Способ определения веса судна



Способ определения веса судна
Способ определения веса судна
Способ определения веса судна
Способ определения веса судна

 


Владельцы патента RU 2466901:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) (RU)

Изобретение относится к области судостроения, в частности к методам контроля характеристик плавучести и остойчивости судов в процессе разработки, эксплуатации и ремонта, и может быть использовано для определения веса крупногабаритного груза. Способ определения веса судна включает позиционирование судна вне акватории и подъем его с помощью средств подъема, измерение усилий, развиваемых при этом каждым средством подъема, и последующее расчетное определение веса и абсциссы центра тяжести судна на основе измеренных данных. При этом судно устанавливают на кильблоках, в промежутки между которыми, симметрично относительно диаметральной плоскости судна, на стапель-площадку укладывают средства подъема, выполненные в виде емкостей из гибкого воздухонепроницаемого материала, с возможностью подачи в них сжатого воздуха и измерения внутреннего давления воздуха в каждой емкости. В процессе измерения емкости заполняют сжатым воздухом до тех пор, пока судно не потеряет контакт с кильблоками. В этот момент для каждой емкости измеряют внутреннее давление, площадь пятна контакта емкости с днищем судна и абсциссу центра тяжести площади пятна контакта относительно выбранной базы отсчета, например миделевого сечения судна. Далее расчетным методом определяют вес судна и абсциссу центра тяжести судна относительно выбранной базы отсчета. Технический результат заключается в повышении точности определения указанных характеристик судна, а также в снижении трудоемкости и сокращении времени их определения. 4 ил.

 

Изобретение относится к области судостроения, в частности к методам контроля характеристик плавучести и остойчивости судов в процессе разработки, эксплуатации и ремонта, и может быть использовано для определения массы крупногабаритного груза.

Плавучесть - способность судна плавать при заданной осадке, имея на борту заданное количество людей и груза. Она предназначена для того, чтобы в тяжелых условиях плавания увеличить высоту надводного борта, создать дополнительный запас плавучести.

К характеристикам плавучести относятся вес и координаты центра тяжести судна. Их значения также необходимы при расчете такого параметра остойчивости, как метацентрическая высота.

Под остойчивостью понимают способность судна, выведенного из положения нормального равновесия какими-либо внешними силами, возвращаться в свое первоначальное положение после прекращения действия этих сил.

Известен способ определения веса судна путем его предварительного взвешивания или вычислением составляющих весов и расчет координат центра тяжести по соответствующим формулам (см. Б.Карлов, В.Певзнер, П.Слепенков. Учебник судоводителя любителя (Управление маломерными судами). Раздел 3, §40, 41).

Данные методы имеют следующие недостатки:

- повышенная трудоемкость в силу необходимости учета множества факторов (вес двигателя, механизмов, устройств и оборудования и др.);

- недостаточная точность вычисления при использовании приближенных формул.

Известен также способ определения массы судна, включающий его позиционирование вне акватории и подъем с помощью средств подъема, измерение усилий, развиваемых при этом каждым средством подъема, и последующее расчетное определение массы и абсциссы центра тяжести судна на основе измеренных данных (см. патент US №5178488, МПК B63C 1/00, дата публикации 12.01.1993).

Недостатками данного способа являются его ограниченная применимость на практике и высокая стоимость, обусловленная необходимостью использования специально оборудованного сухого дока.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка простого и точного способа определения расчетных характеристик для повышения плавучести и остойчивости судна.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в повышении точности определения расчетных характеристик судна, а также в снижении трудоемкости и сокращении времени осуществления способа за счет использования емкостей из гибкого воздухонепроницаемого материала, наполняемых газом под давлением.

Поставленная задача решается тем, что способ определения веса судна, включающий его позиционирование вне акватории и подъем с помощью средств подъема, измерение усилий, развиваемых при этом каждым средством подъема, и последующее расчетное определение массы и абсциссы центра тяжести судна на основе измеренных данных, отличается тем, что судно устанавливают на кильблоках, расположенных на стапель-площадке, в промежутки между которыми, симметрично относительно диаметральной плоскости судна, на стапель-площадку укладывают средства подъема, выполненные в виде емкостей из гибкого воздухонепроницаемого материала с возможностью подачи в них сжатого воздуха и измерения внутреннего давления воздуха в каждой емкости, причем в процессе измерения емкости заполняют сжатым воздухом до тех пор, пока судно не потеряет контакт с кильблоками, в этот момент для каждой емкости измеряют внутреннее давление pi, площадь пятна контакта емкости с днищем судна Fi и абсциссу центра тяжести площади пятна контакта xiF относительно выбранной базы отсчета, например миделевого сечения судна, далее определяют вес судна из условия равновесия, используя выражение:

,

где G - вес судна, т;

pi - внутреннее давление воздуха в i-й емкости, т/м2;

Fi - площадь пятна контакта i-й емкости с днищем судна, м2.

