СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОСТОЙЧИВОСТИ И СКОРОСТИ СУДНА Российский патент 1996 года по МПК B63B39/14 

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.

Известен способ контроля остойчивости, основанный на измерении периода бортовой качки и определении расчетом метацентрической высоты.

Изобретение направлено на повышение достоверности оценки безопасности эксплуатации судна за счет контроля остойчивости и скорости судна в условиях усиливающегося шторма.

Технический результат достигается тем, что дополнительно измеряют осадки носом и кормой, курсовой угол, скорость судна на нерегулярном волнении, скорость ветра, координаты места судна и расстояние до ближайшего порта-убежища.

На чертеже представлена обобщенная функциональная структурная схема устройства, реализующая предлагаемый способ.

Способ контроля остойчивости и скорости судна осуществляется следующим образом.

Измеряют период бортовой качки, осадки носом и кормой, курсовой угол, скорость судна на нерегулярном волнении, скорость ветра, координаты места судна и расстояние до ближайшего порта-убежища.

По данным измерений устанавливают:
1. Дисперсию волнового процесса
D_ζ S_ζ (σ, Φ)dσ где S_ξ ( σ Φ ) спектральная плотность волнения.

2. Высоту волны 3%-ной обеспеченности в условиях усиливающегося шторма
h*w

h_w + 0,0032 W² ( gt / W )^0,5 м (1) где h_w 5,28 D _ξ^0,5 измеренная по известному способу высота волны 3%-ной обеспеченности, м;
w скорость ветра, м/с;
g ускорение свободного падения, м/с²;
t время развития волнения, ч.

3. Фактические показатели остойчивости на волнении с высотой волны h^* h Δj, м, где h метацентрическая высота, полученная по известному способу при оценке остойчивости судна для высоты волны h_w в зависимости от глубины акватории H_w; при H_w ≥ 0,5 λ используют математические модели остойчивости судна на глубокой воде; при H_w < 0,5 λ на мелководье;
λ длина волны, м;
Δ h поправка, обусловленная влиянием изменения высоты волны на величину Δ h_w h*w

h_w
4. Потерю скорости судна на волнении
( Δ V / V )^* [ ( V_o V ) / V_o 10² +
+ d₀ + d₁ Φ + d₂ Φ² (2) где V_o скорость судна на тихой воде; V измеренная скорость судна на волнении высотой h_w; d_o 1,35 Δ h_w;d₁=1,10; Δ h_w;d₂ 0,36Δ h_w; Φ курсовой угол волны ( Φ= 0 на попутном волнении).

5. Время хода судна в порт-убежище
t 2 S / V [ 2 ( Δ V / V )^* · 10^-2 ч где S расстояние от места нахождения судна до порта-убежища, км (решение ведется методом итерация с учетом формул (1) и (2).

Устройство для осуществления способа содержит датчик 1 бортовой качки, датчики 2 и 3 для измерения осадок судна носом и кормой, датчик 4 скорости ветра, сигналы от которых через коммутатор 5, аналого-цифровой преобразователь 6, и интерфейс 7 поступают для дальнейшей обработки в ЭВМ 8, где осуществляются операции по анализу исходной информации, математическому моделированию исследуемой ситуации и прогнозированию остойчивости и скорости судна в условиях усиливающегося шторма, на основании которого с помощью экспертной системы 9, включающей базу данных 10, базу знаний 11, механизм вывода 12 и интерфайс с пользователем 13, производится оценка опасности ситуации и даются практические рекомендации по обеспечению остойчивости, которые совместно с данными моделирования демонстрируются на экране цветной графической станции 14 и выводятся на печать с помощью принтера 15. Данные о координатах места судна 16 и расстоянии до ближайшего порта-убежища 17 вводятся пользователем через клавиатуру ЭВМ.

Использование: оперативный контроль остойчивости и скорости при эксплуатации судна. Сущность: измеряют период бортовой качки, осадки носом и кормой, курсовой угол, скорость судна на нерегулярном волнении, скорость ветра, координаты места судна и расстояние до ближайшего порта-убежища, определяют дисперсию волнового процесса, высоту волны 3%-ной обеспеченности, фактические показатели остойчивости, потерю скорости на волнении и время хода судна в порт-убежище. 1 ил.

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОСТОЙЧИВОСТИ И СКОРОСТИ СУДНА, включающий измерение периода бортовой качки и определение расчетом метацентрической высоты, отличающийся тем, что при определении метацентрической высоты дополнительно измеряют осадки носом и кормой, курсовой угол, скорость судна на нерегулярном волнении, скорость ветра, координаты места судна и расстояние до ближайшего порта-убежища.