СПОСОБ КОНТРОЛЯ НЕПОТОПЛЯЕМОСТИ СУДНА Российский патент 1994 года по МПК B63B43/00 

Изобретение относится к области судостроения, а именно к способам контроля мореходных качества аварийных судов, и может быть использовано при создании экспертных систем мониторинга безопасности мореплавания.

Известен способ контроля остойчивости, 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. Недостаток способа - отсутствие контроля равновесных углов крена и дифферента при качке аварийного судна.

Цель изобретения - повышение точности контроля непотопляемости поврежденного судна в условиях эксплуатации.

Сущность изобретения: дополнительно измеряют амплитуды угловых перемещений и ускорений относительно продольной и поперечной центральных осей при бортовой и килевой качке судна на нерегулярном волнении.

На фиг.1 представлена структурная схема, реализующая предлагаемый способ; на фиг.2 и 3 показан характер изменения восстанавливающего момента M_Θи угловых ускорений в зависимости от угла крена Θ и времени t.

Схема содержит блок датчиков 1, включающий датчики периода бортовой качки, осадок судна носом и кормой, кажущегося периода волны, курсового угла и скорости судна, а также датчики угловых перемещений и ускорений при бортовой и килевой качке, блок обеспечения совместимости 2, содержащий средства нормирования и коммутации сигналов 3, управляющий процессор 4, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5 и интерфейс 6, вычислительный блок 7 (быстродействующая персональная ЭВМ), накопитель на магнитном диске 8, цветной графический дисплей 9 и печатающее устройство 10.

Cпособ осуществляют следующим образом.

С помощью датчиков в измерительном блоке 1 регистрируют период бортовой качки, осадки судна носом и кормой, кажущийся период волны, курсовой угол и скорость судна и одновременно производят измерение угловых перемещений Θ(t), Ψ(t) и ускорений (t), (t) при бортовой и килевой качке на временном интервале, продолжительностью 6-8 мин. Поступающие с датчиков сигналы коммутируют и подвергают предварительной обработке в блоке 2, где происходит их сглаживание и преобразование в цифровые коды.

По данным измерений устанавливают:
характер колебательного движения судна путем классификации данных измерений амплитуд угловых ускорений:
()_ср=()_ср - линейные колебания (класс А);
()_ср≠()_ср - нелинейные колебания (класс В), где ()_ср=/N и ()_ср=/N - средние значения амплитуд угловых ускорений при максимальных наклонениях судна на правый Θ₁ и левый Θ₂ борт в пределах одного размаха; N - число размахов (полупериодов) бортовой качки на участке регистрации;
- углы равновесного крена Θ_о для каждого из размахов бортовой качки за время регистрации процессов Θ(t) и (t) на основании формул:
класс А
Θ_0i^I=0,5(+) ;
класс В
=+f(θ,)sign ,, где f(θ,) = 0.65-0.69;
средние значения рассматриваемых углов равновесного крена для классов А и В:
(θ_o)_A=/N , (θ_o)_B=/N ..

Процедуру, аналогичную описанной выше применяют и для определения равновесных углов дифферента (Ψ_о)А и (Ψ_о)В;
случай затопления - путем сопоставления значений Θ_о и Ψ_о и метацентрической высоты h_o, установленной по результатам измерений, с величинами углов Θ, Ψи метацентрической высоты h, определенных с помощью расчетов непотопляемости для различных отсеков и их комбинаций.

Осуществляют мероприятия по спрямлению судна на основе рекомендаций экспертной системы.

Операции по обработке данных измерений выполняются в вычислительном блоке 7 с помощью быстродействующей персональной ЭВМ. Полученные результаты заносят во внешнюю память 8, выводят на дисплей 9 и документируют с помощью принтера 10.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

С помощью датчиков, размещенных в блоке 1, ведут измерение периода бортовой качки, осадок судна носом и кормой, кажущегося периода волны, курсового угла и скорости судна. Одновременно производят измерение угловых перемещений и ускорений при бортовой и килевой качке судна с затопленными отсеками, сигналы от которых поступают на средства обеспечения совместимости 2, состоящие из блока нормирования и коммутации сигналов 3, управляющего процессора 4, АЦП 5 и интерфейса 6, осуществляющими преобразование и фильтрацию исходной информации и ввод ее в ЭВМ 7 с периферийным оборудованием, включающем накопитель на магнитном диске 8, цветной графический дисплей 9 и печатающее устройство 10, позволяющими реализовать разработанный алгоритм обработки данных измерений и отобразить результаты в виде, удобном для восприятия судоводителем.

Использование: оперативного контроля непотопляемости судов в условиях эксплуатации. Сущность изобретения: измеряют угловые перемещения и ускорения при бортовой и килевой качке, определяют равновесные углы крена и дифферента, устанавливают случай затопления, прогнозируют среднюю осадку и метацентрическую высоту, классифицируют характер затопления и причину возникновения аварийного крена и дифферента, производят оценку аварийной остойчивости и осуществляют мероприятия по спрямлению судна и восстановлению остойчивости. Положительный эффект - повышение безопасности плавления. 3 ил.

СПОСОБ КОНТРОЛЯ НЕПОТОПЛЯЕМОСТИ СУДНА, заключающийся в измерении периода бортовой качки, осадки носом и кормой, курсового угла и скорости судна в условиях волнения и определении расчетом метацентрической высоты, отличающийся тем, что дополнительно измеряют амплитуды угловых перемещений и ускорений судна относительно продольной и поперечной его центральных осей.