Способ контроля остойчивости и скорости судна

Авторы патента:

B63B39/14 - для определения крена или периода качки

Владельцы патента RU 2259301:

Александров Владимир Леонидович (RU)
Матлах Александр Петрович (RU)
Нечаев Юрий Иванович (RU)
Поляков Виктор Исаакович (RU)

Изобретение относится к судостроению и касается технологии контроля остойчивости и скорости эксплуатирующихся судов. Способ контроля остойчивости и скорости судна заключается в измерении периода бортовой качки и определении расчетом метацентрической высоты. При её вычислении измеряют осадки судна носом и кормой, кажущийся период волны, курсовой угол, скорость судна на нерегулярном волнении, скорость кажущегося ветра, температуру воздуха и температуру забортной воды. При определении скорости в ледовых условиях дополнительно измеряют толщину льда, толщину снежного покрова, толщину наружной обшивки и набора корпуса в носовой части в зоне контакта, устанавливают фактическое состояние корпуса, характеризуемое уменьшением толщины обшивки и набора в результате износа, и определяют безопасную скорость при движении в сплошном ледовом поле или в битом льду за ледоколом. Безопасную скорость судна при движении в сплошном ледовом поле вычисляют по формуле: v/v_о=0,95-0,50(h/h*)-0,25(h/h*)²-0,30(h_c/h**)-0,20(h_c/h**)² в полном грузу, а в балласте - по формуле: v/v_o=1.0-0,63(h/h*)-0,27(h/h*)²-0,37(h_c/h**)-0,18(h_c/h**)², а при движении в битом льду за ледоколом вычисляют в обычном режиме по формуле: v/v_o=0,97-0,50(h/h**)-0,25(h/h**)²+Δ(v/v_o) и по формуле: v/v_о=0,85-0,52(h/h**)-0,21(h/h**)²в маневровом режиме, где V_o - скорость судна в свободной воде, h*=0,5 - предельное (стандартное) значение толщины льда, м; h**=0,25 - стандартное значение толщины льда, м; h_c - толщина снежного покрова, м; Δ(v/v_o)- поправка на снижение скорости при ударе носовой части корпуса о льдину, вычисляемая для судна в полном грузу по формуле: Δ(v/v_o)=-0,31(h/h*)+0,31(h/h*)² и по формуле: Δ(v/v_o)=-0,37(h/h*)-0,37(h/h*)² для судна в балласте в диапазоне 0,4≤(h/h*)≤1,0, при этом допустимую скорость судна, находящегося длительное время в эксплуатации, определяют при износе обшивки по формуле: v_t=k_δ/v_o и по формуле: v_t=k_w/v_o при износе набора, где v_o- скорость судна при новом корпусе, определенная по формуле: v/v_o=0,95-0,50(h/h*)-0,25(h/h*)²-0,30(h_c/h*)-0,20(hc/h*)²или по формуле: v/v_o=1,0-0,63(h/h*)-0,27(h/h*)²-0,37(h_c/h*)-0,18(h_c/h*)²; k_δ=1,0-3,9[(1-(δt/δ_o)]+5,4[(1-(δ_t/δ_o)]² - коэффициент, пропорционально которому уменьшают допустимую скорость за счет износа обшивки; k_w=1,0-1,6[(1-w_t/w_o)] - коэффициент, пропорционально которому уменьшают допустимую скорость за счет износа набора корпуса, где δ_t и δ_о- соответственно толщина наружной обшивки изношенного и нового корпуса; w_t и w_o - моменты инерции сечения конструкции набора соответственно изношенного и нового корпуса. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении достоверности оченки безопасности судна при движении во льдах за счет контроля скорости судна в зависимости от интенсивности ледовой нагрузки. 1 ил.

Изобретение относится к судостроению и касается технологии контроля остойчивости и скорости судна в условиях эксплуатации. Это изобретение может быть применено при создании навигационных экспертных систем обеспечения безопасности мореплавания, в том числе и в условиях арктического шельфа.

Известен способ контроля остойчивости и скорости судна [1], включающий измерение периода бортовой качки и определении расчетом метацентрической высоты, при определении которой дополнительно измеряют осадки носом и кормой, курсовой угол, скорость судна на нерегулярном волнении, скорость ветра, координаты места судна и расстояние до ближайшего порта-убежища.

Наиболее близким техническим решением предлагаемого изобретения является способ контроля остойчивости [2], основанный на измерении периода бортовой качки и определении расчетом метацентрической высоты, при вычислении которой измеряют осадки носом и кормой, кажущийся период волны, курсовой угол и скорость судна на нерегулярном волнении и одновременно производят измерение скорости кажущегося ветра, температуры воздуха и температуры забортной воды. Данный способ принят в качестве прототипа.

