Система управления судном на подводных крыльях

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сонетскии

Социалистические

Республик (iii 888079 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 260380 (21) 2901723/18-24 (5! )М. Кл .

G 05 О 1/00 с нрисоеаинением заявки №

Гоеударстаеииый комитет (2 1 ) Приоритет ао делан изобретений н открытий

Опубликовано 07.1281. Бюллетень № 45

ll,ата опубликования описания 07.12.81 (53) УДК 629,12 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Н.Иванов и Л.Б.Элькинд (7I ) Заявитель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СУДНОМ НА ПОДВОДНЫХ

КРЫЛЬЯХ

Изобретение относится к области автоматического управления движением судов и может быть использовано при создании систем автоматической стабилизации и управления движением совS ременных скоростных судов, в частнос сти судов на автоматически управляемых подводных крыльях.

Известна система автоматического управ1тения судном на подводных крыто льях 1.1) по угловым и линейным координатам движения - крену, дифференту, высоте центра тяжести и т,д.

Эта система имеет в своем составе

Ij каналы управления, каждый из которых формирует сигнал управления по одной координате и подключен выходом ко входам исполнительных приводов поворота соответствующих органов управления — закрылков или рублей.

Однако при действии больших возмущений в этой системе не в полной мере используются возможности орга,нов управления для обеспечения безопасности движения судна.

Ближайшей к изобретению по технической сущности является система автоматического управления судном на подводных крыльях $2), содержащая каналы управления по крену, дифференту, высоте центра тяжести и курсу, а также приводы поворота органов управления - четырех закрылкое носового крыла, двух закрылков кормового крыла и двух вертикальных рулей.

Выходы каналов управления по крену и высоте центра тяжести подключены ко входам приводое поворота носовых закрылков, выход каналов управления по дифференту — ко входам приводов поворота кормовых закрылков, а выход канала управления по курсу — ко входам приводов поворота вертикальных рулей.

Каждый канал управления совместнр с подключенными к нему исполнительными приводами и органами управления

888079 при работе образует замкнутый контур регулирования через объект (судно), обеспечивая автоматическую стабилизацию и управление соответсвующей координатой движения, Таким образом, судно на подводных крыльях при движении в основном режиме автоматически стабилизируется по четырем координатам — трем угловым - крену, дифференту и курсу и линейной вертикальному перемещению.

Однако перечисленные координаты далеко не в равной мере влияют на безопасность движения судна. Наибольшую опасность для судна представляют, большой крен на любой борт, поскольку это связано с возможной потерей остойчивости, и отрицательный дифферент (на нос), поскольку он может привести к резкому переходу судна в водоизмещающий режим, сопровождающийся значительными ударными нагрузками, воздействующими не только на корпус, но и на надстройку, Недостатком известной системы является то, что в ней не в полной мере используются управляющие возможности всех органов управления для предотвращения возможного недопустимого ухудшения стабилизации судна по аварийно опасным координатам.

Целью изобретения является повышение безопасности движения судна.

Эта цель достигается тем,что в систему, содержащую каналы управления по крену и высоте центра тяжести, выходы которых подключены соответственно к первым и вторым входам приводов левых и правых носовых закрылков, канал управления по дифференту,выход которого подключен к первым входам приводов левого и правого кормовых эакрылков, и канал управления по курсу, выход которого соединен с первыми входами приводов левого и правого вертикальных рулей, введены первое, второе и третье звенья с зоной нечувствительности. Вход первого звена с зоной нечувствительности подключен к выходу канала управления по дифференту, а выход — к третьим входам приводов левых и правых носовых эакрылков.

Вход второго звена с зоной нечувствительности подключен к выходу канала управления по крену, а выход - к вторым входам приводов левого и правого кормовых эакрылков. Вход третьего звена с зоной нечувствительности

;соединен с выходом канала управления

4О

55 по крену, а выход — с вторыми входами приводов левого и правого вертикальных рулей.

На чертеже приведена схема предлагаемой системы.

Система содержит каналы управления по высоте центра тяжести 1, крену 2, дифференту 3 и курсу 4, приводы поворота левых 5 и правых 6 носовых закрылков, ле вого 7 и правого 8 кормовых закрылков, левого 9 и правого 10 верTHvBJlbHblx рулей, а также звенья 11, 12 и 13 с зоной нечувствительности.

