконання 01.01.2017 – 31.12.2018, основні результати:

Розв’язано актуальну прикладну наукову задачу розробки теоретичного та методологічного підґрунтя створення нового високоефективного виду підводної техніки як технічної складової оборонних морських операцій в інтересах України.

 

№ДР 0117U000884 «Вдосконалення процесів шумоглушіння з охолодженням відпрацьованих газів в енергетичних установках кораблів класу корвет», науковий керівник – к.т.н., доц. Кузнєцов В.В., термін виконання 01.01.2017 – 31.12.2018, основні результати:

1. Запропоновано спосіб зниження шуму і швидкості відпрацьованих газів в трубчастих теплообмінних профільованих оребрених поверхнях з лунками.
2. Визначено геометричні і теплофізичні показники оребрених трубчастих пучків в складі глушників.
3. Результати оцінки сумарної зміни акустичного і температурного полів відпрацьованих газів.
4. Рекомендації по визначенню сумісних геометричних і теплофізичних показників для зниження рівня шуму і температури відпрацьованих газів корабельної енергетичної установки.
5. Вперше для конструктивних схем «труба-в-трубі» глушників шуму з оребреною внутрішньою трубою з висотою ребра, яка відповідає радіальному зазору, визначені розподіли температур відпрацьованих газів на початковій та стабілізованій термічних ділянках для лінійного, коридорного і шахового розташування лунок на двох ребрах, розташованих у діаметральній площині.
6. Вперше для конструктивних схем «труба-в-трубі» глушників шуму з внутрішньою трубою з двома ребрами, розташованими в діаметральній площині отримано, що зниження рівня шуму для лінійного розташування лунок 8 дБ, коридорного – 12 дБ, шахового – 14 дБ.
7. Завдяки використанню лункових систем на оребрених поверхнях вдалось підвищити ефективність тепловіддачі до 15 % та знизити рівень звукового тиску до 17 % (відн.).
8. При вертикальному розташуванні глушника-прототипу, завдяки профілюванню поверхні тепловіддачі нагрівної частини можливо: зниження висоти поверхні теплообміну з 2515-3380 мм до 2280-.3050 мм (в залежності від типорозміру глушника, або додаткове зниження акустичного тиску до 6,8-13,3 дБ (відн.) з одночасним зниженням температури відпрацьованих газів за глушником на 17,3-76,5°С.

 

№ДР 0117U000347 «Розробка методології підвищення ефективності та безпеки річкової транспортної системи України», науковий керівник –д-р техн. наук, проф. Нєкрасов В.О., термін виконання 01.01.2017 – 31.12.2019, основні результати:

Коротка характеристика наукового результату та його новизна:

Запропоновано покращену технологію проектування річкових транспортних засобів різних типів на етапі їх дослідницького проектування шляхом удосконалення та доповнення апарату математичного моделювання річкової транспортної системи України;

До отриманих прикладних наукових результатів щодо створення нового наукового знання, слід віднести проведені експериментальні дослідження морехідних якостей моделі корпусу річкового катамарана у дослідному басейні НУК та надані рекомендації щодо оптимізації форми корпусу з метою покращення ходових якостей катамарана. На основі отриманого корпусу планується запустити до побудови серію пасажирських суден на ПАТ «Артель». На відміну від існуючих у світі проектів катамаранів, дані форми корпусу заповнюють недосліджену нішу застосування катамаранів для невеликих швидкостей руху (до 8 вузлів). На сьогоднішній день переважна більшість існуючих у світі рекомендацій з проектування обводів катамаранів відноситься до швидкісних катамаранів, а форма обводів  тихохідних катамаранів є недослідженою.

У дослідному басейні НУК проведено дослідження ходовості моделі принципово нового барже-буксирного составу для перевезень вантажів типу річка-море. Даний проект планується реалізувати для організації перевезень вантажів з річок України в Середземноморський регіон та в зворотному напрямку. Для забезпечення безпеки існуючих у даний час перевантажних робіт з річкових суден на морські судна в відкритих морських портах, які розташовані біля порту Очаків, розроблена методика визначення безпечних погодних умов для виконання таких робіт.

Значимість та практичне застосування.

На замовлення Військово-морських сил ЗС України виконано НДР «Розробка методик автоматизованого розрахунку вартості і термінів створення перспективних кораблів і суден визначених класів для потреб ВМС України при обмежених обсягах інформації». У результаті її виконання за допомогою параметричного методу побудови співвідношень розроблена методичні рекомендації визначення вартості та термінів будівництва кораблів і суден ВМФ.

Результати науково-дослідної роботи уже було використано для потреб суспільства та економіки країни, а саме:

– при виконанні: госпдоговірної НДР «Методика визначення діючих сил та характеристик остійності буксира пр. TG19 при його виконанні ескортних операцій з метою призначення буксиру ескортного класу відповідно до вимог класифікаційного товариства» (204,0 тис. грн., «Millenio Business Limited», Шотландія, 27.12.2016–27.02.2017 рр.);

– при виконанні госпдоговірної НДР «Експериментальне визначення характеристик плавучості, остійності та ходовості самохідной платформи» після виготовлення моделі була проведена тарировка буксирувальної системи, а за експериментальними дослідженнями надані рекомендації щодо можливості руху машини як на тихій воді, так і на хвилюванні до 3-х балів (ТОВ КБ «Седман», м. Миколаїв, 20.03.2018 – 06.06.2018р.р.);

– при виконанні госпдоговірної НДР «Буксирувальні випробування моделі катера проекту 58504 довжиною 65 м та постачання науково-технічного звіту про ці випробування» (150 тис. грн., ПАТ «ЗАВОД «КУЗНЯ НА РИБАЛЬСЬКОМУ», Україна, 05.07.2018 – 31.07.2018 рр.);

– при виконанні госпдоговірної НДР «Виготовлення технічних оболонок з тканини з полівінілхлорідним  покриттям» (Загальна сума – 25, 4 тис. грн., ТОВ «Екотехніка», 2017–2019 рр.);

– при виконанні госпдоговірної НДР «Розробка методики визначення буксирного забезпечення суден під час проходу каналами, підхідними каналами до/з морських портів, включаючи розробку критеріїв, що обмежують або забороняють захід в морські порти за гідро -метеорологічними навігаційними умовами» (Загальна сума – 60, 0 тис. грн., ДП ««Науково-дослідний проектно-конструкторський інститут морського флоту України», 2019 р.).

Було захищено 2 дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук :

1. «Удосконалення методики розрахунку льодових навантажень на бурові платформи для Азово-Чорноморського басейну», здобувач – Заєць Анастасія Юріївна, науковий керівник – Бондаренко О.В. (Наказ Міністерства освіти і науки України від 23 жовтня 2018 р. № 1146).
2. «Засоби підвищення морехідних та експлуатаційних якостей підводних човнів», здобувач – Мунесан Мохаммад Ібрагім, науковий керівник – Король Ю.М. (захист відбувся 17 грудня 2018 року).

та 2  дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата та доктора технічних наук за спеціальністю «05.08.03 – Конструювання та будування суден»

1. «Наукові основи проектування та підвищення захисту метал-скляними матеріалами елементів суден для радіоактивних вантажів». Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук. Здобувач – Казимиренко Юлія Олексіївна, науковий консультант – Дубовий Олександр Миколайович (Наказ Міністерства освіти і науки України від 16 грудня 2019 р. № 1573).

2. «Удосконалення модульного формування приміщень для несамохідних плавучих споруд». Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук. Здобувач – Терлич Станіслав Володимирович, науковий керівник – Щедролосєв Олександр Вікторович (Наказ Міністерства освіти і науки України від 20 червня 2019 р. № 872).

