Способ текущего контроля остойчивости судна

Авторы патента:

B63B79/00 - Суда и прочие плавучие средства; оборудование для судов (транспортные средства на воздушной подушке B60V; устройства для вентиляции, обогрева, охлаждения или кондиционирования на судах B63J 2/00)

B63B39/00 - Способы и устройства для уменьшения килевой и бортовой качки или подобных нежелательных движений водных транспортных средств; аппаратура для определения положения (осадки, крена) судна на воде

Владельцы патента RU 2767563:

Общество с ограниченной ответственностью Проектно-конструкторское бюро "БАЛТМАРИН" (RU)

Изобретение относится к области судостроения и касается контроля остойчивости судна. Предложен способ текущего контроля остойчивости судна, позволяющий оценить текущее состояние судна с точки зрения возможности его опрокидывания в условиях эксплуатации. На основе данных о текущих замерах угла крена и дифферента судна, а также диаграммы статической остойчивости судна, которая рассчитывается на основе данных о пантокаренах судна, данных о текущей осадке судна на мидель-шпангоуте и аппликате центра тяжести судна, определяются площади диаграммы статической остойчивости, соответствующие работам кренящего и восстанавливающего момента. Технический результат заключается в повышении безопасности мореплавания. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к способам текущего контроля остойчивости судна в условиях эксплуатации.

Известен способ контроля остойчивости судна, заключающийся в измерении бортовой качки и определении расчетом метацентрической высоты (см. Севастьянов Н.Б. Остойчивость промысловых судов. Л. Судостроение, 1970, с. 187-190).

Указанный способ не дает достоверной оценки остойчивости судна при сильном расхождении периодов вынужденных и собственных колебаний (см. Антоненко С.В. Практическая оценка остойчивости в открытом море по капитанской формуле. // Мореходство и морские науки - 2009: избранные доклады Второй Сахалинской региональной морской научно-технической конференции (23 сентября 2009 г.) Под ред. В.Н. Храмушина. - Южно-Сахалинск: СахГУ, 2010. - С. 21-28).

В качестве ближайшего аналога изобретения принят способ контроля остойчивости судна (Патент на изобретение №2740617, МПК В63В 39/14, опубл. 15.01.2021 г.), включающий измерения периода бортовой качки, осадки судна носом и кормой, кажущегося периода волны, курсового угла, скорости судна на волнении, скорости кажущегося ветра, определение расчетом метацентрической высоты и на основе полученных данных в данном изобретении прогнозируются параметры морского волнения, моделируется качка судна с учетом возможности захвата волной носовой оконечности и рассчитывается нагрузка на палубу при ее обтекании, рассчитывается координата центра величины, определяется положение центра тяжести, на основании которых строят трансформированную диаграмму статической остойчивости, параметры которой сравниваются с нормативными требованиями.

Существенным недостатком данного способа является то, что измерения кажущегося периода волны, курсового угла относительно нерегулярного волнения, скорости кажущегося ветра имеют большую погрешность, что не позволяет определить значение метацентрической высоты с точностью необходимой для оценки запаса остойчивости в текущий момент времени.

Кроме этого, данный способ контроля остойчивости судна имеет прогнозный характер, т.е. он основывается на прогнозах волнения и не отражает остойчивость судна в текущий момент времени.

Изобретение решает задачу повышения безопасности мореплавания путем предоставления судоводителю информации о текущем состоянии остойчивости судна в текущий момент времени (в режиме on-line) с точки зрения оценки приближения остойчивости к моменту опрокидывания судна.

Для этого, предлагается способ текущего контроля остойчивости судна на основе постоянного (в режиме on-line) замера угла крена и дифферента судна и сравнения работ кренящего и восстанавливающего моментов по диаграмме статической остойчивости судна, рассчитываемой на основе данных о пантокаренах судна, данных о текущей посадке и аппликаты центра тяжести судна.

Данные о текущей посадке судна на мидель-шпангоуте и аппликаты центра тяжести судна могут быть получены на основе данных о текущей загрузке судна, т.е. судоводитель задает данные о перевозимом грузе, заполнении танков и цистерн, данные о судовых запасах, наличии обледенения, на основании которых определяется водоизмещение судна (и соответственно осадка на мидель-шпангоуте) и аппликата центра тяжести судна.

Уточненные данные о текущей посадке судна на носовом и кормовом перпендикулярах могут быть получены на основе датчиков осадки, которые могут быть установлены на судне.