Недостатком способа является то, что он не дает достоверной оценки безопасной скорости судна при эксплуатации в ледовых условиях.

Изобретение направлено на повышение достоверности оценки безопасности эксплуатации судна при движении во льдах за счет контроля скорости судна в зависимости от интенсивности ледовой нагрузки.

Технический результат изобретения достигается тем, что дополнительно измеряют толщину льда и толщину наружной обшивки и набора корпуса в носовой части судна в зоне контакта, устанавливают фактическое состояние корпуса, характеризуемое уменьшением толщины обшивки и набора в результате износа, и в зависимости от этого фактора определяют скоростной режим, обеспечивающий безопасность эксплуатации судна.

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

Способ контроля мореходности судна осуществляют следующим образом.

Измеряют курсовой угол волны, скорость судна, кажущийся период волны, осадки носом и кормой, скорость судна на нерегулярном волнении, скорость кажущегося ветра, температуру воздуха и температуру забортной воды и одновременно производят регистрацию толщины льда, толщину снежного покрова, толщины наружной обшивки и набора корпуса в носовой части судна в зоне контакта.

По данным измерений устанавливают:

1. Безопасную скорость судна при движении в сплошном ледовом поле:

в полном грузу

и в балласте

где v₀ - скорость судна в свободной воде; h^*=0,5 - предельное (стандартное) значение толщины льда, м; h_с- толщина снежного покрова, м.

2. Безопасную скорость при движении в битом льду за ледоколом

в обычном режиме

в маневренном режиме

где h^**=0,25 - стандартное значение толщины льда, м; Δ(v/v₀) - поправка на снижение скорости при ударе носовой части корпуса о льдину, вычисляемая по формулам:

для судна в полном грузу

для судна в балласте

в диапазоне 0,4≤(h/h^*)≤1,0.

3. Влияние износа корпуса на величину безопасной скорости:

при износе обшивки

при износе набора

где v_t - допустимая скорость судна, находящегося длительное время в эксплуатации; v₀ - скорость судна для нового корпуса, определенная соответственно по п.1 или 2;

k_δ и k_w - коэффициенты, пропорционально которым уменьшается допустимая скорость за счет износа наружной обшивки

и набора корпуса

δ₁ и δ₀ - толщина наружной обшивки соответственно изношенного и нового корпуса;

w_t и w₀ - моменты инерции сечения конструкции набора соответственно изношенного и нового корпуса, которые определяют по данным измерений толщины δ_w.

По результатам вычислений по формулам (1)-(8) принимается решение об изменении скорости судна при движении во льдах. Корректировка численных значений коэффициентов в формулах (1)-(8) осуществляется в зависимости от ледовых условий в процессе накопления данных натурных измерений во время эксплуатации экспертной системы на борту конкретного судна.

Функциональная схема, реализующая способ контроля остойчивости и скорости судна, работает следующим образом.

Данные измерений от датчиков 1-6 через коммутатор 7, аналого-цифровой преобразователь 8 и интерфейс 9 поступают для дальнейшей обработки в ЭВМ 10, где осуществляются операции по анализу исходной информации и оценке влияния ледовых условий по выражениям (1)-(8), результаты которых демонстрируются на дисплее 11 и документируются с помощью принтера 12. Данные о температуре воздуха 13, температуре забортной воды 14, толщине обшивки 15 и набора корпуса 16 вводятся в ЭВМ с клавиатуры.

Литература

1. Способ контроля остойчивости и скорости судна. Патент № 2057678 от 10.04.96 / Нечаев Ю.И., Васильева Э.Ю.

2. Способ контроля остойчивости судна. Патент № 2043271 от 10.09.95 / Нечаев Ю.И., Васильева Э.Ю.

Способ контроля остойчивости и скорости судна, заключающийся в измерении периода бортовой качки и определении расчетом метацентрической высоты, при вычислении которой измеряют осадки судна носом и кормой, кажущийся период волны, курсовой угол, скорость судна на нерегулярном волнении, скорость кажущегося ветра, температуру воздуха и температуру забортной воды, отличающийся тем, что при определении скорости судна в ледовых условиях дополнительно измеряют толщину льда, толщину снежного покрова, толщину наружной обшивки и толщину набора корпуса в носовой части судна в зоне контакта, устанавливают фактическое состояние корпуса, характеризуемое уменьшением толщины обшивки и набора в результате износа, и определяют безопасную скорость судна при движении в сплошном ледовом поле или в битом льду за ледоколом, при этом безопасную скорость судна при движении в сплошном ледовом поле вычисляют по формуле

v/v_о=0,95-0,50(h/h*)-0,25(h/h*)²-0,30(h_c/h**)-0,20(h_c/h**)² в полном грузу, а в балласте - по формуле

v/v_o=1,0-0,63(h/h*)-0,27(h/h*)²-0,37(h_c/h**)-0,18(h_c/h**)², a при движении в битом льду за ледоколом вычисляют в обычном режиме по формуле

v/v_o=0,97-0,50(h/h**)-0,25(h/h**)²+Δ(v/v_o)

