Наукові школи

Наукові інтереси співробітників кафедри теорії та проектування корабля завжди вирізнялися різноманітністю і тісним зв'язком з нагальними проблемами водного транспорту країни. Так, у період існування кафедри конструкції та проектування основні наукові інтереси її співробітників групувалися навколо проблеми вдосконалення методів проектування і конструювання суден різних типів. Досліджувалися залежності експлуатаційних якостей суден від їхніх характеристик, розроблялися ефективні методи визначення техніко-експлуатаційних характеристик суден. Важливе місце посідали наукові розробки, пов'язані з удосконаленням Правил класифікації та побудови морських суден і плавучих споруд, оцінкою рівня відповідності техніко-експлуатаційних характеристик суден умовам чорноморсько-азовського регіону тощо.

Історія

У складі кафедри теорії та проектування корабля деякі з цих питань продовжують розроблятися. Наукові дослідження на кафедрі теорії корабля активно велися з перших днів її організації. Цьому багато в чому сприяла наявність унікальної лабораторної бази для виконання експериментальних досліджень. Однак, експеримент ніколи не ставав головним, а тим більше єдиним джерелом наукової інформації. Можна умовно виділити три основні періоди в розвитку наукових досліджень на кафедрі.

Перший період (1930 - 1960 рр.) пов'язаний переважно з іменами академіка Г.Є. Павленка і д.т.н. професора А.А. Костюкова. У цей час у дослідному басейні були проведені великі експериментальні дослідження з визначення опору води і обробки форми корпусу барж і суден прибережного плавання, визначення гідродинамічних характеристик гребних коліс, розвивалися теоретичні дослідження опору води руху судна (Г.Є. Павленко), а також теорія корабельного та хвильового опору (О.О. Костюков). Монографія професора О.О. Костюкова «Теорія корабельних хвиль і хвильового опору» отримала престижну премію імені О.М. Крилова науково-технічного товариства інженерів кораблебудівників ім. академіка О.М. Крилова.

У 1950 - 1952 р.р. в ОІМФ працював науковий семінар з гідромеханіки, яким керував найбільший математик сучасності Марк Григорович Крейн, що в цей період працював завідувачем кафедри теоретичної механіки ОІІМФ. Цей семінар залишив глибокий слід в історії інституту. З учасників та їхніх учнів виросло кілька докторів і десяток кандидатів технічних наук з теорії корабля.

Наступний період (1960 - 1980 рр.) характеризується посиленням інтересу до модельних випробувань у дослідному басейні, переходом від поодиноких до серійних випробувань мореплавності суден на хвилюванні. Різко розширюється номенклатура випробувань, експериментальна база модернізується так, що стає можливим забезпечити виконання модельних випробувань і опрацювання їхніх результатів у напівавтоматичному режимі. В експериментальний комплекс включаються аналогова і цифрова обчислювальна техніка. Створюються нові експериментальні установки, наприклад, перша в СРСР установка для визначення узагальнених приєднаних мас і делімітування за допомогою вимушених констант моделей об'єктів на тихій воді. Основну частину цих робіт виконували під науковим керівництвом професора Ю.М. Гулієва, багато хто з сьогоднішніх викладачів кафедри працювали в той час науковими співробітниками дослідного басейну. Докорінне технічне переозброєння експериментальної установки було виконано під керівництвом і за практичної участі старшого наукового співробітника В.М. Кирилова.

У цей же період (1970 р.) до ладу ввійшла аеродинамічна лабораторія з великою і малою аеродинамічними трубами та аеродинамічним стендом. Було розпочато випробування з визначення аеродинамічних характеристик суден і плавучих споруд. Прив'язкою проєкту, виготовленням, складанням і налагодженням великої аеродинамічної труби керував доцент В.П. Хільський. Третій період у розвитку наукових досліджень на кафедрі пов'язаний із певною спеціалізацією досліджень у сфері проблем забезпечення безпеки плавання суден у обмежених умовах (мілководдя, підхідний канал, акваторія порту тощо). У дослідному басейні було виконано систематичні серійні випробування моделей суден із визначення ходової посадки та переміщень кінцівок суден під час хитавиці на мілководді й у підхідних каналах, гідродинамічної взаємодії та кінематики суден партнерів під час зустрічного руху.