Выход канала управления по высоте центра тяжести 1 подключен к первым входам приводов поворота носовых эакрылков 5, 6. Выход канала управления по крену 2 подключен ко вторым входам приводов поворота носовых закрылков 5, 6 непосредственно, а кормовых закрылков 7, 8 и вертикальных рулей 9, 10 соответственно через звенья 11 и 12.

Выход канала управления по дифферен-. ту 3 подключен непосредственно к первым входам приводов поворота кормовых закрылков 7, 8 и через звено 11 к третьим входам приводов поворота носовых закрылков 5, 6. Выход канала управления по курсу 4 подключен к первым входам приводов 9, 10 поворота вертикальных рулей.

Система работает следующим образом.

Каждый привод поворота органов управпения осуществляет суммирование управляющих сигналов, поступающих на его входы, т.е. перемещение штока привода, а значит и соответствующего органа управления, определяется суммой сигналов на входах привода. Вторые входы приводов поворота правых и левых закрылков при одном и том же входном сигнале осуществляют перекладку штоков приводов в противоположных направлениях, что может быть обеспечено, например, соответствующим включением управляющих входных обмоток.

Величина зоны нечувствительности звеньев 12. и 13 выбирается соответствующей значениям углов крена и-дифферента, близких к опасным.

При движении судна в крыльевом режиме каждый канал управления совместно с органами управления, к приводам поворота которых он подключен непосредственно, работает в замкнутом через объект (судно) контуре регулирова ния, обеспечивая автоматическое управ888079 ление и стабилизацию соответствующего параметра. При этом для стабилизации дифферента, курса и высоты центра тяжести соответствующие органы управления отклоняются синфазно, для стабилизации крена правые и левые носовые закрылки отклоняются противофазно.

В некоторых случаях, например при отказах отдельных приводов или при внезапном воздействии на судно непредвиденных .больших возмущений (черезмерная волна, шквал ветра), выходящих за пределы спецификационных условий эксплуатации в крыльевом режиме, с которыми работающие органы управления не в состоянии справиться, стабилизация по отдельным параметрам, в том числе и по аварийно-опасным: крену и дифференту, может существенно ухудшаться. При этом будут возрастать эо ошибки стабилизации, а значит и выходные сигналы каналов управления .

Если, например, ошибка по дифференту будет приближаться к опасному значеwe, сигнал на входе звена 11 выйдет на линейный участок характеристики, и сигнал с выхода звена 11 поступит на входы приводов поворота носовых закрылков 5, 6, Последние будут перекладываться, создавая совместно с зо кормовыми закрылками момент, уменьшающий угол дифферента.

Аналогично при приближении угла крена к опасным значениям будут включаться в работу по стабилизации крезз на дополнительно к носовым закрылкам кормовые закрылки и вертикальные рули.

Таким образом, в предлагаемой системе более полно используются управляющие возможности закрылков и рулей для компенсации возмущений в каналах стабилизации по аварийно-опасным коiS ординатам: крену и дифференту. Это повышает безопасность движения судна по сравнению с системой-прототипом. формула изобретения

Система управления судном на подводных крыльях, содержащая каналы управления по крену и высоте центра тяжести, выходы которых подключены соответственно к первым и вторым входам приводов левых и правых носовых закрылков, канал управления по дифференту, выход которого подключен к первым входам приводов левого и правого кормовых закрылков, и канал управления по курсу, выход которого соединен с первыми входами приводов левого и правого вертикальных рулей, отличающаяся тем,что,с целью повышения безопасности движения судна, она содержит первое, второе и третье звенья с зоной нечувствительности, причем вход первого звена с зоной нечувствиттельности .подключен к выходу канала управления по дифференту, а выход — к третьим. входам приводов левых H правых носовых закрылков, вход второго звена с зоной йечувствительности подключен к выходу канала управления по крену, а выход — к вторым входам приводов левого и правого кормовых закрылков, вход третьего звена с зоной нечувствительности соединен с выходом канала управления по .крену, а выход - с вторыми входами приводов левого и правого вертикальных рулей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шнерлинг М.Г. Комплексная автоматизация судна на поворотных крыВ.ях, "Тайфун", сб, "Судостроение", и

1975.

2. Авторское свидетельство СССР 335903, кл, В 63 H 25/24, 1970 (прототип).

888079

Составитель В.Певзнер

Редактор Д.утехина TexDeA А.Аи корректор И. Пожо

Заказ 10724/13 Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, l(-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4