 

№ДР 0117U000349 «Інноваційні моделі і механізми управління проектами реконструкції та розвитку муніципальних систем водопостачання», науковий керівник – д-р техн. наук, проф. Харитонов Ю.М., термін виконання 01.01.2017 – 31.12.2019, основні результати:

Коротка характеристика наукового результату та його новизна:

Розроблена концептуальна модель управління проектами реконструкції муніципальних систем водопостачання, яка інтегрує в собі елементи Е-РМ, ВІМ- технологій, D — проектних рішень, Е-проектного менеджменту, Е-екологічного менеджменту та дозволяє ефективно формувати і реалізовувати процеси управління проектами. На теперішній час відсутні вітчизняні та зарубіжні аналоги Е-РМ управління  проектами реконструкції муніципальних систем водопостачання. Вперше розроблена система індикаторів для прийняття рішення про формування проекту реконструкції та розвитку муніципальних СВ. Вдосконалені інформаційна модель управління проектами, модель системи підтримки прийняття рішень щодо формування проектів реконструкції муніципальних систем водопостачання, а також  розроблена інформаційно-аналітична система, які забезпечують підвищення ефективності управління проектами шляхом впровадження Е-РМ.

Результати дослідження стануть науковим підґрунтям для розвитку нового класу моделей управління проектами  розвитку систем водопостачання та водовідведення, що свідчить про їх цінність для світової та вітчизняної науки.

Значимість та практичне застосування.

Результати наукових досліджень були використані при підготовці докторської дисертацій за спеціальністю 21.06.01 – екологічна безпека Трохименко Г.Г. «Комплексні маловідходні технології захисту від забруднення гідроекосистем (на прикладі Миколаївської області)», 2018.

Результати наукових досліджень були використані при підготовці кандидатських дисертацій аспірантів

— за спеціальністю 05.13.22 «Управління проектами та програмами»: Гайдаєнко О.В. «Моделі та механізми ціннісного підходу в управлінні медичними проектами, 2018р.; Чернова Л. С. «Механізми діагностики ризиків у програмах інноваційного розвитку наукомістких виробництв», 2017р.; Савіна О.Ю. «Ціннісно-орієнтоване протиризикове управління портфелями наукомістких проектів підприємств», 2019р.;

— за спеціальністю 21.06.01 – екологічна безпека Магась Н.І. «Вплив техногенної діяльності на басейн р. Південний Буг у межах Миколаївської області та шляхи його зменшення», 2019р.

У відповідності з господарчим договором «Енергоаудит об’єктів КП ТВКГ, як засіб проектно-вишукувальних робіт (відповідно до Протоколу забезпечення злагоди в місті для посилення безпечної роботи ЮУ АЕС) в м. Южноукраїнськ  Миколаївської області» ( 650,0 тис. грн.) розроблено методики, рекомендації та інші документи щодо управління проектами реконструкції систем водопостачання та водовідведення.

 

 

НАУКОВО-ТЕХНІЧНІ (ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ) РОЗРОБКИ

 

№ДР 0116U003823 «Розробка покриттів для захисту суднових конструкцій та електричного обладнання від дії відкритого полум’я при пожежі у замкнених приміщеннях», науковий керівник – д.т.н., проф. Коростильов Л.І., термін виконання 01.01.2016 – 31.12.2017, основні результати:

1. Розроблено методики експериментальних випробувань на вогнестійкість, теплопровідність, міцності адгезії зразків ВП, які дозволяє значно скоротити витрати на випробування. Також запропонована методика визначення ефективної товщини ВП, яка гарантує захист електричних кабелів та суднових конструкцій в умовах пожежі.
2. Запропонований метод випробувань дозволяє зробити оцінку експлуатаційних характеристик ВП інтумісцентного типу. Після спінювання поверхневих шарів  розробленого ВП у перші 3 ÷ 4 хв.  дії відкритого полум’я,  температура стабілізується на рівні 150 ÷ 180°С, що дозволяє гарантувати захист від термічної деструкції більшості видів полімерної ізоляції електрообладнання та суднових електричних мереж.
3. За результатами пошукових експериментальних досліджень вогнестійкості ВП  отримана лінійна математична модель, яка адекватно відображає функціональну залежність температури зі зворотної сторони зразків, що не підлягала впливу полум’я, від концентрації компонентів наповнювача вогнестійкого покриття. Відповідність математичної моделі результатам випробувань зразків ВП за коефіцієнтом кореляції К = 0.966, а також дисперсією за критерієм Фішера (F < Fкр) дозволило вибрати оптимальну рецептуру композиції.
4. Визначено перспективний склад компонентів ВП, а саме: поліфосфат амонію JLS-APP (NH4PO3)n — 60 ± 5%; пентаерітріту Pentaerytritol 98% C(CH2OH)4 і меламіну (Melamine) C3H6N6 (у співвідношенні 3: 2) — 30± 2,5% і мінерального наповнювача (гідроксиду магнію Mg(OH)2 і тригідрату алюмінію Al(OH)3 у співвідношенні 1:1) — 10 ± 1% від маси дрібнодисперсних наповнювачів, який  у цілому задовольняє вимогам по вогнестійкості(температура на поверхні об’єкту не перевищує 170 ÷ 190 °С)  та токсичності.
5. Розроблено Стандарти підприємства: «Вогнестійке покриття для захисту суднових електричних кабелів при пожежі у замкнених приміщеннях. Склад і властивості.» СТП 363 322 – 20.12.2016 – 9 с; «Технологічний процес нанесення на електричні кабелі та суднові конструкції вогнезахисного покриття» СТП 363322.02– 24.12.2017 ТП. Миколаїв НУК, 2017 р. – 9 с; «Технологічний процес виробництва вогнестійкого покриття для електричних кабелів та суднових конструкцій» СТП 363322.03 – 20.12.2017. ТП. Миколаїв НУК, 2017 р. – 8 с.

 

№ДР 0117U000346 «Розробка енергоефективних суднових систем автоматизації процесів генерування й перетворення електроенергії та їх моделей для покращення якості електроенергії та електромагнітної сумісності», науковий керівник – д.т.н., проф. Павлов Г.В., термін виконання 01.01.2017 – 31.12.2018, основні результати:

В результаті виконання проекту створено дослідні зразки:

1. Апаратно-програмний комплекс моделювання мікропроцесорних засобів автоматизації СЕЕС, в якому використовуються мультикомп’ютерні моделі об’єктів автоматизації сумісно з їх системами керування, що дозволяє проводити налагодження програмного забезпечення та виконувати параметричну оптимізацію регуляторів систем керування дизель-генераторними агрегатами; використання апаратно-програмного комплексу моделювання засобів автоматизації СЕЕС та її складових дозволило на 20% зменшити строки розробки та налагодження апаратно-програмного забезпечення та підвищити конкурентноспроможність мікропроцесорних засобів автоматизації за рахунок зниження на 30% їх вартості у порівнянні з аналогічними системами;
2. Система моніторингу параметрів дизель-генераторних агрегатів у складі СЕЕС, що вирішує задачі контролю параметрів та їх відображення у зручній для оператора формі за допомогою розвиненого графічного інтерфейсу програмних засобів, і дозволяє своєчасно виявити факт виходу контрольованих параметрів за гранично допустимі межі для запобігання пошкодження обладнання СЕЕС; відмінною рисою системи моніторингу параметрів ДГА є висока точність вимірювання показників (похибка не перевищує 1%);
3. Мікропроцесорна система розподілу реактивної потужності між паралельно працюючими синхронними генераторами потужністю до 300 кВт, що надійно працює в умовах низької якості електроенергії та значному рівні завад, а також відрізняється низьким (не перевищує 2%)  рівнем нерівномірності розподілу навантаження за рахунок використання оптимізованих алгоритмів керування;
4. РП для живлення суднових додаткових пристроїв з мікропроцесорною системою керування резонансними перетворювачем з синхронним фазовим регулюванням, яка дозволила на 30% розширити діапазон регулювання із забезпеченням перемикання силових ключів інвертора в нулі напруги і зменшити комутаційні втрати порівняно з традиційним частотним регулюванням;
5. РП для суднових систем автоматики з мікропроцесорною системою керування з чисельно-імпульсним регулюванням, яка побудована на основі мікроконтролера ATMega16 сімейства AVR і дозволяє виконувати комутацію ключів з частотою до 100 кГц. Мікропроцесорна система керування дозволила забезпечити оптимальні умови комутації силових вентилів і поліпшити енергетичні показники РП у широкому діапазоні регулювання.
6. РФКП з широтно-імпульсним регулюванням, порівняно з традиційним РФКП з фазовим керуванням при роботі в умовах СЕЕС з потужними напівпровідниковими перетворювачами підвищив ефективність зниження несинусоїдальності напруги і струму (компенсації потужності спотворення) на 4%.
7. Розроблено системи керування регульованим фільтро-компенсуючим пристроєм, схеми та опис РП для живлення пристроїв систем автоматики.

