Способ контроля остойчивости судна

 

Использование: в судостроении, для контроля остойчивости судна в условиях эксплуатации. Сущность изобретения: измеряют период бортовой качки, осадку носом и кормой, кажущийся период волны, курсовой угол, скорость судна, период колебательного движения судна относительно поперечной центральной оси и напряжения, действующее на миделе в контролируемом сечении по правому и левому бортам верхней палубы. 2 ил.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к способам контроля остойчивости судна в условиях эксплуатации, и может быть использовано при создании навигационных экспертных систем.

Известен способ контроля устойчивости, 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 низкая достоверность контроля безопасности судна в экстремальных ситуациях, особенно при резкой качке и интенсивных динамических нагрузках на корпус судна.

Цель изобретения повышение достоверности оценки безопасности эксплуатации судна.

Сущность изобретения: дополнительно измеряют период колебаний судна относительно поперечной центральной оси и напряжения, действующие по обеим бортам верхней палубы в плоскости миделя.

На фиг. 1 представлена структурно-функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 схема выбора оптимального курсового угла.

Способ контроля остойчивости судна осуществляют следующим образом.

Измеряют курсовой угол волны, скорость судна, осадки носом и кормой и одновременно производят регистрацию периодов колебаний судна относительно продольной и поперечной центральных осей и напряжения, действующие по бортам верхней палубы в плоскости миделя.

По данным измерений устанавливают: водоизмещение, кажущийся период и фактическую метацентрическую высоту и производят оценку ситуации путем сопоставления фактических показателей остойчивости, качки и прочности с допустимыми значениями по условиям: h<h, >_кр, W, (1) где h_кр критическая метацентрическая высота; и _кр фактическое и допустимое напряжения; W=(0,7-1,3) или (0,7-1,3) ; и периоды бортовой и килевой качки судна; область допустимого изменения курсового угла волны _доп= 15^о, внутри которой выделяют зоны неблагоприятных курсовых углов, определенных условиями (1); метацентрическую высоту h(), действующие напряжения () и полное гидродинамическое сопротивление R() в диапазоне _доп , (2) где f₁()=а₁+а₂ ²+а₃ ³+а₄ ⁴+а₅ ⁵+а₆ ⁶; f₂()=b₁ ²+b₂ ³+b₃ ⁵+b₄ ⁶+b₅ ⁷+ +b₆ ⁹; f₃( )=c1* +с₂(*)³+c₃(*)⁴+ с₄(*)⁵+
+ с₅(*)⁶+с₆(*)⁹[1+f(_R)][1+f(_q)] а₁=-0,13, а₂=-0,29, а₃=0,50, а₄=-0,10, а₅=0,006, а₆=-0,002; b₁=-1,58, b₂=1,03, b₃=-0,061, b₄=-0,03, b₅=0,013, b₆=-0,00027; c₁=3,34, c₂=-2,60, c³=0,54, c₄=0,19, c₅=0,0402, c₆=-0,0048; =0 соответствует движению судна на попутном волнении, а *=0 на встречном волнении; при *= 3 /2- f₃()=f₃(*=3 /2)=const; ₁ и ₂ напряжения от общего изгиба корпуса на волнении, установленные при положении судна вразрез волнам и лагом к волнению; f(_R)=3(_R-0,9); _R=(1,2-0,1 ^1/2)-(2,9 ^1/2-1,9)Fr; Fr= V/(gL)^1/2; g ускорение свободного падения; L длина судна; f(_q)= -1,05q*+0,78(q*)²; q*=q-0,3; q=q_o(10h_3%/L); q_o=1,0 для развитого, q_o= 0,7 для развивающегося и q_o=1,5 для волнения зыби; h_3% высота волны 3%-ной обеспеченности; R_о сопротивление судна на тихой воде; R дополнительное сопротивление на встречном волнении; коэффициент полноты ватерлинии;
оптимальные значения курсового угла _орt и скорости судна V_орt, соответствующие минимуму полного гидродинамического сопротивления на участке _доп (при отсутствии указанного минимума принимают наименьшую величину сопротивления за пределами выделенных по условиям (1) зон неблагоприятных курсовых углов), где V_opt=V+ V; V скорость; V=[(R/R*)^1/3-1] приращение скорости, вызванное снижением сопротивления; R и R* значения сопротивления при курсовых углах и _opt.

Устройство содержит датчики курсового угла 1 и скорости судна 2, значения которых вводят в ЭВМ 10 с помощью дисплея 11, датчики периодов колебательного движения судна относительно продольной 3 и поперечной 4 центральных осей, датчики 5 и 6 давлений, характеризующие осадки судна носом и кормой, датчики напряжений по правому 7 и левому 8 бортам верхней палубы в плоскости миделя, сигналы от которых поступают на вход программно-управляющего модуля 9 преобразования исходной информации и ввода ее в ЭВМ 10 с цветным графическим дисплеем 11 и принтером 12.

Формула изобретения

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОСТОЙЧИВОСТИ СУДНА, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности оценки безопасности эксплуатации судна, дополнительно измеряют период колебаний судна относительно поперечной центральной оси и напряжения, действующие по бортам верхней палубы в плоскости миделя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2