СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СТАТИЧЕСКОЙ ПОСАДКИ ПОДВОДНОГО ОБЪЕКТА В НАДВОДНОМ ПОЛОЖЕНИИ В УСЛОВИЯХ КАЧКИ Российский патент 1996 года по МПК B63B39/00 

Изобретение относится к судостроению и касается вопроса определения параметров посадки подводного объекта, имеющего поперечные сечения корпуса, близкие к круговым, при плавании в надводном положении в условиях качки.

Известен способ определения параметров статической посадки подводного объекта в надводном положении в условиях качки, включающий измерение во времени параметров посадки, к которым относятся углы крена, дифферента и осадка, с помощью, преимущественно, демпфированных кренометра, дифферентометра и осадкомера, и вычисление параметров статической посадки (см. книгу Н. П. Муру Статика корабля, Л. "ВВМИОЛУ им.Ф.Э. Дзержинского", 1996 г. с. 515).

Испытания модели плавучего объекта на волнении, а также математическое моделирование процессов качки такого объекта показывают, что в случае нелинейных диаграмм остойчивости и плавучести средние во времени значения параметров посадки, измеренные при качке с помощью указанных приборов, могут не совпадать с параметрами посадки объекта на тихой воде.

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения параметров статической посадки указанного объекта в условиях качки.

Он достигается тем, что в способе определения параметров статической посадки подводного объекта в надводном положении в условиях качки, включающем измерение во времени параметров посадки, к которым относятся углы крена, дифферента и осадка, с помощью, преимущественно, демпфированных кренометра, дифферентометра и осадкомера, и вычисление параметров статической посадки, дополнительно измеряют средние во времени размахи углов крена, дифферента и осадки с помощью, преимущественно, недемпфированных кренометра, дифферентометра и трубного осадкомера, размещенных вблизи центра тяжести подводного объекта.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена блок-схема устройства, реализующего данный способ. Блок-схема содержит блоки θ-крена, j-дифферента и Т-осадки. Блок q включает в себя: демпфированный кренометр 1 с датчиком угла, недемпфированный кренометр 2 с датчиком угла, установленный около центра тяжести плавучего объекта, схему 3 определения среднего отклонения угла крена плавучего объекта на левый борт, схему 4 определения среднего отклонения угла крена плавучего объекта на правый борт, схему 5 определения статического угла крена i-го приближения, схему 6 определения зависимости i-го приближения поперечного восстанавливающего момента плавучего объекта от его угла крена, схему 7 сравнения, регистратор 8.

Блок j включает в себя: демпфированный дифферентометр 1 с датчиком угла, недемпфированный дифферентометр 2 с датчиком угла, установленный около центра тяжести плавучего объекта, схему 3 определения среднего отклонения угла дифферента плавучего объекта на нос, схему 4 определения среднего отклонения угла дифферента плавучего объекта на корму, схему 5 определения статического угла дифферента i-го приближения, схему 6 определения зависимости i-го приближения продольного восстанавливающего момента плавучего объекта от его угла дифферента, схему 7 сравнения, регистратор 8.

Блок Т включает в себя: демпфированный осадкомер 1 с датчиком осадки, недемпфированный трубный осадкомер 2 с датчиком осадки, установленный около центра тяжести плавучего объекта, схему 3 определения среднего отклонения осадки плавучего объекта вверх, схему 4 определения среднего отклонения осадки плавучего объекта, вверх, схему 4 определения среднего отклонения осадки плавучего объекта вниз, схему 5 определения статической осадки i-го приближения, схему 6 определения зависимости i-го приближения объемного водоизмещения плавучего объекта от его осадки, схему 7 сравнения, регистратор 8.

Способ измерения реализуется следующим образом.

Для плавучего объекта, имеющего нелинейные диаграммы остойчивости, плавучести и вследствие этого его несимметричной бортовой, килевой, вертикальной качки, средние значения углов крена, дифферента и осадки, измеренные демпфированными кренометром, дифферентометром и осадкомером, будут отличаться от статических углов крена, дифферента и осадки. При этом величина и знак отклонения измеренного значения каждого параметра посадки от статического значения неизвестны. Они зависят от характера соответствующих зависимостей поперечного, продольного восстанавливающих моментов и сил плавучести объекта от их аргументов, а также от интенсивности качки, характеризуемой средними размахами соответствующих видов качки и искомого соответствующего статического параметра плавучего объекта.