 

№ДР 0117U000884 «Розробка аерозольних градієнтних технологій для систем життєзабезпечення суден і кораблів», науковий керівник – д-р техн. наук, проф. Шевцов А.П., термін виконання 01.01.2017-31.12.2019, основні результати:

Коротка характеристика наукового результату та його новизна:

У результаті виконання проекту отримано нові наукові знання про градієнтну інтенсифікацію процесів переносу в прикордонних шарах багатофункційних поверхонь за рахунок термо-, акустико- та фото-форетичних ефектів та сил поверхневого натягу при очищенні аерозольних середовищ для інноваційних енергозберігаючих технологій очищення стиснутих середовищ енергетичних установок та систем життєзабезпечення.

Наукова новизна отриманих результатів полягає у наступному:

1. Вперше методами фізичного та математичного моделювання синтезу гідродинамічних,  термічних і   акустичних процесів в двох- та багатофазних середовищ робочого тіла за рахунок градієнтних сепараційних аерозольних технологій обґрунтовано підвищення інтенсивності його очистки для поліпшення техніко-економічних показників в двигунах та енергетичних установках.
2. Вперше за результатами дослідження сформульовано наукове положення: підвищення ефективності процесів очищення в елементах сепарації енергетичних установках та їх фракційних й інтегральних показників досягається використанням багаторівневих градієнтних сепараційних аерозольних технологій шляхом послідовного або сумісного використання окремих технологій сепарації та здійснення їх імплементації в інноваційному ресурсозберігаючому й екологічному обладнанні установок.
3. Отримав подальший розвиток напрямок розробки інноваційного ресурсозберігаючого й екологічного обладнання енергетичних установок на основі узагальнення багаторівневих градієнтних сепараційних аерозольних технологій, який відрізняється від відомих тим, що використовує окремі багаторівневі технології сепарації :
4. Отримало подальший розвиток розробка та дослідження схемних і конструктивних методів і технологій підвищення ефективності комплексного збереження енергетичних та матеріальних ресурсів газотурбінних двигунів, двигунів внутрішнього згоряння та систем кондиціювання  з поліпшенням їх екологічних показників.
5. Отримали удосконалення методи 3-D проектування та дослідження систем  та агрегатів  двигунів та енергетичних установок, а саме: пневмосистем і картерних газів ДВЗ, одно- багатосекційних неізотермічних сепараторів КГПТУ, акустикофоретичних сепараторів ГТД, стиснутих газів енергосистем, суднових систем очищення повітря від краплинної вологи, масловіддільників систем суфлювання ГТД
6. Отримало подальший розвиток розробка конструктивних схеми та рекомендації з побудови пристроїв очищення дисперсних середовищ для енергетичних установок з використанням багаторівневих технологій, які враховують: технології інерційної сепарації;  технології градієнтної турбофоретичної сепарації; технології градієнтної незотермічного сепарації; технології градієнтної акустикофоретичної сепарації.

Значимість та практичне застосування.

Теоретичні основи технології градієнтної інтенсифікації процесів переносу використовуються:

— у нових розділах навчальних дисциплін «Теплофізичні процеси в екологічній техніці», «Енергозбереження в судновій і стаціонарній енергетиці» при підготовці фахівців і магістрів зі спеціальностей «Енергомашинобудування» та «Теплоенергетика»;

— за спеціальністю «Екологія. Охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування» розроблено нові курси лекцій:

— Методологія та організація наукових досліджень.

— Методологія та теорія екологічної безпеки.

— Екологічна безпека суднобудування.

— Теорія систем в екології та сучасні методи екологічних досліджень.

Захищені дисертації:

— докторська — Рижков С.С. Сепараційні градієнтні аерозольні технології в енергетичних установках.

— кандидатська — Волошин А.Ю. – «Вдосконалення корабельних енергетичних установок із зоста-суванням ежекційних процесів при охолодженні відпрацьованих газів». (ДСК)

 

№ДР 0119U002104 «Розробка засобів покращення енергоефективності, якості електроенергії та електромагнітної сумісності в суднових електроенергетичних системах з напівпровідниковими перетворювачами електроенергії» науковий керівник: д-р техн. наук, проф. Павлов Г.В., , термін виконання 01.01.2019-31.12.2020, основні результати:

Коротка характеристика наукового результату та його новизна:

Створено експериментальну установку для дослідження процесів керування СЕЕС, виготовлено дослідні зразки системи збудження СГ та системи синхронізації, запропоновано методику проведення випробувань та дослідження якості роботи мікропроцесорних засобів автоматизації у складі СЕЕС. Побудовано експериментальний зразок ПЧ на основі резонансного інвертора, що формує вихідну низькочастотну напругу частотою 100 Гц. Експериментальні випробування ПЧ із адаптивною системою керування продемонстрували розширення робочого діапазону зовнішньої характеристики не менше 20%. В результаті фізичного моделювання демпфуючих пристроїв отримано параметри комутаційних ВЧ- коливань напруги, як адитивних складових, що виникають при роботі НП в СЕЕС зі значними власними ємностями електрообладнання. Розроблені заходи щодо зменшення впливу НП на функціонування пристроїв систем автоматики та інших малопотужних відповідальних споживачів.

Практична цінність. Результати наукової роботи використовуються при виробництві загальнопромислових та суднових щитів керування та розподілення електроенергії, що випускаються підприємством ТДВ «Український науково-дослідний інститут технології суднобудування» (м. Миколаїв), що підтверджується актом впровадження результатів НДР від 18.06.2020 р. Це підприємство виготовляє системи автоматизації, що використовуються на підприємствах України, Казахстану, Італії, Нігерії та інших країнах. Також до ПАТ «УкрНДІ технології суднобудування» передано удосконалений гібридний ФКП, який забезпечує міжнародні та національні стандарти щодо якості електроенергії та повну компенсацію реактивної потужності в СЕЕС та систему керування гібридним ФКП (акт впровадження результатів наукової роботи). Потенцiйнi споживачi науково-технічної продукції: ВАТ «Первомайськ-дизельмаш», м. Первомайськ; ЗАТ «Завод великих електричних машин», м. Нова Каховка. Резонансні перетворювачі електроенергії з системами широтно-частотного та часо-імпульсного керування планується випускати підприємством ТОВ «Елемент-перетворювач» (м. Запоріжжя).

Дослідні зразки розроблених в результаті виконання проекту мікропроцесорної системи синхронізації генераторів, мікропроцесорної системи керування збудженням суднового синхронного генератора та апаратно-програмного комплексу контролю якості електроенергії в мережі СЕЕС використовуються на кафедрі «Програмованої електроніки, електротехніки і телекомунікацій» в спеціалізованій навчально-науково-дослідній лабораторії «Енергетичної електроніки, електромагнітної сумісності та проблем керування в електроенергетиці» при проведенні лабораторних та практичних занять, а також науковій роботі студентів, аспірантів та викладачів. Дослідні зразки резонансних перетворювачів та РФКП використовуються на кафедрах «Комп’ютеризованих систем управління» та «Суднових електроенергетичних систем» при виконанні лабораторних робіт та проведенні наукових досліджень студентами та аспірантами.