При этом абсциссу центра тяжести судна относительно выбранной базы отсчета определяют, используя выражение:

,

где xg - абсцисса центра тяжести судна относительно выбранной базы отсчета, м;

pi - внутреннее давление воздуха в i-й емкости, т/м2;

Fi - площадь пятна контакта i-й емкости с днищем судна, м2;

xiF - абсцисса центра тяжести площади пятна контакта относительно выбранной базы отсчета.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признак «судно устанавливают на кильблоках, расположенных на стапель-площадке» позволяет позиционировать его вне акватории и оставить свободное пространство под днищем для установки средств подъема.

Признак «в промежутки между кильблоками, симметрично относительно диаметральной плоскости судна, на стапель-площадку укладывают средства подъема» позволяет опереть днище судна непосредственно на средства подъема и тем самым обеспечить плотный контакт между поверхностями.

Признак, указывающий, что средства подъема «выполнены в виде емкостей из гибкого воздухонепроницаемого материала с возможностью подачи в них сжатого воздуха и измерения внутреннего давления воздуха в каждой емкости», обеспечивает простоту конструкции и эксплуатации, а также позволяет использовать средства подъема в качестве катков при буксировке судна в продольном направлении.

Признаки «в процессе измерения емкости заполняют сжатым воздухом до тех пор, пока судно не потеряют контакт с кильблоками» позволяют в дальнейшем удалить кильблоки.

Признаки, указывающие, что «емкости… выполнены… с возможностью измерения внутреннего давления» и «для каждой емкости измеряют внутреннее давление pi, площадь пятна контакта емкости с днищем судна Fi и абсциссу центра тяжести площади пятна контакта xiF относительно выбранной базы отсчета, например миделевого сечения судна», позволяют получить исходные данные для дальнейшего расчета.

Признаки «определяют вес судна из условия равновесия, используя выражение:

,

где G - вес судна, т;

pi - внутреннее давление воздуха в i-й емкости, т/м2;

Fi - площадь пятна контакта i-й емкости с днищем судна, м2.

При этом абсциссу центра тяжести судна относительно выбранной базы отсчета определяют, используя выражение:

,

где xg - абсцисса центра тяжести судна относительно выбранной базы отсчета, м;

pi - внутреннее давление воздуха в i-й емкости, т/м2;

Fi - площадь пятна контакта i-й емкости с днищем судна, м2;

xiF - абсцисса центра тяжести площади пятна контакта относительно выбранной базы отсчета» позволяют произвести расчет веса и абсциссы центра масс судна.

На фиг.1, 2 и 3 изображена последовательность операций при установке судна на средства подъема (вид сбоку).

На фиг.4 изображена схема к определению веса судна и абсциссы центра тяжести при взвешивании.

На чертежах показаны корпус судна 1, средства подъема 2, кильблоки 3 и основание стапель-площадки 4.

Способ осуществляют следующим образом. Судно 1 устанавливают на кильблоки 3, расположенные на стапель-площадке 4 (фиг.1). В промежутки между кильблоками 3 поперек судна 1 на стапель-площадку 4 укладывают средства подъема 2 (фиг.2). Средства подъема 2 выполнены в виде емкостей из гибкого воздухонепроницаемого материала и снабжены штуцерами для подключения к компрессорной установке и манометрами для измерения внутреннего давления воздуха в каждой емкости (на чертежах не показаны). Средства подъема 2 подключают к компрессорной установке (на чертежах не показана) и заполняют воздухом под давлением до тех пор, пока судно 1 не будет поднято над кильблоками 3 до полного отсутствия контакта с ними (фиг.3). Для каждой емкости (средства подъема 2) измеряют внутреннее давление pi, площадь пятна контакта емкости с днищем судна Fi и абсциссу центра тяжести площади пятна контакта относительно выбранной базы отсчета, например миделевого сечения судна, xg.

Далее определяют вес судна из условия равновесия, используя выражение:

,

где G - вес судна, т;

pi - внутреннее давление воздуха в i-й емкости, т/м2;

Fi - площадь пятна контакта i-й емкости с днищем судна, м2.

