книги из ГПНТБ / Березин С.Я. Системы автоматического управления движением судов по курсу

При ч а с т и ч н о й а в т о м а т и з а ц и и система автоматиче­ ского управления движением судна по курсу обеспечивает стаби­ лизацию судна на курсе, а также изменение курса на определен­ ную величину по заданию оператора, т. е. выполняет функции современных авторулевых. Этот уровень автоматизации сохра­ нится и в будущем для мало- и среднетоннажных судов, для кото­ рых разработка системы комплексной автоматизации судовожде­ ния может быть экономически не оправдана. Перспективной для этой категории судов является разработка электронных схем авто­ рулевых с использованием полупроводниковых и логических эле­ ментов, а также создание автономных универсальных самона­ страивающихся систем по типу польской системы TS, описанной

в § 4.

Другим перспективным направлением является расширение функций авторулевых за счет использования информации от дру­ гих судовых навигационных систем.

Современные суда оборудуются целым комплексом электрорадионавигационных приборов и систем, обеспечивающих судово­ дителя всей необходимой информацией для управления судном в различных условиях плавания. Однако человек не всегда в со­ стоянии своевременно и правильно оценить и использовать эту информацию, что снижает эффективность управления.

Функции авторулевого могут быть значительно расширены, если связать его не только с гирокомпасом, но и с некоторыми другими электрорадионавигационными приборами. Например, связав авторулевой с гидролокатором, можно получить систему, которая позволит автоматически менять курс при появлении под­ водной опасности на пути движения судна. В настоящее время ве­ дутся работы по созданию системы автоматического расхождения судов в открытом море. Эта система будет работать от судовой радиолокационной станции, позволяющей определять пеленг и рас­

ственно в авторулевой или на специальный индикатор. Авторуле­ вой в этом случае должен иметь программирующее устройство, позволяющее менять курс судна на любую заданную величину от О до 180° с последующим автоматическим возвращением судна на прежний курс после ликвидации опасной ситуации.

На рис. V.10 в качестве примера комплексного использования навигационной информации показана предложенная одной из фирм США упрощенная структурная схема системы, которая обеспечивает стабилизацию судна на заданном курсе с использо­ ванием гирокомпаса ГК и специального гиротахометра ГТ, а также осуществляет автоматическое управление судном при расхожде­ нии со встречными судами по сигналам от специального радиоло­ кационного устройства и плавание судна по дуге большого круга

рости поворота судна НИ, работающий от гиротахометра или гирокомпаса, существенно облегчает ручное управление судном при маневрировании.

Для судов промыслового и вспомогательного флотов могут быть созданы специальные схемы авторулевых, выполняющих те или иные специфические задачи управления судном. Так, на­ пример, в ФРГ разработана система автоматического управления рулевым приводом судна, связанная с эхолотом. Она предназна­ чена для установки на рыболовных судах и используется при тра­

лении [31].

Одной из задач дальнейшего совершенствования САУ движе­ нием судна по курсу является дальнейшая работа по технико-

Рис. V.10. Упрощенная структурная схема САУ дви­ жением судна по курсу при комплексном использова­

эстетическому оформлению пультов управления систем автомати­ ческого управления движением судов по курсу с учетом новейших требований инженерной психологии.

Органы управления и настройки авторулевых, а также их ин­ дикаторные устройства должны быть спроектированы так, чтобы

отрицательной обратной связи системы на фиксированную, преду­ смотрев три положения переключателя: «Порожнем», «В бал­

ласте» и «С грузом».

Следует отметить, что автоматизация отдельных процессов су­ довождения, осуществляемая с помощью различных приставок к существующим приборам, значительно усложняет электрорадионавигационное оборудование судов и его эксплуатацию, не ре­ шая при этом задачу автоматического управления судном

в целом.

Для резкого повышения безопасности мореплавания, сокраще­ ния потерь ходового времени, уменьшения обслуживающего пер­ сонала и облегчения труда плавсостава необходимо разработать

250

В качестве примера использования ЭЦВМ в системе автомати­ ческого управления движением судна по курсу может служить многоцелевой вычислительный комплекс, установленный в 1969 г. на шведском танкере «Sea Sovereign» дедвейтом 210 000 т. ЭЦВМ этого комплекса имеет набор программ, обеспечивающих решение ряда задач по управлению судном, в том числе таких, как форми­ рование оптимальных сигналов управления при автоматической стабилизации судна на курсе с учетом его загрузки, скорости хода, а также динамических характеристик управляемости. При этом судно удерживается на курсе с большей точностью, чем это может сделать обычный авторулевой, и одновременно снижается количе­ ство перекладок руля и их амплитуда. ЭЦВМ облегчает задачу ручного управления крупнотоннажным танкером, решая уравне­ ния движения судна по курсу с учетом его скорости хода, осадки и других факторов и выдавая на специальный экран, установлен­ ный рядом с пультом управления авторулевого, графическое изо­

определить требуемый угол перекладки руля. Опыт эксплуатации этого танкера показал, что использование ЭЦВМ в системе уп­ равления движением судна по курсу дает дополнительный техни­ ко-экономический эффект по сравнению с обычным авторулевым

[30, 45].

Специализированная комплексная система автоматизации про­ цессов судовождения разработана норвежской компанией Noratorn— Norcontrol. Навигационно-вычислительный комплекс этой системы Data Bridge, состоящий из трех подсистем: Data Sailing, Data Radar и Data Pilot, обеспечивает оптимальное управление движением судна по курсу и по заданной траектории, а также плавание по дуге большого круга с автоматическим вводом сигна­ лов коррекции в авторулевой [30].

Однако на первом этапе внедрения комплексной автоматиза­ ции судовождения оперативное управление судном по курсу при расхождении со встречными судами и при плавании в узкостях будет осуществляться вручную. В дальнейшем, при повышении эксплуатационной надежности ЭЦВМ и средств определения коор­ динат судна, а также при повышении точности последних воз­ можна автоматизация и этих операций.

Дальней перспективой является создание п о л н о с т ь ю а в т о ­ м а т и з и р о в а н н ы х крупнотоннажных судов, управление ко­ торыми от порта до порта будет производиться без участия чело­ века. Экипаж, состоящий из нескольких человек, на этих судах будет осуществлять только контроль за исправностью автоматиче­ ских систем. На этом этапе автоматизации должна быть создана единая система автоматического управления по скорости и на­ правлению движения судна, обеспечивающая минимум эксплуата­ ционных затрат благодаря оптимизации процессов управления.

252

Приложение

Ф у н к ц и я Р * ( О ) * )

25 4

Продолжение прилож.

255

Продолжение прилож.

256

Продолжение прилож.

Функция Q* (со*)

2 57

Продолжение прилож.

2 58