 

 

НАУКОВІ РОБОТИ ТА НАУКОВО-ТЕХНІЧНІ (ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ) РОЗРОБКИ МОЛОДИХ УЧЕНИХ

 

№ДР 0116U008670 «Розробка технологій підвищення ефективності функціонування ЕУ малотоннажних суден шляхом використання спиртових палив», науковий керівник – к.т.н., доцент Митрофанов О.С., термін виконання 01.08.2016-30.07.2018, основні результати:

1. Розроблено математичну модель енергетичної установки малотоннажного судна  на базі ДВЗ працюючих на синтез-газі з термохімічною утилізацією (ТХУ) теплоти відхідних газів, яка побудована на базі фундаментальних рівнянь термодинаміки, термохімії, газової динаміки, тепло- і масообміну, та враховує особливості процесу конверсії палива в синтез-газ.
2. Створено експериментальну установку, яка складається з двох взаємопов’язаних стендів, та систему вимірювань для досліджень робочих процесів в енергетичних установках на базі поршневих ДВЗ із примусовим запалюванням, працюючих на етанолі з добавками синтез-газу при використанні ТХУ.
3. Отримано експериментальні індикаторні діаграми та зміни параметрів двигуна при роботі на етанолі з добавками синтез-газу по навантажувальній характеристиці.
4. Експериментально встановлено, що при досягненні повної конверсії за реакцією розкладання весь рідкий етанол, який надійшов у термохімічний реактор, повністю перетворюється в горючий синтез-газ, основними компонентами якого є водень Н2 (43 %), окис вуглецю СО (34 %) і метан СН4 (23 %), а розрахункова питома нижча теплота згоряння синтез-газу складає 28,79 МДж/кг. При цьому для отримання 1 кг синтез-газу витрачається 4,0 МДж теплової енергії.
5. Експериментально встановлено, що за умови застосування добавок синтез-газу, отриманого за рахунок термохімічної утилізації теплоти відпрацьованих газів, питома ефективна витрата етанолу знизилася на 20…130 г/(кВт×год) (2,5-12,4 %). При цьому кількість енергії, яку необхідно використати в реакторі для отримання синтез-газу, складає 50…65 % від теплоти, що виділяється з відпрацьованими газами на даному режимі роботи.
6. Застосування каталізаторів для зниження температури реакції конверсії підвищує ефективність використання ТХУ теплоти відхідних газів в ДВЗ з примусовим запалюванням. Зниження температури реакції конверсії значно розширює межі значень різниці температур на вході в утилізаційний пристрій, при яких досягається зниження питомої витрати етанолу. При зниженні температури конверсії на 50 К верхня межа різниці температур на вході в утилізаційний пристрій збільшується в 1,23 рази, на 100 К – в 1,46 раз. Мінімальне значення потужності, при якій досягається зниження питомої витрати етанолу для різниці температур на вході в утилізаційний пристрій 160…260 К при зменшенні температури конверсії на 50-100 К знижується в 1,3-2,6 разів.
7. Розроблена та реалізована у вигляді програми методика розрахунку енергетичної установки з ТХУ, що працює на етанолі з добавкою синтез-газу,  а також запропоновані практичні рекомендації щодо налаштування паливної апаратури, способу сумішоутворення, фаз газорозподілу, які дозволяють конвертувати існуючі та проектувати нові ДВЗ із метою ефективного використання етанолу та синтез-газу. Крім того, результати досліджень можуть бути поширені на двигуни різних типів (наприклад, стаціонарні, транспортні та спеціального призначення), що підвищує практичну цінність дослідної роботи.

 

№ДР 0116U008669 «Розробка концепції комбінованого виробництва енергії в судновій та стаціонарній енергетиці на основі внутрішньої циклової низькотемпературної тригенерації», науковий керівник – к.т.н., доцент Радченко А.М., термін виконання 01.08.2016-30.07.2018, основні результати:

1. Основним науковим результатом є концепція внутрішньоциклової низькотемпературної тригенерації з трансформацією скидного тепла енергоустановок у комбінованих циклах на різних робочих тілах (полінарна): прямому теплосиловому та зворотному холодильному, абсорбційному та ежекторному, що забезпечують скорочення споживання палива та зростання виробництва електричної/механічної енергії на 5-10 % завдяки глибокому (до 7-10°С) охолодженню циклового повітря двигунів і скороченню втрат при трансформації тепла.
2. Розроблено теоретичні основи комбінованого виробництва енергії в комбінованих циклах трансформації тепла в холод, які включають встановлені особливості та закономірності процесів трансформації скидного тепла енергоустановок з охолодженням повітря на вході, зокрема зміни темпу прирощення річного ефекту (скорочення споживання палива) залежно від встановленої холодильної потужності термотрансформаторів, різного характеру поточного теплового навантаження ступенів термотрансформаторів комбінованого типу залежно від глибини охолодження повітря, фізичні та математичні моделі процесів внутрішньоциклової трансформації скидного тепла енергоустановок з охолодженням повітря на вході, вдосконалені ступінчасто-каскадні цикли трансформації тепла та принципи раціональної організації теплофізичних процесів, методи визначення їх оптимальних параметрів.
3. Побудована на них концепція внутрішньоциклової низькотемпературної тригенерації з глибоким охолодженням повітря на вході є вагомим внеском в теорію комбінованого виробництва енергії трансформацією скидного тепла.
4. Внутрішньоциклова низькотемпературна трансформація скидного тепла енергоустановок у комбінованих циклах на різних робочих тілах (полінарна) забезпечує глибоке (до 7-10°С) охолодження повітря на вході, у 1,5-2 рази більше скорочення споживання палива порівняно з охолодженням (до 15°С) традиційними абсорбційними термотрансформаторами для експлуатації в умовах помірного клімату України та країн Європейського союзу.
5. Світова новизна технологій захищена 25 патентами України на винаходи. Результати впроваджено при розробці пілотних проектів в ТОВ «Хладотехніка» – розробника пілотної в країнах східної Європи тригенераційної установки автономного енергозабезпечення для заводу ТОВ «Сандора»–»Pepsicо Ukraine»); в ПАТ «Завод «Екватор»– лідера вітчизняного машинобудування зі стаціонарного та суднового теплообмінного обладнання, холодильних машин і установок кондиціювання повітря.
6. Розроблена концепція внутрішньоциклової низькотемпературної тригенерації трансформацією скидного тепла енергоустановок у комбінованих циклах на різних робочих тілах (полінарна), що забезпечує скорочення споживання палива та зростання виробництва електричної/механічної енергії на 5-10 % завдяки глибокому (до 7-10°С) охолодженню циклового повітря двигунів і скороченню втрат при трансформації тепла.

 

№ДР 0117U007282 «Розробка комп’ютерізованої системи моніторингу та автоматизованого керування мобільним роботом багатоцільового призначення (МРБП)на основі інтелектуальних технологій», науковий керівник: канд. техн. наук Герасін О.С., термін виконання 01.10.2018-30.06.2020, основні результати:

Коротка характеристика наукового результату та його новизна:

Набув подальший розвиток метод контролю проковзування МРБП на похилій феромагнітній поверхні та об’єкта маніпулювання в адаптивному захваті МРБП, який полягає у реєстрації відхилення чутливого елемента резистивними компонентами, що дозволило визначати напрям проковзування і покращити швидкодію формування стискального зусилля захвату та притискного зусилля МРБП до феромагнітної поверхні для невідомої маси об’єкта маніпулювання у порівнянні з МРБП. Вперше запропоновано  модель  взаємодії оператора з системою керування гусеничним МРБП на основі використання хмарного сервісу та розробки веб-орієнтованих людино-машинних інтерфейсів, що дозволяє розширити можливості контролю робочих параметрів МРБП в режимі реального часу з мобільних пристроїв та комп’ютерів, які під’єднані до глобальної мережі Інтернет. Отримала подальший розвиток модель притискного електромагніту мобільного робота, яка враховує просторовий розподіл магнітного поля, нелінійність характеристики намагнічування сталі та вихрові струми, що дозволяє підвищити точність визначення його динамічних властивостей як виконавчого елемента системи автоматичного керування та вибору потрібної кількості магнітів для заданих робочих параметрів МРБП.

