Обоснование типоразмерного ряда перспективных автоцистерн для высококипящих специальных жидкостей

Язык труда и переводы:
УДК:
629.02
Дата публикации:
27 января 2023, 19:34
Категория:
Секция 12. Объекты наземной инфраструктуры ракетных комплексов
Авторы
Масагутов Михаил Русланович
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Матвеева Ольга Петровна
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Аннотация:
Приведены результаты обзора серийных образцов автоцистерн для транспортировки и временного хранения светлых продуктов, химических и высококипящих специальных жидкостей, показаны особенности их транспортирования. Выделены основные характеристики автоцистерн, по которым выполнен кластерный анализ. По категориальным признакам обоснованы группы, объединяющие передвижное сертифицированное емкостное оборудование, из которого можно быстро создать типоразмерный ряд автоцистерн для ракетно-космических комплексов.
Ключевые слова:
автоцистерны, специальные жидкости, типоразмерный ряд, кластеризация, ракетно-космический комплекс
Основной текст труда

На сегодняшний день в составе передвижных заправочных средств ракетно-космических комплексов (РКК) используются автоцистерны с емкостями различной вместимости, а также транспортно-заправочные контейнеры, контейнер-цистерны и малые переносные емкости. Передвижное емкостное заправочное оборудование используется для транспортировки и временного хранения, для подготовки высококипящих специальных жидкостей по температуре и газосодержанию (дегазации), при заправке баков ракет-носителей, разгонных блоков, а также космических аппаратов.

Вектором совершенствования передвижного емкостного заправочного оборудования для РКК является использование полуприцепов-цистерн, автоцистерн [1] или автотопливоперевозчиков, предназначенных для транспортировки и временного хранения светлых нефтепродуктов или жидких продуктов для химической промышленности. Создание типоразмерного ряда автоцистерн (АЦ) для РКК может быть достигнуто посредством кластерного анализа существующих передвижных агрегатов.

Кластерный анализ используется в качестве классификационного метода с целью разбиения множества исследуемых агрегатов с емкостным оборудованием по выделенным основным характеристикам на однородные группы или кластеры. К основным характеристикам отнесены габаритные размеры (рабочий объем), материал цистерны, допустимое давление, количество люк-лазов, наличие стороннего теплообменного оборудования, количество секций, наличие (отсутствие) диафрагм снижения колебаний жидкости. Кроме того, учитывается расположение выдающего патрубка, так как цистерна может быть наполнена как верхним, так и нижним наливом при помощи стороннего насоса. При выборе комплектности основного технологического оборудования, размещаемого на АЦ также учтены нормативные требования [2, 3].

Исследование включает в себя сбор исходных данных и первичный анализ характеристик автоцистерн, кодирование категориальных признаков и приведение данных к одному диапазону путем нормализации, используя функцию MinMaxScaler библиотеки Scikit-learn.

Кластерный анализ проводился по методу k-средних [4] с использованием языка Python в рабочей среде PyCharm, начиная со случайного выбора центров кластеров. Затем вычислялись расстояния между центрами кластеров и данными для каждой АЦ, присваивая кластеру ближайшие к нему точки. Предыдущий шаг повторяется до достижения минимального суммарного расстояния элементов внутри кластера до его центра. В результате расчета были получены кластеры, значительно отличающиеся друг от друга, но содержащие схожие характеристики АЦ. Это является обоснованием качественного разбиения агрегатов с емкостным оборудованием на группы.

В дальнейшем серийные образцы с базовым сертифицированным емкостным оборудованием требуемого типоразмера могут быть доработаны в части комплектации и использованы в качестве перспективных или модернизируемых АЦ для РКК. Кластеризация автоцистерн по основным характеристикам способствует быстрому созданию типоразмерного ряда подвижного емкостного оборудования для заправки баков потребителей различных объемов на РКК, а также сокращению затрат на разработку и эксплуатацию АЦ.

Литература
  1. Специализированные цистерны для перевозки опасных грузов. Справочное пособие. Москва, Издательство стандартов, 1993.
  2. ДОПОГ. Европейское соглашение о международной перевозке опасных грузов. Нью-Йорк, ООН, 2018, т. I.
  3. ГОСТ Р 50913–96 Автомобильные транспортные средства для транспортирования и заправки нефтепродуктов. Типы, параметры и общие технические требования. Москва, Издательство стандартов, 1996.
  4. Торопчина Г.Н., Двоерядкина Н.Н., Вохминцева Г.П. Элементы кластерного анализа. Благовещенск, Амурский государственный университет, 2006, 24 c.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.