Способ контроля мореходности судна

 

Использование: контроль мореходности судов в условиях эксплуатации с помощью экспертных систем безопасности мореплавания. Сущность изобретения: дополнительно измеряют угловые перемещения относительно поперечной и вертикальной осей, а также линейные и угловые ускорения относительно продольной, поперечной и вертикальной центральных осей, устанавливают характеристики заливаемости, слеминга, оголения лопастей гребного винта, рыскания и суммарные ускорения, действующие при качке. 1 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к способам контроля мореходных качеств судов в условиях эксплуатации, и может быть использовано при создании экспертных систем безопасности мореплавания.

Известен способ контроля остойчивости [1] основанный на измерении периода бортовой качки и определении расчетом метацентрической высоты, при вычислении которой дополнительно измеряют осадки носом и кормой, кажущийся период волны, курсовой угол и скорость судна на нерегулярном волнении.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей способа и повышение достоверности оценки мореходных качеств судов.

Для этого дополнительно измеряют угловые перемещения относительно поперечной и вертикальной осей, а также линейные и угловые ускорения относительно продольной, поперечной и вертикальной центральных осей.

На чертеже представлена структурно-функциональная схема устройства, осуществляющего предлагаемый способ.

Способ контроля мореходности судов осуществляют следующим образом.

Измеряют курсовой угол волны, скорость судна, кажущийся период волны, осадки носом и кормой и одновременно производят регистрацию угловых перемещений относительно продольной, поперечной и вертикальной центральных осей, а также линейных и угловых ускорений всех видов колебательного движения судна на волнении как динамической системы с шестью степенями свободы.

По данным измерений устанавливают водоизмещение, фактическую метацентрическую высоту и соответствующую аппликату ЦТ, производят оценку остойчивости, для чего вычисляют спектральную плотность S(ω) и параметры морского волнения, дисперсии D_q, D_q и среднюю частоту относительных колебаний волнового уровня относительно корпуса судна, дисперсию D_zB и среднюю частоту колебаний минимального погружения гребного винта, дисперсию рыскания D_x, дисперсии D_x, D_y, D_z проекций полного вектора ускорений при колебательном движении судна на волнении и производят оценку показателей, характеризующих мореходные качества судна: 1. Вероятности заливания Р_з и среднего числа N погружений палубы под поверхность волны за единицу времени Т_о P₃= exp[-(F^*)²/2D_q] N (1/2π)P₃, где F* расчетная высота надводного борта.

2. Вероятности слеминга Р_о и среднего числа ударов N_уд за время Т_о P_c= exp{ -[(T²₁/2D_q)+0,0087gL/2D] N_уд= (1/2π)T_oP_c, где Т₁ расчетная осадка в зоне удара; g ускорение свободного падения; L длина судна.

3. Вероятности оголения лопастей гребного винта Р_ог и среднего числа оголений N_ог за время Т_о P_ог exp{-0,5[(H_o-R)/(D_zв)^1/2]²} N_ог= [1/(2π)^1/2]T_o[H_o-R)/(D)]P_ог, где H_о погружение оси винта; R радиус винта.

4. Амплитуды рыскания χ_3% 2,64 (D_χ)^1/2.

5. Суммарных ускорений, действующих при качке судна на волнении
U₁ (D_x + D_y + D_z)^1/2, U₂=(D_x + D_y)^1/2.

Описание процедуры обработки данных измерений выполняются с помощью спецпроцессоров и быстродействующей персональной ЭВМ и реализуются в экспертной системе, позволяющей осуществлять оценку мореходных качеств судна на основе действующих критериев и принимать обоснованные решения по обеспечению безопасности эксплуатации судна.

Устройство содержит датчики курсового угла 1 и скорости судна 2, значения которых вводят в ЭВМ с помощью дисплея 21, датчики осадок судна носом 3 и кормой 4, датчики угловых перемещений при колебательном движении судна относительно продольной 5, поперечной 6 и вертикальной 7 осей, датчик ускорений 8-13 всех видов качки судна на волнении, сигналы от которых через блок коммутации и предварительной обработки информации 14 поступают для дальнейшей обработки в специализированные процессоры: процессор-классификатор 15, позволяющий анализировать измеряемые сигналы с целью установления их статистических характеристик, проверки свойства стационарности, идентификации их распределений и оценки спектральных плотностей, процессор-редактор 16, осуществляющий редактирование выбросов и масштабирование измеряемых сигналов, и метрологический процессор 17, выполняющий периодическую самопроверку, самокалибровку и коррекцию измерений. Управление базой данных 19 и базой знаний 20 экспертной системы осуществляет интеллектуальный процессор быстродействующей ЭВМ 18, обеспечивающий также интерфейс с пользователем через цветной графический дисплей 21, вывод результатов на печать 22 и взаимодействие между специализированными процессорами 15 и 16.

Формула изобретения

СПОСОБ КОНТРОЛЯ МОРЕХОДНОСТИ СУДНА, основанный на измерении периода бортовой качки, осадки носом и кормой "кажущегося" периода волны, курсового угла и скорости судна на нерегулярном волнении и определении расчетом метацентрической высоты, отличающийся тем, что дополнительно измеряют угловое перемещение судна относительно поперечной и вертикальных осей, а также линейные и угловые ускорения относительно продольной, поперечной и вертикальной центральных осей.

РИСУНКИ

Рисунок 1