Практична цінність

Запропоновані моделі, методи, програмно-технічні засоби синтезу структур та алгоритмів систем моніторингу і керування можуть бути покладені в основу розробки високоефективних систем керування для автоматизації МРБП. На внутрішньому ринку України не вдалося знайти серійних зразків МРБП. За кордоном подібні комплекси існують, зокрема в Німеччині, Японії, Південній Кореї, Нідерландах та США, однак відсутні дані щодо їх вартості та більшості основних технічних характеристик. В свою чергу, потенційними замовниками МРБП, як на вітчизняному ринку так і за кордоном, є суднобудівні та судноремонтні підприємства та порти («Океан», «Чорноморський суднобудівний завод», «Завод ім. 61 комунара», «Палада», «Миколаївський морський порт», «Порт Південний» та ін.), аграрні компанії («Нібулон», «Золотий колос»), підприємства з виробництва високоточних комп’ютеризованих інформаційно-вимірювальних систем («China-Ukraine (Jiangsu) Transnational Technology Transfer Centre of Shipping and Marine Engineering», «АМІКО»), а також машинобудівні підприємства, які в своєму виробничому циклі містять операції з обробки феромагнітних поверхонь («Зоря-Машпроект», «Екватор», “Респект Бізнес”). Проведення прикладних досліджень в області автоматизації процесів керування МРБП дозволяє підтримувати високій рівень вітчизняної науки та створювати інноваційні ефективні технічні рішення, які можуть бути реалізовані на закордонних підприємствах («China-Ukraine (Jiangsu) Transnational Technology Transfer Centre of Shipping and Marine Engineering») та підприємствах України (ПАТ “Завод “Екватор”, ТОВ “Респект Бізнес”, «АМІКО»), а також в подальшому приносити прибуток своїм господарям та державі в цілому.

Наукові результати планованих досліджень знаходять використання при підготовці нових лекційних курсів дисциплін «Теорія проектування цифрових систем управління», «Теорія систем і системний аналіз», «Проектування засобів систем управління», «Інформаційні технології систем управління та захисту інформації» в навчальному процесі кафедрами Навчально-наукового інституту автоматики і електротехніки НУК ім. адм. Макарова. Студенти працюють за темами бакалаврських та магістерських дипломних робіт, які пов’язані з робототехнікою, системами автоматичного керування та моніторингу, інтелектуальним аналізом даних, Інтернетом речей.

 

№ДР 0117U007283 «Розробка технології отримання та безпечного акумулювання водню з сірководню Чорного моря», науковий керівник: канд. техн. наук, доц. Проскурін А.Ю., , термін виконання 01.10.2018-30.06.2020, основні результати:

Коротка характеристика наукового результату та його новизна:

Розроблено технічну документацію:

— для створення акумулятора водню ємністю 40 кг, а саме, робочі креслення металогідридного акумулятора, його модуля та технічні вимоги при виготовленні;

— для створення технологічних систем акумулятору водню ємністю 40 кг, а саме: креслення водневої технологічної системи, вакуумної технологічної системи, технологічної система охолодження і нагріву, технологічної системи захисту персоналу;

— для створення системи автоматичного керування акумулятором водню, а саме: креслення схеми системи, схеми з’єднань та її специфікація, специфікація позначень двопровідних роз’ємів системи, розроблені алгоритми роботи акумулятору водню на основних режимах його функціонування: первинна перевірки герметичності вакуумом, перевірка герметичності надлишковим тиском, активація порошку в прошарку водню, десорбція, абсорбція.

Практична цінність

Отримані результаті спрямовано на підвищення ефективності видобування сірководню з глибин Чорного моря, отримання з нього водню, безпечне акумулювання та транспортування водню, що отримано у науково-дослідних організаціях і проектних бюро суднобудівної. хімічної та машинобудівної промисловості.

Наступні підприємства, які спеціалізуються на створенні та побудові гідравлічного, теплотехнічного, теплоізолюючого обладнання та спеціалізованого обладнання для водневої енергетики, можуть бути зацікавлені в результатах роботи: ДП «Дослідно-проектний центр кораблебудування» Державного концерну «Укроборонпром», ПАТ «Чорноморсуднопроект», ТДВ «Первомайскдизельмаш».

Так, зокрема, результати дослідження впроваджені на ТОВ «Мотор-Плюс» та ТОВ «ЕНЕРГОТЕХНОЛОГІЯ».

Господарське використання покладів сірководню Чорного моря дозволить отримати електричну потужність еквівалентну 10% потужності атомних електричних станцій України. Одночасно досягається рішення екологічних та соціальних проблем причорноморського регіону: підйом складових морегосподарського комплексу України (рибна промисловість, природоохоронний комплекс та ін.), створення робочих місць у галузях суднобудування та морської інфраструктури.

Результати науково-дослідної роботи використовуються при виконанні лабораторних робіт, курсових, дипломних проектів та магістерських робіт зі спеціальності «Двигуни внутрішнього згоряння» (дисципліни «Теорія робочих процесів» та «Палива, мастила та охолоджуючі рідини»). Результати експериментальних досліджень використані у навчальному посібнику «Основи експлуатації, обслуговування та ремонту двигунів внутрішнього згоряння».

Захищена і дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук:

Шалапко Денис Олегович. «Підвищення ефективності суднових двигунів внутрішнього згоряння застосуванням малих домішок водню до основного палива» на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.03 «Двигуни та енергетичні установки». Захищена у спеціалізованій вченій раді Д 38.060.01 при Національному університеті кораблебудування імені адмірала Макарова у 2019 році.

 

 

НАУКОВО-ДОСЛІДНІ РОБОТИ НА КАФЕДРАХ

 

№ДР 0115U001959. «Розробка математичних моделей і методів дослідження коливань та напружено-деформованого стану (НДС) тонкостінних оболонкових елементів з урахуванням конструктивних і технологічних факторів», науковий керівник – д.т.н., проф. Каїров О.С., період виконання 01.11.2015-01.11.2016, основні результати:

1. Вперше встановлено закономірності впливу геометричних характеристик охолоджуючої порожнини лопаток на їх НДС.
2. Розроблені уточнені математичні моделі пера лопатки з використанням криволінійних скінчених елементів. Встановлено вплив поля відцентрових сил на спектр власних частот коливань лопаток турбомашин.
3. Встановлено залежності впливу геометричних параметрів охолоджуючої порожнини лопаток на амплітудно-частотні характеристик вимушених коливань лопаток та їх напружено-деформованого стан.

Можливі споживачі отриманої продукції: вітчизняні підприємства, конструкторські бюро та науково-дослідні організації в області двигунобудування та енергетичного машинобудування.

 

№ДР 0117U005412. «Розробка моделей і методів дослідження коливань та міцності лопаткових та оболонкових ГТД при дії динамічних навантажень», науковий керівник – д.т.н., проф. Каїров О.С., період виконання 01.11.2017-01.11.2019, основні результати:

Вперше встановлено вплив приєднаних мас на частоти і форми коливань багатошарових оболонок з композитних матеріалів та на їх НДС. Розроблені уточнені математичні моделі власних коливань та НДС багатошарових оболонок обертання виконаних з композиційних матеріалів. Встановлено вплив на амплітудно-частотні характеристики оболонок оребрення та приєднаних мас і різних варіантів їх розташування. Встановлено залежності впливу розмірів та розташування приєднаних мас на характеристики НДС багатошарових тонких оболонок обертання. Можливі споживачі отриманої продукції: вітчизняні підприємства, конструкторські бюро та науково-дослідні організації в області двигунобудування та суднобудування.

 

№ДР 0118U001703 «Удосконалення антикорозійного захисту баластних відсіків суден» науковий керівник – д.т.н., проф. Щедролосев О.В., період виконання 05.18-06.18,  основні результати:

1. В роботі проведений аналіз сучасного стану антикорозійного  захисту баластних відсіків суден. Розглянуті методи захисту від корозії внутрішніх і зовнішніх поверхонь суден. Наведений перелік матеріалів, які використовуються для захисту від корозії. Проведено огляд проблем, що виникають при захисті від корозії баластних відсіків суден. Удосконалено конструктивно-технологічні схеми баластних систем. Розроблено технологію захисту баластних цистерн із застосуванням плаваючих інгібіторів «флотаційним» способом.
2. В роботі удосконалено конструктивно-технологічні схеми баластних систем, які дозволяють здійснювати захист баластних відсіків за допомогою застосування плавучих інгібіторів «флотаційним» методом. Вперше запропоновано  конструкції та загальні рекомендації, які дозволяють здійснювати антикорозійний захист баластних відсіків без виведення судна з експлуатації та унеможливлюють викид інгібіруваного розчину за борт, що є неприпустимим. Результати впроваджено в навчальний процес КННІ НУК. Впроваджено на Херсонській верфі Smart Maritime Group.