Експериментальні дослідження були підтримані глибокими теоретичними розробками, в основу яких було покладено нову версію методу зрощуваних асиметричних розкладів (ЗАР), спеціально розроблену професором Ю.Л. Воробйовим для розв'язання крайових задач суднової гідродинаміки. Застосування методу ЗАР виявилося вельми плідним, з його допомогою було розв'язано велику кількість гідродинамічних задач. Багато з них представлені в успішно захищених кандидатських дисертаціях (Р. Я. Веселовський, Нго Кан, І. А. Бойчук, О. М. Крилов, О. І. Лабін, Т. В. Смирнова, Анвар Кабір, Ю. Є. Дробишевський, Н. В. Єфремова, А. Є. Нільва). Отримані теоретичні та експериментальні дані лягли в основу серії нормативних та інструктивних документів з проєктування, будівництва та технічної експлуатації підхідних каналів і акваторій морських портів. Наукові та практичні результати дослідження динаміки суден в умовах обмеженого простору представлено в систематизованому вигляді в монографії Ю.Л. Воробйова «Гідродинаміка судна в обмеженому фарватері» Л.: Суднобудівництво, 1992 р. У 1994 році цю книгу було удостоєно премії імені О.М. Крилова науково-технічного товариства інженерів кораблебудівників імені академіка О.М. Крилова.

Останнім часом розпочато другу модернізацію експериментальної установки дослідного басейну. У справі забезпечення сучасного рівня підготовки морських інженерів важливу роль відіграє наявність на кафедрі унікальної для України експериментальної бази у вигляді дослідного басейну (один із двох дослідних басейнів в Україні) та аеродинамічної лабораторії (одна з трьох подібних лабораторій в Україні). Дослідний басейн кафедри належить до басейнів гравітаційного типу (системи Велленкампа), у яких рух моделі відбувається під дією сили ваги вантажу, що падає в спеціальну шахту. Басейн збудовано за проектом відомого вченого Шліхтінга і введено в експлуатацію в 1932 р. Гідроканал і всі обслуговуючі приміщення розташовані в підвальному приміщенні старого корпусу університету. Загальна площа приміщень становить близько 700 м². До складу комплексу лабораторій входять: приміщення гідроканалу, модельна майстерня, механічна майстерня, апаратна, насосне відділення, комори приміщення та навчальна аудиторія. Гідроканал виконаний у вигляді залізобетонної конструкції, днищева частина якої має параболічну форму.

Головні характеристики басейну:

повна довжина, включаючи доки - 35,5 м
ширина - 6,0 м
найбільша глибина води - 2,2 м
ємність басейну - 400 м³.

Рух моделі здійснюється за допомогою буксирувальної системи, що складається з нескінченного (закільцьованого) троса і системи натяжних і напрямних роликів, тягового барабана, розгінної системи і компенсаційних вантажів. Дослідному басейну в 1980 р. присвоєно ім'я професора А.А. Костюкова.

Аеродинамічна лабораторія кафедри розташована в лабораторному корпусі й обладнана двома аеродинамічними трубами (великою і малою), аеродинамічним стендом і великою кількістю вимірювальної та реєструвальної апаратури. Велика аеродинамічна труба (БАДТ) має закритий контур із відкритою робочою частиною.

Розміри БАДТ:

довжина 25,4 м
ширина - 3,0 м
висота - 3,6 м
довжина робочої частини - 3,0 м
діаметр - 1,75 м.

Повітряний гвинт (імпелер) приводиться в обертання електродвигуном постійного струму потужністю 240 кВт. Номінальна частота обертання може змінюватися в дуже широких межах, при цьому максимальна швидкість повітряного потоку досягає 100 м/с, а мінімальна - 8 м/с.

У процесі випробувань модель встановлюється на спеціальному візку і фіксується на поворотному пристрої, за допомогою якого можна змінювати положення моделі відносно потоку повітря, що набігає. Швидкість потоку вимірюється за допомогою датчиків тиску, з'єднаних із мікроманометрами, що забезпечують високу точність вимірювань. Миттєві швидкості потоку вимірюють у фіксованій точці простору за допомогою термоанемометрів. Сили та моменти, що діють на модель у процесі експерименту, вимірюються за допомогою трьох- або шестикомпонентних тензовесів. Відповідні значення реєструються цифровими вольтметрами.

Мала аеродинамічна труба (МАДТ) є точною копією БАДТ у масштабі 1:5.

Характеристики МАДТ:

діаметр 350 мм
довжина робочого простору - 600 мм
потужність електродвигуна - 9 кВт
максимальна швидкість повітряного потоку досягає 47 м/с.

Аеродинамічний стенд, що використовується для навчальних цілей і допоміжних досліджень. Вентилятор дає змогу досягти тиску повітря 1200 мм за швидкості потоку 20 м/с.