Уточненные данные об аппликате центра тяжести судна могут быть получены при проведении опытного кренования во время эксплуатации судна (путем перекачки воды или топлива из цистерн, размещенных на разных бортах судна) или опытной циркуляции, при которой определяется возникший угол крена, зависящий от положения аппликаты центра тяжести судна.

На прилагаемом рисунке изображено:

на фиг. 1 - диаграмма статической остойчивости с указанием площадей, соответствующих работам кренящего и восстанавливающего моментов.

На графических материалах приняты следующие обозначения:

а - площадь диаграммы статической остойчивости, соответствующая работе кренящего момента,

b - площадь диаграммы статической остойчивости, соответствующая работе восстанавливающего момента,

Θ_1г - амплитуда бортовой качки,

Θ_f - угол заливания,

Θ_w1 - статический угол крена, вызванного постоянным ветром,

Θ_с - угол, соответствующий точке второго пересечения прямой,

Θ_w2 = 50 град,

- плечо кренящего момента, соответствующее ветровому давлению,

- плечо кренящего момента, соответствующее порыву ветра.

Суть способа текущего контроля остойчивости судна заключается в следующем.

На основе данных о текущей загрузке судна определяется водоизмещение судна (и по судовой документации о гидростатике судна определяется осадка судна на мидель-шпангоуте) и аппликата центра тяжести судна.

На основании текущего дифферента (полученного с датчика дифферента), аппликаты центра тяжести судна и осадки (или водоизмещения) по пантокаренам рассчитывается диаграмма статической остойчивости.

Определение площадей диаграммы статической остойчивости (рис. 1), соответствующих работам кренящего и восстанавливающего момента производится в соответствии с Правилами классификации и постройки морских судов (часть IV, стр. 20-21).

При этом значение амплитуды бортовой качки Θ_1г определяется на основании текущих данных с датчика крена.

Значение угла заливания Θ_f определяется по судовой документации.

Значение статического угла крена, вызванного постоянным ветром Θ_w1 определяется на основе данных о парусности судна и текущей посадке судна.

Остальные параметры диаграммы определяются в соответствии с указанными Правилами.

Соотношение площадей K=b/а показывает текущий запас остойчивости и позволяет судоводителю оценить остойчивость судна (от опрокидывания) в текущий момент времени.

В случае если на судне установлены датчики осадки, то на основании этих данных можно более точно определить текущую осадку судна на мидель-шпангоуте и дифферент.

Для уточнения данных об аппликате центра тяжести судна можно провести опытное кренование судна (https://sea-man.org/metatsentricheskaya-vysota-sudna.html) во время эксплуатации судна (путем перекачки воды или топлива из цистерн, размещенных на разных бортах судна), затем на основании осредненных данных о полученном крене и перемещаемых грузах определить значение метацентрической высоты и соответственно аппликату центра тяжести судна.

Аналогично можно провести опытную циркуляцию судна, т.е. при заданной скорости переложить руль на определенный угол и при выходе судна на циркуляцию определить возникший осредненный угол крена на циркуляции, на основании которого определяется (https://seaspirit.ru/navigator/navigation/cirkulyaciya-sudna-elementy-cirkulyacii.html) уточненное значение положения аппликаты центра тяжести (например, при обледенении) судна.

1. Способ текущего контроля остойчивости судна, базирующийся на текущем замере угла крена и дифферента судна, отличающийся тем, что для оценки запаса остойчивости судна с точки зрения оценки возможности опрокидывания судна в текущий момент времени, производится сравнение работ кренящего и восстанавливающего моментов, воздействующих на судно, которые определяются на основе данных о текущих крене и дифференте судна, а также текущей диаграммы статической остойчивости судна, которая рассчитывается на основе данных о пантокаренах судна, данных о текущей осадке судна на мидель-шпангоуте и аппликате центра тяжести судна.

2. Способ текущего контроля остойчивости судна по п. 1, отличающийся тем, что данные о текущей осадке судна на мидель-шпангоуте и аппликате центра тяжести судна могут быть получены на основе данных о текущей загрузке судна.

3. Способ текущего контроля остойчивости судна по п. 1, отличающийся тем, что данные о текущей осадке судна на мидель-шпангоуте могут быть получены на основе датчиков осадки, которые могут быть установлены на судне.

4. Способ текущего контроля остойчивости судна по п. 1, отличающийся тем, что данные об аппликате центра тяжести судна могут быть получены при проведении опытного кренования во время эксплуатации судна путем перекачки воды или топлива из цистерн, размещенных на разных бортах судна, и определения осредненного угла крена, зависящего от положения аппликаты центра тяжести судна.