 

№ДР 0118U004145 «Удосконалення конструкції та технології побудови композитного безнабірного понтону дока», науковий керівник – д.т.н., проф. Щедролосев О.В., період виконання 02.18-04.18,  основні результати:

1. В роботі вперше використана більш уточнена розрахункова схема, яка враховує роботу арматури обох напрямків, що дозволяє більш точно оцінити міцність конструкції і надати рекомендації щодо їх проектування з точки зору матеріалоємності і оптимального розміру.
2. Удосконалено конструкцію композитного понтону доку, що дозволяє зменшити матеріалоємність доку.
3. Результати впроваджено в навчальний процес КННІ НУК. Впроваджено на Херсонському державному заводі «Паллада».

 

№ДР 0118U004505 «Удoскoнaлення технoлoгії формування житлової башти плавучого композитного доку з використанням житлових блок-модулів», науковий керівник – д.т.н., проф. Щедролосев О.В., період виконання 04.18-05.18, основні результати:

1. В роботі прoведений aнaліз сучaснoгo стaну мoдульнoгo фoрмувaння приміщень для суден тoргівельнoгo флoту, несaмoхідних тa берегoвих плaвучих спoруд.
2. Рoзглянутo кoнструктивні oсoбливoсті вузлів кріплення мoдульних пaнелей для зaшиття житлoвих кaют, суспільних тa службoвих приміщень.
3. Удoскoнaленo кoнструктивнo-технoлoгічні схеми укрупненoгo фoрмувaння суднoвих нaдбудoв (бaшт, рубoк).
4. Рoзрoбленo укрупнену технoлoгію пoзиціoнувaння, переміщення тa кooрдинувaння мoдульних кaют всередині кoрпусу aбo нaдбудoви (бaшти, рубки) суднa.
5. Удосконалено варіанти кріплення композитних панелей та елементів ізоляціїї на відміну від існуючих аналогів мають меншу кількість конструктивних елементів, більш високий рівень технологічності щодо загальної конструкції та монтажу.
6. В роботі вперше запропоновано  конструкції та загальні рекомендації які унеможливлюють ймовірність виникнення пожежі у сусідніх приміщеннях з рахунок температуропередачі через модульні елементи (перебірочні переходники, та елементи, які по ним трасуються).
7. Вперше розроблено рішення базування та транспортування модульних кают  дозволяють більш швидко та чітко розробити технологічні схеми та вирішувати практичні задачі, пов’язані із  транспортуванням та переміщенням суднових модульних елементів.
8. Результати впроваджено в навчальний процес КННІ НУК. Впроваджено на Херсонському державному заводі «Паллада».

 

№ДР 0118U001704 «Удoскoнaлення конструкції та технології формування суднових житлових приміщень», науковий керівник – д.т.н., проф. Щедролосев О.В.,  період виконання 05.18-06.18, основні результати:

1. В роботі прoведений aнaліз сучaснoгo стaну мoдульнoгo фoрмувaння приміщень для суден тoргівельнoгo флoту, несaмoхідних тa берегoвих плaвучих спoруд.
2. Рoзглянутo кoнструктивні oсoбливoсті вузлів кріплення мoдульних пaнелей для зaшиття житлoвих кaют, суспільних тa службoвих приміщень.
3. Удoскoнaленo кoнструктивнo-технoлoгічні схеми укрупненoгo фoрмувaння суднoвих нaдбудoв (бaшт, рубoк).
4. Рoзрoбленo укрупнену технoлoгію пoзиціoнувaння, переміщення тa кooрдинувaння мoдульних кaют всередині кoрпусу aбo нaдбудoви (бaшти, рубки) суднa.
5. В роботі впеpше досліджено та отримано нові кількісні та якісні характеристики формування суднових приміщень НПС з метою переходу від традиційних щитових технологій до модульних та укрупнено-модульних, що дає змогу знизити трудомісткість зашиття приміщень в 1,5 — 2,0  рази у залежності від площі зашиття.
6. Вперше pозpоблено тa апробовано математичну модель визначення раціонального типоряду елементів модульного формування приміщень несамохідних плавучих споруд, що дозволяє скоротити час на конструкторську та матеріально технічну підготовку виробництва в 2-2,5 рази.
7. Вперше розроблено рішення базування та транспортування модульних кают  дозволяють більш швидко та чітко розробити технологічні схеми та вирішувати практичні задачі, пов’язані із  транспортуванням та переміщенням суднових модульних елементів.
8. Результати впроваджено в навчальний процес КННІ НУК. Впроваджено на Херсонській верфі Smart Maritime Group.

 

№ДР 0116U003824 «Новий підхід до викладання інформаційних технологій та природничих дисциплін відповідно до концепції реорганізації ЗВО в Україні», науковий керівник – к.т.н., професор НУК Дудченко О.М.,  період виконання 01.16-12.18, основні результати:

1. Розроблено та реалізовано адаптивну систему викладання інформаційних технологій та природничих дисциплін, що містить моделі, методи та технології адаптивного навчання та управління мотиваційними процесами молоді з акцентуацією когнітивних особливостей (виражені ознаки кліпового мислення).
2. Розроблені навчальні методики, спрямовані на системне компенсування зниження загального обсягу аудиторних годин у ЗВТО.

Методична система не має аналогів в Україні. Впроваджено в ХФ НУК. Окремі моделі та технології впроваджені у Херсонському державному університеті (довідка № 15/1-31/900 від 25.05.2018), Херсонському національному технічному університеті (довідка № 12-02/105 від 24.05.2018), Херсонському морехідному училищі рибної промисловості (довідка № 01 18/320 від 20.06.2017), Херсонській державній морській академії (довідка № 01-31/976 від 25.05.2018), Комунальному вищому навчальному закладі «Херсонська академія неперервної освіти» Херсонської обласної ради (довідка № 01-07/367 від 26.06.2018), Черкаському національному університеті імені Богдана Хмельницького (довідка № 154/03-а від 04.06.2018), Донбаській національній академії будівництва і архітектури (довідка № 12/251 від 20.04.2018), Дрогобицькому державному педагогічному університеті імені Івана Франка (довідка № 699 від 06.05.2018).

Її застосування рекомендується для навчання природничих дисциплін у ЗВТО України для забезпечення дієвості Закону України «Про вищу освіту».

 

№ДР 0116U004395 «Розробка енергозберігаючих імпульсно-термопресійних технологій для суднової енергетики», науковий керівник –  к.е.н., доцент Самохвалов В.С.,  період виконання з 09.16 -12.19, основні результати:

Для підвищення ефекту зниження температури повітря перед двигуном та збільшенням потужності компресора, а також для забезпечення автономності роботи термопресорної системи запропоновано здійснювати попереднє охолодження перед компресором, а вологу, яка конденсується в теплообміннику впорскувати в термопресор. З метою інтенсифікації процесів термопресії передбачається застосування імпульсних технологій. Розглянуті та детально вивчені питання, які пов’язані з охолодженням наддувного повітря суднових енергетичних установок, проблеми підвищення їх енергоефективності, а також шляхи їх вирішення, установлено закономірності, які керують процесами охолодження наддувного повітря в суднових дизельних установках за рахунок ефекту термопресії.

 

№ДР 0116U005729 «Дослідження гідродинаміки руху теплоносія в кожухотрубчастому теплообміннику», науковий керівник –  д.е.н., професор Луняка К.В,  основні результати:

Розроблено теплові схеми із застосуванням глибокої утилізації теплоти для муніципальної енергетики, а також методологія раціонального проектування кожухотрубчастих теплообмінних апаратів для систем глибокої утилізації вторинної теплоти.

 

№ДР 0117U004378  «Розробка спеціальних математичних моделей для дослідження найбільш складних процесів при роботі двигунів внутрішнього згоряння», науковий керівник –  к.т.н, доцент Андреєв А.А., період виконання 02.2017 – 02.2020 основні результати:

Складено програми на основі розробленої структурно-логічної схеми розрахунку. Створення комп’ютерної програми розрахунку «Індикаторний процес». Розроблено теоретичні основи, на яких ґрунтується створення розрахунку індикаторного циклу; розроблено структурно-логічної схеми розрахунку на основі збереження балансу енергії.