и по формуле

v/v_о=0,85-0,52(h/h**)-0,21(h/h**)² в маневровом режиме,

где v_o - скорость судна в свободной воде;

h*=0,5 - предельное (стандартное) значение толщины льда, м;

h**=0,25 - стандартное значение толщины льда, м;

h_c- толщина снежного покрова, м;

Δ(v/v_o) - поправка на снижение скорости при ударе носовой части корпуса о льдину, вычисляемая для судна в полном грузу по формуле

Δ(v/v_o)=-0,31(h/h*)+0,31(h/h*)²

и по формуле

Δ(v/v_o)=-0,37(h/h*)-0,37(h/h*)² для судна в балласте в диапазоне 0,4≤(h/h*)≤1,0,

при этом допустимую скорость судна, находящегося длительное время в эксплуатации, определяют при износе обшивки по формуле

v_t=k_δ/v_o,

и по формуле

v_t=k_w/v_oпри износе набора,

где v_o - скорость судна при новом корпусе, определенная по формуле

v/v_o=0,95-0,50(h/h*)-0,25(h/h*)²-0,30(h_c/h**)-0,20(h_c/h**)²или по формуле

v/v_o=1,0-0,63(h/h*)-0,27(h/h*)²-0,37(h_c/h**)-0,18(h_c/h**)²;

k_δ=1,0-3,9[(1-(δ_t/δ_o)]+5,4[(1-(δ_t/δ_o)]² - коэффициент, пропорционально которому уменьшают допустимую скорость за счет износа обшивки;

k_w=1,0-1,6[(1-w_t/w_o)] - коэффициент, пропорционально которому уменьшают допустимую скорость за счет износа набора корпуса,

где δ_t и δ_о - соответственно толщина наружной обшивки изношенного и нового корпуса;

w_t и w_o - моменты инерции сечения конструкции набора соответственно изношенного и нового корпуса.

Устройство для измерения угла крена или дифферента плавучего средства на волнении // 2114758

Изобретение относится к области судостроения, в частности к средствам измерения крена или дифферента плавучих средств как в условиях волнения и качки, так и на спокойной воде, включая аварийные ситуации.

Способ контроля остойчивости судна // 2091269

Измеритель фактической остойчивости судна // 2057680

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано в морском приборостроении для измерения фактической остойчивости судна. .

Статодинамический кренометр // 2057679

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано в морском навигационном приборостроении для измерения углов качки судна. .

Способ контроля остойчивости и скорости судна // 2057678

Изобретение относится к судостроению, в частности к способам контроля остойчивости и скорости судна в условиях эксплуатации, и может быть использовано при создании навигационных экспертных систем.

Устройство для измерения угла крена или дифферента плавучего средства в условиях качки // 2035352

Изобретение относится к области судостроения, в частности к средствам измерения крена или дифферента плавучих средств, как в условиях качки, так и на спокойной воде.

Способ контроля остойчивости судна // 2033370

Изобретение относится к области судостроения, в частности к способам контроля остойчивости судна в условиях эксплуатации, и может быть использовано при создании навигационных экспертных систем.

Способ контроля остойчивости судна // 2033369

Изобретение относится к способам контроля остойчивости судна в условиях эксплуатации. .

Устройство для контроля ускорений при качке носителя // 1788936

Изобретение относится к инструментальным средствам судоходства, в частности к устройствам обеспечения безопасности судна . .

Устройство для измерения угла крена или дифферента плавучего средства на волнении // 2277057

Изобретение относится к судостроению и касается создания устройств для измерения угла крена или дифферента плавучих средств при всех эксплуатационных ситуациях

Способ контроля остойчивости судна // 2405712

Изобретение относится к области оперативного контроля остойчивости и скорости судна в условиях заливания палубы при движении судна на попутном волнении

Устройство для измерения угла крена или дифферента плавучего средства на волнении // 2440912

Изобретение относится к области судостроения, в частности создания устройств для измерения угла крена или дифферента плавучих средств при всех эксплуатационных ситуациях

Способ контроля остойчивости судна на разрушающемся волнении // 2455190

Изобретение относится к судостроению, в частности к способам контроля остойчивости судна на разрушающемся на мелководье волнении

Способ прогнозирования движения объекта швартовки // 2459742

Изобретение относится к водному транспорту и может быть использовано для безопасной швартовки швартующегося судна к объекту швартовки