При этом абсциссу центра тяжести судна относительно выбранной базы отсчета определяют, используя выражение:

,

где xg - абсцисса центра тяжести судна относительно выбранной базы отсчета, м;

pi - внутреннее давление воздуха в i-й емкости, т/м2;

Fi - площадь пятна контакта i-й емкости с днищем судна, м2;

xiF - абсцисса центра тяжести площади пятна контакта относительно выбранной базы отсчета.

В случае если судно имеет килеватость (подъем днища к бортам) или острые криволинейные обводы, между кильблоками и средствами подъема дополнительно укладывают промежуточную жесткую платформу.

Способ определения веса судна, включающий его позиционирование вне акватории и подъем с помощью средств подъема, измерение усилий, развиваемых при этом каждым средством подъема, и последующее расчетное определение веса и абсциссы центра тяжести судна на основе измеренных данных, отличающийся тем, что судно устанавливают на кильблоках, расположенных на стапель-площадке, в промежутки между которыми симметрично относительно диаметральной плоскости судна на стапель-площадку укладывают средства подъема, выполненные в виде емкостей из гибкого воздухонепроницаемого материала с возможностью подачи в них сжатого воздуха и измерения внутреннего давления воздуха в каждой емкости, причем в процессе измерения емкости заполняют сжатым воздухом до тех пор, пока судно не потеряет контакт с кильблоками, в этот момент для каждой емкости измеряют внутреннее давление pi, площадь пятна контакта емкости с днищем судна Fi и абсциссу центра тяжести площади пятна контакта xiF относительно выбранной базы отсчета, например миделевого сечения судна, далее определяют вес судна из условия равновесия, используя выражение
,
где G - вес судна, т;
pi - внутреннее давление воздуха в i-й емкости, т/м2;
Fi - площадь пятна контакта i-й емкости с днищем судна, м2,
при этом абсциссу центра тяжести судна относительно выбранной базы отсчета определяют, используя выражение

где xg - абсцисса центра тяжести судна относительно выбранной базы отсчета, м;
pi - внутреннее давление воздуха в i-й емкости, т/м2;
Fi - площадь пятна контакта i-й емкости с днищем судна, м2;
xiF - абсцисса центра тяжести площади пятна контакта i-й емкости относительно выбранной базы отсчета.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области судостроения, в частности к методам контроля характеристик плавучести и остойчивости судов в процессе разработки, эксплуатации и ремонта, и может быть использовано для определения веса крупногабаритного груза.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к бортовым информационно-вычислительным системам летательного аппарата. .

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к бортовым информационно-вычислительным системам летательного аппарата. .

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к системам определения положения центра тяжести и нарушения взлетной центровки самолета. .

Изобретение относится к весоизмерительной технике и направлено на повышение точности измерений нагрузки на крюке крана при упрощении конструкции весоизмерительного модуля, что обеспечивается за счет того, что весоизмерительный модуль содержит опорную раму и закрепленные на ней датчики для измерения нагрузки.

Изобретение относится к области весоизмерительной техники и направлено на обеспечение контроля и определения состояния силоизмерительных устройств точным и простым образом, что обеспечивается за счет того, что силоизмерительное устройство согласно изобретению содержит, по меньшей мере, один силоизмерительный модуль, который имеет элемент нагрузки и средства связи, и дополнительно содержит терминал, по меньшей мере, одну линию связи, через которую сигналы связи могут передаваться между терминалом и средствами связи.

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для взвешивания сыпучих продуктов. .

Изобретение относится к медицинской технике. .

Изобретение относится к области весоизмерительной техники и предназначено для использования при приготовлении строительных смесей. .

Изобретение относится к области судостроения, в частности к методам контроля характеристик плавучести и остойчивости судов в процессе разработки, эксплуатации и ремонта, и может быть использовано для определения веса крупногабаритного груза.

Изобретение относится к судостроению и касается технологии сравнительной оценки волнообразующих свойств морских судов. .

Изобретение относится к судостроению и касается создания технологии контроля мореходных качеств судна в условиях его эксплуатации. .

Изобретение относится к судовождению и может быть использовано при определении инерционных характеристик судна с учетом конкретных условий плавания, загрузки судна и технического состояния его корпуса, винта и двигателя.

Изобретение относится к экспериментальной гидромеханике, в частности к устройствам для получения гидродинамических характеристик протяженных систем раскачиванием моделей судов.

Изобретение относится к экспериментальной аэрогидродинамике, в частности к устройствам для создания колебательных движений объекта. .

Изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения, а именно к устройствам для испытания верхнего строения плавучего крана. .

Изобретение относится к области судостроения, в частности к методам контроля характеристик плавучести и остойчивости судов в процессе разработки, эксплуатации и ремонта, и может быть использовано для определения веса крупногабаритного груза.
Наверх