5. Способ текущего контроля остойчивости судна по п. 1, отличающийся тем, что данные об аппликате центра тяжести судна могут быть получены при опытной циркуляции во время эксплуатации судна, при которой определяется осредненное значение возникшего угла крена, зависящего от положения аппликаты центра тяжести судна.

Изобретение относится к судостроению, в частности к определению формы носовых оконечностей корпусов судов. Задают ряд форм носовой оконечности корпуса судна, проводят испытания моделей с заданными формами носовой оконечности судна.

Устройство для снижения заметности кильватерного следа погруженных судов // 2765391

Изобретение относится к области судостроения и касается устройства с особой формой корпуса. Устройство для снижения заметности кильватерного следа погруженных судов содержит внешний и внутренний корпуса и водометный движитель.

Днище корпуса глиссирующей амфибии // 2764314

Изобретение относится к транспортным средствам, способным передвигаться как по воде, так и по суше на скользящей поверхности. Днище корпуса глиссирующей амфибии содержит несущую раму, внешнюю амортизирующую обшивку из гибкого и упругого материала, листы которого соединены внахлест и закреплены с загибом по бортам на несущей раме продольными краями, упругие один или несколько элементов из пенистого упругого материала с закрытыми порами, расположенных слоем, прилегающим к внешней амортизирующей обшивке и опертым на несущую раму и заднюю транцевую часть.

Катамаран (варианты) // 2763078

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкций катамаранов и двухкорпусных судов с малой площадью ватерлинии. Катамаран содержит два корпуса, соединительный мост с клинообразной наделкой в носовой части на его нижнем настиле и крыло, установленное под соединительным мостом между корпусами носовее шестого теоретического шпангоута, выше конструктивной ватерлинии не менее чем на четверть вертикального клиренса катамарана, с обеспечением угла атаки при движении катамарана на тихой воде от 5 до 15°.

Катамаран // 2762449

Катамаран // 2762447

Носовая оконечность корпуса судна // 2761360

Изобретение относится к области судостроения, в частности к проектированию носовых оконечностей корпусов судов. Предложена носовая оконечность корпуса судна, выполненная с обтекаемой верхней частью в виде непроницаемой оболочки, сформированной из наружной обшивки и балок набора, и с бульбовой наделкой.

Опытовый морской модульный комплекс // 2760823

Изобретение относится к автоматическим средствам управления судами, а также к решениям по мониторингу показателей или эксплуатационных параметров судов во время работы, в частности для контролирования работы судов, например для мониторинга их скорости, курса с использованием моделей или симуляции, например статистических или стохастических моделей, и может быть использовано при проведении опытов по внедрению технологий безэкипажного (автономного) судоходства, в том числе в реальной обстановке.

Носовая оконечность арктического судна с бульбом // 2758657

Изобретение относится к области судостроения арктических судов с носовой оконечностью, имеющей бульб, и направлено на повышение их ледопроходимости. Предложена форма носовой оконечности с бульбом, имеющим в диаметральной плоскости в своей верхней части ребро с уклоном вперед и пересекающее плоскость ватерлинии, при этом ледовые ватерлинии бульба в районе сопряжения с носовой оконечностью выполнены с сужением, обеспечивающим уменьшение сопротивления льда, углы наклона бортов носовой оконечности к ледовым ватерлиниям за этим сужением составляют не более 80°.

Днище глиссирующей амфибии // 2758318

Изобретение относится к области судостроения и предназначено для использования преимущественно в условиях передвижения как по воде, так и по суше. Днище глиссирующей амфибии содержит внешний упругий замкнутый контур, верхняя палубная часть которого находится выше статической ватерлинии, а другая часть является скользящей по воде или суше и выполнена облицовкой износостойким упругим материалом с образованием бортов, внутреннюю полость, образованную внешним упругим замкнутым контуром, содержащую способствующий плавучести воздух, по высоте расположения которого имеются воздухосодержащие слои разной жесткости.

Плавучая буровая установка // 2763006

Изобретение относится к области судостроения, в частности к конструкции плавучей буровой установки. Предложена плавучая буровая установка, имеющая корпус, главную палубу, верхнюю цилиндрическую секцию, продолжающуюся вниз от главной палубы, верхнюю усеченно-коническую секцию, цилиндрическую суженную секцию, нижнюю эллипсоидальную секцию, продолжающуюся от цилиндрической суженной секции, и выступающий стабилизатор, прикрепленный к нижней внешней части нижней поверхности.