 

№ДР 0116U005325 «Дослідження впливу імпульсного електромагнітного поля на паливо та повітря перед подачею їх до циліндру СДВЗ», науковий керівник –  к.п.н, доцент без вченого звання Андреєва Н.Б., період виконання з 05.16 – 05.19,  основні результати:

Проведено дослідження впливу ІМП на екологічні та економічні показники роботи ДВЗ.

 

№ДР 0114U004858 «Покращення екологічних та економічних показників суднових ДВЗ за рахунок конверсії палива», науковий керівник к.т.н, доцент Уваров В.А., період виконання з 10.14.-10.19, основні результати:

1. Проведений аналіз наукової проблеми.
2. Розроблені математичні моделі.
3. Розроблені рекомендації.
4. Наукові результати мають високий рівень, значимість і перспективи практичного застосування.
5. Наукові результати мають значну цінність для економіки України, оскільки дозволяють суттєво зменшити споживання рідкого нафтового палива (яке є, як правило, імпортованим) на різних видах транспорту.

 

№ДР 0116U005728 «Математичне моделювання процесів обробки рідкого палива магнітним полем», науковий керівник к.т.н, доцент Андреєв А.А. , період виконання з 09.16.- 08.19, основні результати:

Розробка спеціальних математичних моделей для дослідження найбільш складних процесів при обробці рідкого палива магнітним полем. Дозволяють суттєво зменшити споживання рідкого нафтового палива на різних видах транспорту.

 

№ДР 0117U007536 «Дослідження енергоресурсозберігаючих технологій знесолення і зм’якшення водяних розчинів для забезпечення потреб суднових теплоенергетичних установок», науковий керівник — Шевченко В.В., період виконання з 05.17.- 09.19, основні результати:

1. В роботі прoведений aнaліз сучaснoгo стaну водозабезпечення прісною водою екіпажу та потреб теплоенергетичних установок морських суден, можливостей використання нафто- мастиловмістких вод для приготування водопаливних емульсій. Спалювання водопаливних емульсій (ВПЕ) з водовмістом від 15 до 30 % в суднових теплоенергетичних установках, по-перше, зменшує інтенсивність високо- і низькотемпературної корозії; по-друге, дає можливість економити паливо і підвищити їх ККД; по-третє, зменшується вплив відхідних газів на навколишнє середовище. Із збільшенням вмісту води в емульсії до 18…20 % витрата палива в ДВЗ зменшується на 3…8 %, зменшується вміст токсичних компонентів (NOx, SОx, СО, бенз(а)пірену) у відхідних газах. Але для приготування ВПЕ потрібні додаткова кількість прісної води, яку треба виробити, або визначитися з можливістю використання для цього нафто- мастиловмістких вод, що накопичуються на судні.
2. Дослідження проводилися у напрямках підвищення ефективності електродіалізного процесу опріснення морських та солоних вод, збереження ресурсів й матеріалів, опрацювання технології виготовлення робочих каналів, оптимізації масогабаритних показників та технологічних схем підключення на судні. На основі дослідження універсального модуля електродіалізної установки, результатів експериментів з каналами різноманітних розмірів, конфігурації, оцінена можливість знесолювання та очистки водних розчинів в умовах експлуатації суднової енергетичної установки, задоволення зростаючих потреб в прісній воді й зменшенню кількості лл’яльних та стічних вод. На основі аналізу були визначені найбільш доцільні параметри модулю та електродіалізної установки з урахуванням умов використання суднових електродіалізних установок при експлуатації суден.
3. В роботі вперше запропоновано конструкція універсального дослідного модуля електродіалізного опріснювача з додатковими вторинними електродами, що встановлені як камерах знесолення, так і в розсільних камерах. При подачі напруги на додаткові електроди (камер знесолення і/або розсільних камер) збільшується вихід по струму до 16…25 %, а значить і інтенсивність процесів масопереносу.
4. Результати роботи з огляду можливостей зниження корозійних властивостей димових газів при спалюванні ВПЕ, використовуються на підприємствах: ПП «Котломонтажналадка-інвест», АТ «Херсонська теплоелектроцентраль», ТОВ «ГК Теплотехніка», ХДЗ «Палада» (м.Херсон); результати досліджень інтенсивності високотемпературної та низькотемпературної корозії, визначені можливості підвищення ефективності СЕУ на основі розширення зони використання сталей в зв’язку зі зниженням інтенсивності корозії і можливості збільшення глибини утилізації теплоти димових газів, розробка систем електродіалізу використовуються в навчальному процесі Херсонської філії Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова при виконанні магістерських робіт з спецальностей: 135 «Суднобудування» освітня програма «Суднові енергетичні установки та устаткування», 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» освітня програма «Електромеханічні системи автоматизації та електропривод», 142 «Енергетичне машинобудування» освітні програми «Двигуни внутрішнього згоряння» і «Холодильні машини установки», 144  «Теплоенергетика» освітня програма «Теплоенергетика».

 

№ДР 0113U006173 «Побудова ймовірносної моделі розподілу часу напрацювання між відмовами пристроїв термінальної мережі», 09.13-02.14 науковий керівник – д.т.н. Приходько С. Б., основні результати:

1. Вперше побудована аналітична модель закону розподілу часу напрацювання між відмовами пристроїв термінальної мережі на основі нормалізуючого перетворення Джонсона із сім’ї SB, що дозволяє врахувати реальний характер розподілу емпіричних даних та виконувати оцінювання довірчих інтервалів статистичних моментів.
2. Удосконалена нелінійна залежність ексцесу від асиметрії для перетворення Джонсона сім`ї SL на основі системи для статистичних моментів за допомогою методу найменших квадратів, що на відміну від інших залежностей дозволяє автоматизувати вибір розподілу Джонсона для діапазону значеннь A2Î[0; 27]. Прогнозні припущення щодо розвитку об’єкта дослідження – побудова нелінійної регресійної моделі часу відновлення працездатності пристроїв термінальної мережі; знаходження довірчих інтервалів вибіркового середнього та середньоквадратичного відхилення часу відновлення працездатності пристроїв термінальної мережі; оцінювання довірчого інтервалу коефіціенту готовності пристроїв термінальної мережі.

 

№ДР 0117U003362 «Побудова нелінійних регресивних моделей тривалості розробки конструкторської документації суден», науковий керівник – д.т.н. Приходько С. Б., період виконання з 05.17- 09.17., основні результати:

1. Встановлено, що нелінійні регресійні моделі тривалості розробки конструкторської документації суден, побудовані на основі нормалізуючих перетворень Джонсона, дозволяють підвищити достовірність оцінювання тривалості розробки конструкторської документації суден у порівнянні з експертними методами та методами побудови нелінійних регресійних моделей на основі нормалізуючих перетворень з використанням десяткового логарифму.
2. Результати НДР упроваджені в процеси планування і управління часом у проектах розробки конструкторської документації суден та навчальний процес НУК ім. адм. Макарова.

 

№ ДР 0117U007281 «Визначення аномалій (викидів) у двовимірних негаусівських даних», науковий керівник – д.т.н. Приходько С. Б., період виконання з 10.17- 01.18., основні результати:

1. Вперше отримано рівняння трансформованого еліпсу передбачення на основі двовимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сім’ї SB, що дозволяє видаляти двовимірні викиди у негаусівських даних, які мають двовимірний розподіл Джонсона сім’ї SB, без застосування припущення про їх нормальність та некорельованість.
2. Отримано рівняння трансформованого еліпсу передбачення на основі двовимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сім’ї SU, що дозволяє видаляти двовимірні викиди у негаусівських даних, які мають двовимірний розподіл Джонсона сім’ї SU, без застосування припущення про їх нормальність та некорельованість.
3. Прогнозні припущення щодо розвитку об’єкта дослідження – розробка інформаційної технології та автоматизованої системи пошуку викидів у двовимірних негаусівських даних в різних сферах діяльності: в інформаційних технологіях, біометрії, екології, фінансах і т. д.