Для повышения точности определения параметров статической посадки плавучего объекта в условиях качки результат измерения корректируют в соответствии с предлагаемой формулой.

Для этого дополнительно к средним значениям измеряют и преобразуют в электрические сигналы средние размахи углов крена, дифферента и осадки объекта, соответственно .

Средние значения углов крена, дифферента и осадки, в пределах которых совершает колебания объект, обозначенные соответственно: , связаны со средними значениями параметров и их средними размахами соотношениями:

из которых следует

Значения соответственно получаем в схемах 3 и 4 по сигналам из 1 и 2. Далее в каждой из схем 6 по сигналам из 1, соответствующим , определяется соответствующая зависимость первого приближения поперечного, продольного восстанавливающих моментов и силы плавучести объекта [M(θ)]₁; [M(ψ)]₁; γ[V(T)]₁.. По каждой из таких зависимостей в схемах 5 из условия равенства работ поперечного, продольного восстанавливающих моментов, сил плавучести объекта находят параметры его статической посадки первого приближения (θ_ст)₁; (ψ_ст.)₁; (T_ст.)₁ по формулам:



После чего по (θ_ст)₁; (ψ_ст.)₁; (T_ст.)₁ в схемах 6 определяют [M(θ)]₂; [M(ψ)]₂; γ[V(T)]₂; зависимости во втором приближении, далее в схемах 5 определяются параметры статической посадки объекта во втором приближении также из условия равенства работ по формулам



Такой итерационный процесс осуществляется до тех пор, пока схемы сравнения 7 не остановят его из соответствующего условия:
(θ_ст)_i-(θ_ст)_i-1≅ Δθ
(ψ_ст)_i-(ψ_ст)_(i-1)≅ Δψ
(T_ст)_i-(T_ст)_(i-1)≅ ΔT
где Δθ; Δψ; ΔT наперед заданное значение расхождения параметра статической посадки объекта для двух его последовательных приближений. При соблюдении такого условия соответствующий сигнал из схемы сравнения 7 выводится на регистратор 8.

Использование: судостроение, касается вопроса определения параметров посадки подводного объекта, имеющего поперечные сечения корпуса, близкие к круговым, при плавании в надводном положении в условиях качки. Сущность изобретения: в способе определения параметров статической посадки плавучего объекта, включающего измерение и преобразование в электрические сигналы средних во времени параметров, посадки, к которым относятся углы крена, дифферента и осадки, дополнительно измеряют и преобразуют в электрические сигналы средние размахи углов крена, дифферента и осадки. После этого по каждой паре электрических сигналов, соответствующих средним во времени параметру посадки и его размаху, определяют средние отклонения этого параметра, в пределах которых колеблется объект, также по сигналам среднего и продольного восстанавливающих моментов и плавучести объекта, каждую в первом приближении. Затем по каждой из этих зависимостей и в пределах вышеопределенных средних отклонений находят в первом приближении соответствующий параметр статической посадки объекта из условия равенства работ соответственно поперечного, продольного восстанавливающих моментов, сил плавучести объекта. После этого по этим статическим параметрам первого приближения определяют указанные аналогичные зависимости поперечного, продольного восстанавливающих моментов и плавучести объекта во втором приближении и на основе этих зависимостей и в тех же пределах средних отклонений их аргументов, а также из условия равенства указанных работ, находят параметры статической посадки объекта во втором приближении, причем такой итерационный процесс осуществляют по каждому из параметров посадки до тех пор, пока расхождения статического параметра для двух последовательных приближений не будут превышать наперед указанных значений. 1 ил.

Способ определения параметров статической посадки подводного объекта в надводном положении в условиях качки, включающий измерение во времени параметров посадки, к которым относятся углы крена, дифферента и осадка, с помощью преимущественно демпфированных кренометра, дифферентометра и осадкомера, и вычисление параметров статической посадки, отличающийся тем, что дополнительно измеряют средние во времени размахи углов крена, дифферента и осадки с помощью преимущественно недемпфированных кренометра, дифферентометра и трубного осадкомера, размещенных вблизи центра тяжести подводного объекта.