Система управления ветроходом Советский патент 1985 года по МПК G05D1/00 

Изобретение относится к судострое нию, в частности к управлению судном снабженным парусным вооружением (вет роходом), Цель изобретения - повьшение скорости ветро ода и точности стабилизации угла его курса. На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемой системы управления ветроходом;-ра фиг. 2 - графическое- изоб5;ажение углов установки паруса, углов атаки паруса, Kypta судна. Система управления ветроходом содержит задатчик 1 курса, первый элемент 2 сравнения, датчик 3 курса, суммирующий усилитель 4, датчик 5 угла перекладки руля, датчик 6 угла перекладки паруса, датчик 7 направления вымпельного ветра, вычитатель 8, задатчик 9 угла атаки паруса, вто рой элемент 10 сравнения, усилитель 11 мощности. Работа системы автоматического управления ветроходом основана на следующем. I . Оптимальные углы установки паруса относительно диаметральной плос кости (ДП) судна (фиг. 2), соответствующие различным кур совым углам Q судна, при которых обеспечивается максимальная тяга по курсу судна, можно определить, имея результаты продувки (поляры) в аэродинамической трубе данного типа парусов. На движущийся ветроход кроме истинного ветра (относительно неподвизкных пред метов), скорость которого V, действует встречный поток воздуха, скорость которого по величине равна . скорости хода ветрохода - V , по нап равлению противоположна ей. При истинной V и курсовой - Vf ветры складываются геометрически, образуя вымпельный ветер, перемещающийся относительно ветрохода со скоростью W Для графического определения оптимальных углов атаки паруси оС при раз личных курсах в судна по отношению к направлению вымпельного ветра необходимо к лучу, представляющему направление движения судна с курсовым углом S , провести перпендикулярную прямую, которая будет в то же время кacateльнoй к кривой поляры, Задан22ный угол атаки определяется точкой касания кривой поляры и перпендикуляра. Текущее значение угла атаки определяется по формуле, oi Q- . Производя аналогичные построения для различных курсовых углов б . можно найти наивыгоднейшие углы атаки паруса. При этом легко убедиться, что при всех острых углах и вплоть до курса бакштаг наивыгоднейшие углы атаки очень близки и для практических целей могут считаться равными некоторой постоянной величине. Следует учесть, что этот ветровой режим является преобладающим для ветроходов, скорость которых должна быть не ниже судов аналогичного назначения, но без вспомогательного парусного вооружения. Данная система создана исходя из того, что для обеспечения наиболь-. ших скоростей при обеспечении требуемой стабилизации ветрохода на заданном курсе необходимо поддерживать постоянным заданный угол атаки паруса при одновременном вводе в авторулевой корректирующего Сигнала по углу перекладки паруса. Система управления ветроходом работает следующим образом. Заданное значение величины угла , курса ветрохода подается с задатчика 1 курса для сравнения с величиной истинного угла курса ветрохода, получаемого с датчика 3 курса, на первый элемент 2 сравнения. Результат сравнения сумЬшруется на суммирующем усилителе 4 мощности с сигналами с датчика 5 угла перекладки руля и с датчика 6 угла перекладки паруса. Сигнал с суммирующего усилителя 4 мощности подается на исполнительный механизм рулевого, привода. Заданное значение величины угла атаки паруса подается с задатчика 9 угла атаки паруса для сравнения с величиной истинного угла атаки, получаемого с выхода вычитателя 8 путем вычитания сигналов с датчика 7 направления вымпельного ветра.и с датчика 6 увла перекладки паруса, на второй элемент 10 сравнения. Результат сравнения усиливается в усилителе 11 мощности. Сигнал с усилителя 11 мощности подается на исполнительный механизм привода паруса.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЕТРОХОДОМ, содержащая датчик и задатчик курса, выходы которых подключены к соответствующим входам первого элемента сравнения, связанного выходом с первым входом суммирующего усилителя, датчик угла перекладки руля, выход которого соединен с вторым входом суммирующего усилителя, последовательно соединенные второй элемент сравнения и усилитель мощности, а также датчик направления вымпельного ветра, отличающаяся тем, что, с целью повьщ1ения скорости ветрохода и точности стабилизации угла его курса, она содержит последовательно соединенные датчик угла перекладки паруса и вычитатель, а также задатчик угла атаки паруса, выход которого подключен к первому входу второго элемента сравнения, второй вход которого связан с выходом вычиQ тателй, соединенного вторьтм входом € с выходом датчика направления вым(Л пельного ветра, причем третий вход суммирзтзщего усилителя подключен к второму выходу датчика угла перекладки паруса. ю о QO О