- •Введение
- •Основные обозначения
- •1. Общие сведения
- •1.1. Ветроволновые воздействия и виды реакции судна на них
- •1.2. Опасности штормового плавания
- •1.2.1. Особенности качки.
- •1.2.2. Проблемы движения против волн
- •1.2.3. Опасности плавания по волне
- •1.2.4. Нагрузки на движительную установку и корпус
- •1.2.5. Основные факторы, влияющие на интенсивность качки
- •Следует также отметить, что с ростом скорости судна ускорения, скорости, угловые и линейные перемещения корпуса, сила ударов волн и интенсивность других неблагоприятных явлений в общем случае увеличиваются.
- •1.3. Мореходность судна и ее обеспечение
- •1.4. Критерии мореходности и режимы штормового плавания
- •1.5. Основные виды контроля мореходности в рейсе
- •2. Характеристика морского волнения
- •2.1. Виды волнения
- •2.2. Регулярное волнение
- •2.3. Нерегулярное двумерное волнение
- •2.4. Нерегулярное трехмерное волнение
- •2.6. Наблюдаемые на судне параметры волнения
- •3.1. Назначение и состав АСКМ
- •3.2. Функциональные возможности систем
- •3.3. Отображение информации в АСКМ
- •4. Датчики информации АСКМ
- •4.1. Устройства для измерения параметров воздействий среды
- •4.1.1. Датчики ветра
- •4.1.2. Определители параметров волнения
- •4.2. Измерители параметров движения судового корпуса
- •4.2.1. Инерциальные датчики угловых параметров качки
- •4.2.2. Инерциальные устройства для измерения линейных параметров качки
- •4.2.3. Комбинированные инерциальные датчики
- •4.2.4. Спутниковые измерители параметров движения корпуса судна
- •4.3. Датчики напряжений корпуса судна и гребного вала
- •4.3.1. Резисторные измерители напряжений
- •SBSG
- •LBSG
- •4.3.2. Волоконно-оптические тензометры
- •4.3.3. Датчики давления
- •4.5.1. Основные виды данных о погоде
- •4.5.2. Компьютерный учет гидрометеорологической информации на судах
- •5. Теоретические основы расчета мореходности
- •5.1. Программные средства для расчетов параметров мореходности
- •5.2.1. Понятие линейной динамической системы
- •5.2.2. Линейная система с детерминированными сигналами
- •5.2.4. Линейная динамическая система с недетерминированными сигналами
- •6. Понятие о методах выбора оптимального плана перехода
- •7. Образцы судовых АСКМ
- •7.1. Система мониторинга параметров мореходности «HULLMOS»
- •7.3. Система для оценки и оптимизации мореходности «VOSS»
- •7.5. Интегрированная морская система поддержки решений «IMDSS»
- •8. Достоинства систем контроля мореходности судна
- •Список литературы
- •6. Понятие о методах выбора оптимального плана перехода
5. Теоретические основы расчета мореходности
Существует три основных направления получения значений показателей мореходности: измерение, вычисление по данным о ветре и волнении, измерение и вычисление. Наиболее эффективным является третье направление. Для оценки, прогноза и оптимизации мореходности в АСКМ наряду с измерениями параметров реакции судна на волнение широко используются расчетные методы. Они базируются на трудах многих ученых: А.Н.Крылова, С.Н.Благовещенского, В.Г.Власова, Ю.Л.Воробьева, Л.М.Ногида, Ю.В.Ремеза, В.Г.Сизова, Г.Е.Павленко, М.Д. Хаскинда, И.К.Бородая, Д.В.Кондрикова, В.Б.Липиса, В.В.Луговского, В.А.Некрасова, Ю.И.Нечаева, Ю.А.Нецветаева, Неймана, Конолли, Льюиса, Очи, Тасаки и других. Алгоритмы расчета параметров мореходности выгодно дополняют измерительную аппаратуру АСКМ. С их помощью повышается точность и надежность оперативных оценок безопасности судна, прогнозируются параметры качки, обеспечивается нахождение элементов движения корпуса и нагрузок на нем в тех местах судна, где невозможно установить измерительные устройства, и решаются другие задачи.
Для вычисления реакции судна на ветроволновые воздействия в АСКМ обычно используется метод плоских сечений, называемый за рубежом Strip Theory. Базовые принципы этой теории были впервые опубликованы М.Д. Хаскиндом, разрабатывались Салвенсеном, Таком и Фалтинсеном. Для ее формирования большое значение имели труды А.З.Салькаева, Я.М.Элиса, Урселла, Тасаи, Франка, Кейла, Неймана, Икеда и других исследователей. В теории плоских сечений предполагается, что проблема движения судна на волнении является линейной или может быть линеаризована. Для вывода уравнений, связывающих параметры мореходности с волновым профилем, судно разделяется на 20–30 поперечных секций, для которых рассчитываются гидромеханические коэффициенты и возмущающие волновые нагрузки. Для
144