Evaluation of the main factors that determine the energy efficiency of inland navigation vessels

Задачи улучшения показателей энергоэффективности и экологичности не утрачивают своей актуальности для судоходства на внутренних водных путях. Особенности движения судов и построения составов судов делают решение этих задач отличным от аналогичных в международном морском судоходстве. Это обусловлено, прежде всего, различием путевых условий, а также применяющейся практикой формирования барже-буксирных составов из одного самоходного судна и различного количества несамоходных барж. По этим причинам применение индексов энергоэффективности во внутреннем судоходстве требует дополнительных исследований и обоснований. В данной работе на основании экспериментальных данных расхода топлива при различных способах формирования барже-буксирных составов выполнена оценка характера зависимостей индекса энергоэффективности от скорости движения различных по форме и массовым характеристикам составов. Рассмотрена возможность их применения для определения рациональной скорости движения. Применение показателей энергоэффективности для конвенциональных внутренних водных путей Европы требует использования в качестве определяющего фактора соотношения глубины фарватера к осадке судна или состава судов. В то же время для дунайского судоходства вторым определяющим фактором является форма построения состава. Кроме того, в работе выполнен анализ возможности применения индексов энергоэффективности для определения показателей экономичности и экологичности в условиях фарватера переменной ограниченной глубины. Расчетно-экспериментальными методами определено наличие характерных точек в зависимостях индексов энергоэффективности от основных определяющих факторов, отнесенных к скорости составов, при которых имеет место резкий рост EEI. Показано, что доверительные диапазоны этих скоростей могут совпадать, что дает возможность корректно сформулировать задание поиска рациональных скоростей движения по критериям допускаемого значения EEI и себестоимости рейса.

Задачи покращення показників енергоефективності та екологічності не втрачають своєї актуальності для судноплавства на внутрішніх водних шляхах. Особливості руху суден та формування складів суден роблять рішення цих задач відмінним від аналогічних у міжнародному морському судноплавстві. Це обумовлене, перш за все, розрізненням шляхових умов плавання суден, а також практикою, яка застосовується щодо формування барже-буксирних складів з одного самохідного судна та різної кількості несамохідних барж. За цими причинами застосування індексів енергоэфективності у внутрішньому судноплавстві потребує додаткових досліджень та обґрунтувань. У даній роботі на підставі експериментальних даних витрати палива при різних способах формування барже-буксирних складів суден виконана оцінка характеру залежностей індексу енергетичної ефективності від від швидкості руху різних за формою та за масовими характеристиками складів суден. Розглянута можливість їх застосування для визначення раціональної швидкості руху. Застосування показників енергоефективності для конвенційних внутришніх водних шляхі в Європи потребує використання у якості визначаючого фактору співвідношення глибини фарватеру до осадки судна або складу суден. У той же час для дунайського судноплавства другим визначаючим фактором є форма побудови складу суден. Крім того, у даній роботі виконано аналіз можливості застосування індексів економічності та екологічності в умовах фарватеру змінної обмеженої глибини. Розрахунково-експеріментальними методами визначена наявність характерних точок у залежностях індексів енергетичної ефективності від основних визначаючих факторів, віднесених до швидкості руху складів суден, при яких має місце різкий зріст EEI. Показано, що довірчі діапазони цих швидкостей руху можуть співпадати, що надає можливість коректно сформулювати завдання пошуку раціональних швидкостей руху за критеріями значення EEI та собівартості рейсу, що допускаються.

Energy efficiency and environment protection improvement are still relevant for navigation on inland waterways. The peculiarities of the movement of ships and barge-tow compounds make the solution of these tasks different from those in international maritime navigation. This is primarily due to the difference in naval conditions, as well as the practice of forming barge-tow compounds from a single self-propelled vessel and a different number of non-self-propelled barges. For these reasons, the use of energy efficiency indexes in inland navigation requires additional studies and backgrounds. In this paper, based on the experimental fuel consumption data for various methods of forming barge-towing compounds, the character of the dependences of the energy efficiency index on the speed of movement of various in form and mass characteristics of the compositions was evaluated. The possibility of their application for determining the rational velocity of motion is considered. The application of energy efficiency indicators for Europe's conventional inland waterways requires the use of the ratio of the depth of the fairway to the draft of the vessel or the barge-tow compound as a determining factor. At the same time, for the Danube shipping, the second determining factor is the form of vessels compound. Additionally, the analysis presented for the feasibility of using energy efficiency indexes to determine economics and environmental friendliness in a variable-depth waterway. The presence of characteristic points on the curves of energy efficiency indices on the main determining factors, related to the speed of the barge-tow compounds at which the sharp growth of the EEI occurs, was determined by calculation and experimental methods. It is shown that the confidence ranges of these speeds can coincide, this makes it possible to correctly formulate the task of searching for rational speeds of traffic by the criteria of the permissible value of EEI and the cost of the voyage. Based on the experimental data on fuel consumption for various methods of barge-towed compounds forming, an evaluation of the energy efficiency index curves in function from the movement speed of various in form and mass characteristics ships compositions was performed. The possibility of their application to determine the rational speed of movement, as well as the economics and environmental indicators in the conditions of a variable-depth waterway is considered.