 

№ДР  0117U003711 «Моделювання силових взаємодій у нелінійній динамічній системі судно-морське хвилювання» науковий керівник – к.т.н. Суслов С.В. період виконання з 07.17- 12.18, основні результати:

1. Отримано нові дані з впливів гідродинамічних сил на величини хвильових навантажень, що будуть основою для вдосконалення практичних методів визначення хвильових навантажень на судна.

 

№ДР 0118U000035D «Удосконалення теорії та методів захисту інформаційних ресурсів», науковий керівник – д.т.н. Блінцов О.В., період виконання 02.18-12.20.

 

№ДР 0118U000036D «Роботизовані технології захисту акваторій», науковий керівник – д.т.н. Блінцов О.В., період виконання 02.18 – 12.20.

Основні результати за темами  №ДР 0118U000035D та №ДР 0118U000036D:

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Мікропроцесорні засоби обробки даних в системах технічного захисту інформації» та Системи автоматичного керування рухом підводних комплексів з гнучкими зв’язками: навчальний посібник, отримано 3 патенти України №№ 116473,  127850, 127933.

 

№ДР 0118U000037D «Об’єктивізований метод оцінки захищеності приміщень від витоку мовної інформації вібро-акустичними каналами», науковий керівник – наук. кер. Нужний С.М., період виконання з 03.18. 12.20, основні результати:

1. Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни «Основи теорії кіл, сигналів та процесів в системах захисту інформації» – Миколаїв: НУК, 2018. – 26 с.
2. Методичні вказівки до проходження фахово-ознайомлювальної практики зі спеціальності 125 Кібербезпека
3. Методичні вказівки до проходження технологічної практики зі спеціальності 125 Кібербезпека.

 

№ДР 0117U000357 «Взаємозв’язані процеси перетворення енергії в умовах керованого високовольтного електрохімічного вибуху, які використовуються в розрядно-імпульсних технологіях обробки матеріалів», науковий керівник – д.т.н., проф. Вовченко О.І., основні результати:  спільно з ІІПТ НАН України надруковано Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Захист програмного продукту» та 3 статті у фахових виданнях.

 

№ ДР 0118U004146 «Розробка та дослідження енергоефективного електромагнітного вібраційного привода з мікропроцесорним керуванням», науковий керівник – Черно О.О., період виконання з 01.18. – 12.18,  основні результати:  за результатами досліджень надруковано три статті у фахових виданнях та  прийнято участь у міжнародній НТК.

 

№ ДР 0115U001944 «Покращення екологічних показників суднових ДВЗ за рахунок магнітної обробки палива», науковий керівник – Ткаченко С.Г., період виконання з 01.15-12.17, основні результати:

1. Розроблено програмні продукти для визначення залежностей кількісних показників емісії у циліндрах дизелів та створено методичні рекомендації по використанню магнітних активаторів у їх паливних системах.
2. Розроблена технічна документація на виготовлення магнітних активаторів.

 

№ДР 0115U003473 «Еколого-економічні інструменти інформаційного забезпечення сталого розвитку», науковий керівник – Потай І.Ю., період виконання з 01.15-12.17, основні результати: розроблено методичні принципи формування фінансового профілю інвестиційного проекту з урахуванням економічних наслідків забруднення навколишнього середовища, що мають імовірний характер.

 

№ДР 0115U003474 «Розвиток механізмів логістичного управління на підприємствах море-господарського комплексу», науковий керівник – Фатеев Н.В., період виконання з 03.15-12.16, основні результати: на основі розроблених моделей та механізмів логістичного управління підвищено ефективність системи управління підприємствами море-господарського комплексу для забезпечення конкурентоспроможності приморських регіонів.

 

№ДР 0115U001190 «Трансформація системи стратегічного управління інноваційною діяльністю», науковий керівник – Терьошкіна Н.Є. період виконання з 04.15-06.15, основні результати: розроблені методичні підходи до оціннювання ефективності реалізації інноваційної стратегії, згідно з якими показники ефективності згруповано за базовими механізмами реаізації, що дає мохливість виробити комплексну систему ранжування критеріїв ефективності і на їх підставі  визначити еомплексний критерій ефективності, за яким можливо оцінити результативність використовуваних механізмів реалізації стратегії.

 

№ДР 0116U002135 «Мультиагентна система забезпечення безпеки мореплавства», науковий керівник – Жуков Ю.Д., період виконання з 01.15-09.16,  основні результати:

1. Розроблені моделі і алгоритми визначення амплітудних і спектральних характеристик морських хвиль радіолокаційним способом.
2. Розроблено моделі похибок інерціальних датчиків на основі штучних нейронних мереж.

 

№ДР 0116U004394 «Покращення екологічних показників суднових двигунів шляхом передачі домішок у паливопровід високого тиску», науковий керівник – Щедролосев О.В., період виконання з 08.15-08.17,  основні результати:

1. Закономірності при подачі різних типів домішок та зміни протікання робочих процесів.
2. Методичні вказівки та посібник, електронні презентації для проведення лекційних та практичних занять з дисциплін; «Суднові двигуни внутрішнього згоряння», «Автоматичне регулювання ДВЗ», «Суднові енергетичні установки».

 

№ДР 0116U005860 «Розробка системи підтримки прийняття рішень в проектах реструктуризації організаційних систем в умовах складної невизначеності», науковий керівник – Коваленко І.І., період виконання з 01.17  —  12.18,  основні результати:

1. Розроблено моделі та алгоритми аналізу організаційних структур;
2. Розробленомоделі та вирішувальні правила прийняття рішень щодо реструктуризації організаційних систем;
3. Розроблено програмні модулі реалізації програмного забезпечення та супроводжувальна документація для користувачів системи.

 

№ДР 0119U001522 «Удосконалення проектування морських підводних систем з гнучкими зв’язками (МПСГЗ)» науковий керівник Трунін К.С. період виконання 01.19-12.19. Основні результати : удосконалення методики проектування МПС із ГЗ (розробка рекомендацій для проектанта й доведення їх до інженерних методів розрахунків).

 

№ ДР 0115U007097 «Математичне моделювання фізичних процесів у мікроструктурах», науковий керівник – проф. Мочалов О.О., період виконання з 11.15- 12.17. В дослідженнях фундаментального характеру отримано низку  результатів, важливих для сучасної фізики твердого тіла та матеріалознавства, зокрема:

1. Розроблена математична модель процесу деформації металів з ГЦК, ОЦК та кубічною решіткою з урахуванням кінетики деформації.
2. Розроблена математична модель процесу деформації та теплопереносу у металах з ГЦК, ОЦК та кубічною решіткою з урахуванням кінетики деформації, мікроструктурних змін та ефектів, що виникають на поверхні металу.
3. Розроблений алгоритм розрахунку модельованих процесів, та отримані аналітичні та чисельні рішення рівнянь моделей
4. Створена система комп’ютерного моделювання, що дозволила порівняти результати розрахунків на основі розроблених моделей з експериментальними даними по процесу деформації та теплопереносу в металах з ГЦК, ОЦК та кубічною решіткою  з урахуванням кінетики деформації, мікроструктурних змін та ефектів, що виникають на поверхні металу.
5. Узагальнені та теоретично обґрунтовані результати модельних експериментів.
6. Розроблені рекомендації щодо подальших досліджень проблеми та впровадження отриманих результатів у технологічних процесах.
7. Розроблені моделі і методи можуть використовуватися як самостійно , так і в комплексі з уже існуючими, для розробки і прогнозування властивостей матеріалів як при розробці нових технологічних процесів у металургії, металообробці, машинобудуванні, електроніці, , приладобудуванні, нанотехнологічних процесах і твердотільному синтезі.
8. Також, результати роботи можуть використовуватися в теоретичному описі процесів, що протікають на мікрорівні в твердих тілах з кристалічною структурою. Це дозволить створити нові матеріали із заданими властивостями, поліпшеними міцносними та експлуатаційними характеристиками, використовуючи в якості експериментальної бази комплекси програм, засновані на математичних моделях, замість витратних натурних експериментів.
9. Результати також були використані при навчанні студентів фізико-математичних, технічних спеціальностей, зокрема при вивченні спецкурсу «Фізика твердого тіла».

 

Подані на конкурсний відбір у 2021 році проєкти наукових робіт та науково-технічних (експериментальних) розробок молодих вчених.