Устройство для определения углов крена и дифферента подвижных объектов // 2486098

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам для определения угла наклона к горизонту подвижных объектов

Способ контроля непотопляемости судна // 2518374

Изобретение относится к области судостроения. Способ контроля непотопляемости судна заключается в том, что в измерительном блоке (1) осуществляют измерения угловых перемещений 2 и ускорений (3) судна относительно продольной и поперечной центральных осей, линейных перемещений (4) и (5), определяющих осадки судна носом и кормой, «кажущегося» периода бортовой качки судна (6), курсового угла волны (7), скорости судна (8), линейных перемещений и ускорений (9) относительно вертикальной центральной оси, уровней жидкости в затопленных отсеках (10). На основе измерений формируют информационный вектор измерений, определяют случай затопления, выделяют «скользящее окно», устанавливают режимы качки, определяют равновесные параметры посадки аварийного судна, выделяют предельно допустимые значения параметров посадки, производят оценку состояния аварийного судна и аварийной остойчивости, осуществляют мероприятия по спрямлению судна и восстановлению остойчивости. Повышается безопасность мореплавания. 2 ил.

Автоматизированная система кренования судна // 2522671

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса создания технических средств контроля остойчивости судна. В заявленной системе кренования судна рабочее тело выполнено в виде размещенного в расположенной поперек диаметральной плоскости судна трубе-цилиндре поршня, имеющего на своих торцах демпферы-фиксаторы, под которые в торцах трубы-цилиндра образованы ответные фиксирующие гнезда, расположенные с возможностью обеспечения зазора между торцом поршня-рабочего тела и внутренним торцом трубы-цилиндра. Датчики крайних положений поршня-рабочего тела расположены в торцевых оконечностях трубы-цилиндра, их выходы соединены с входами вычислительного устройства. Пространство щелевого зазора одной оконечности трубы-цилиндра сообщено трубопроводом с напорным и засасывающим патрубками насоса через электромагнитные клапаны, а пространство щелевого зазора другой ее оконечности сообщено трубопроводом также с засасывающим и напорным патрубками насоса через другие аналогичные клапаны. Труба-цилиндр с поршнем-рабочим телом, трубопроводы с электромагнитными клапанами и полости насоса при этом полностью заполнены жидкостью, имеющей удельный вес, меньший удельного веса поршня-рабочего тела. Система оснащена дифферентометром и осадкомером, выходы которых, а также выход кренометра соединены с входами вычислительного устройства, с выходами которого соединены входы электромагнитных клапанов и насоса через согласующие устройства. Технический результат заключается в повышении быстродействия, точности, надежности работы системы, упрощении ее использования. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ измерения параметра транспортного средства // 2598973

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к способам определения технических параметров транспортного средства, в частности его центра масс. Для этого при реализации способа регистрируют процесс колебаний транспортного средства, затем производят спектральный анализ колебаний, после чего определяют частоту максимальной амплитудной составляющей спектра, которая является частотой собственных колебаний транспортного средства. При этом регистрируют колебания в виде переменных ускорений в четырех точках транспортного средства, для каждой из ортогональных осей определяют разность двух ускорений. Затем производят спектральный анализ n последовательных реализаций разности ускорений, усредняют между собой полученные n спектров для нахождения частоты собственных колебаний транспортного средства. После этого производят спектральный анализ n последовательных реализаций ускорения, зарегистрированного в точке начала координат, и определяют координаты центра тяжести (центра масс) транспортного средства. Технический результат заключается в упрощении процесса измерений и снижении погрешности измерений координат центра масс. 1 ил.

Способ оперативного контроля остойчивости судна в чрезвычайных ситуациях // 2631127

Изобретение относится к способу оперативного контроля остойчивости судна в чрезвычайных ситуациях. Для осуществления способа генерируют варианты функциональной и организационной структуры системы управления (СУ) бортовой интеллектуальной системой (БИС), моделируют режимы функционирования СУ БИС на основе репозитория сервисов, принципов обработки информации в мультипроцессорной вычислительной среде и методов теории катастроф, производят проверку соответствия параметров состава и структуры СУ БИС заданным критериям и входным характеристикам, при этом при несоответствии корректируют входные характеристики СУ БИС и повторяют процесс проектирования, а при соответствии разрабатывают техническую документацию и производят общую оценку информационной эффективности принятого решения, реализуют оценку остойчивости судна в чрезвычайных ситуациях на основе нечеткой формальной системы, основанной на динамической теории катастроф, осуществляют генерацию альтернативных решений и практических рекомендаций, производят оценку риска принимаемых решений. Обеспечивается повышение достоверности и эффективности оценки остойчивости судна при оперативном контроле параметра. 7 ил.