числе аварий и аварийных происшествий составляет около 15%. Учитывая необходимость их уменьшения, ИМО разработало

«Рекомендации по установке систем мониторинга нагрузок на корпусе для повышения безопасной эксплуатации судов, перевозящих сухие грузы навалом» (Maritime Safety Committee circular, MSC/Circ.646, 1994).

Побуждающим фактором для внедрения систем оценки мореходности на разных типах судов стало также ужесточение требований к анализу причин аварий. Так как конструктивные повреждения являются одним из видов аварий, то при разработке требований к судовому регистратору данных рейса (РДР) ИМО посчитало целесообразным внести в состав подлежащих регистрации параметров - ускорения и нагрузки на корпусе (резолюция ИМО А.861(20), 1997). Это требование влечет за собой необходимость установки на судах, которые должны быть оборудованы РДР (суда валовой вместимостью свыше 3000 р.т. и пассажирские суда), приборов или систем для измерения названных параметров.

7.2. Рекомендации ИМО по установке СМН.

Системы мониторинга нагрузок на корпусе ИМО рекомендует устанавливать на балкерах дедвейтом 20 тыс. тонн и более. Аппаратурное и программное обеспечение системы должно быть одобрено Администрацией. В приложении к циркуляру MSC/Circ.646 содержатся минимальные требования к СМН, которые освещены ниже.

Цель. Система мониторинга нагрузок на корпусе предназначается для обеспечения капитана и штурманского персонала информацией о параметрах качки и нагрузках на корпусе в процессе рейса и в течение погрузочных/разгрузочных операций.

Эта система должна рассматриваться как вспомогательное средство. Она не освобождает судоводительский состав от принятия решений по обеспечению безопасности судна и от ответственности.

Компоненты системы. ИМО предлагается следующая конфигурация СМН:

–датчики напряжений на корпусе,

–акселерометр для измерения вертикального ускорения на носу судна,

–два акселерометра в центральной части судна для измерения ускорений бортовой качки и поперечного смещения,

–микропроцессор,

–дисплей для представления информации датчиков и результатов ее обработки в удобном для оператора виде,

117

–устройство хранения данных для аккумулирования информации с целью ее статистической обработки.

Датчики напряжений устанавливаются на главной палубе около каждого грузового трюма и в местах возникновения при общем продольном изгибе максимальных сил сжатия и растяжения. Они должны измерять силы напряжения палубы в процессе рейса и при грузовых операциях.

Микропроцессор предназначен для интерпретации сигналов датчиков, для сравнения их с допустимыми граничными значениями, одобренными национальной Администрацией. Рекомендуется соединять его с компьютером для расчета погрузки с целью получения сведений о фазе погрузочных или разгрузочных операций (начальная, промежуточная, конечная). Процессор с помощью звуковых и визуальных средств должен сообщать о высоких уровнях нагрузки на корпусе, приближающихся к пороговым значениям.

Информация датчиков. Измерители напряжений на главной палубе должны учитывать температурный эффект и давать информацию о текущем и среднем значении нагрузки в месте их установки. На основе анализа этой информации должны формироваться предупреждения о возможности проникновения воды в трюма.

Требуется, чтобы сигналы от акселерометров характеризовали вертикальное и поперечное движение корпуса судна. На основе анализа этой информации должны вырабатываться предупреждения о возможности слеминга.

Контроль работы системы. В системе следует использовать средства, гарантирующие целостность получаемой информации. Проверки всей системы должны производиться через интервал времени, одобренный Администрацией.

7.3. Системы для оценки и оптимизации мореходности.

Кратко охарактеризуем теперь более совершенные средства, предназначенные для оценки, прогноза и оптимизации мореходности в процессе перехода и для контроля прочности корпуса при грузовых операциях. Они представляют собой системы информационной поддержки решений судоводителя по обеспечению безопасности судна в штормовых условиях.

118

Такая система использует для решения своих задач информацию приборов, перечисленных в рекомендациях ИМО к СМН, и данные других измерительных устройств. Среди них можно назвать:

–инклинометры для измерения ускорений, скорости и углов бортовой и килевой качки;

–приемник СНС для получения координат места, путевого угла и путевой скорости судна;

–датчик давления воды на уровне днища в носовой части для оценки погружения форштевня, слеминга;

–датчики параметров работы ГДУ (частоты вращения и упора винта, момента на валу, передаваемой мощности) для получения информации об изменениях сопротивлений движению судна и вращению винта;

–подсистему мониторинга параметров морского волнения по данным РЛС.

Мостик: Датчики: положения, путевого угла и скорости судна. Компьютер.

Акселерометры Датчики напряжения

Датчики

напряжения

Акселерометр

Машинное отделение: Датчики упора винта, момента на валу, мощности, частоты винта

Датчики давления воды

Рис.7.2. Расположение датчиков системы на судне.

Для примера на рис. 7.2 представлен набор датчиков, используемый в системе оценки мореходности фирмы «Scimar».

Существующие системы для оценки, прогнозирования и оптимизации мореходности в определенной степени отличаются друг от друга составом оборудования, перечнем решаемых задач, информационными ресурсами.

Типовая СОМ выполняет следующие функции:

119

–Постоянно измеряет параметры качки (вертикальное, боковое ускорения, углы бортовой и килевой качки, погружение носа и др.), силы сжатия/растяжения от общего продольного изгиба в различных местах на палубе. Сравнивает результаты измерений с допустимыми предельными значениями. Сигнализирует о превышении пороговых значений.

–Сохраняет результаты измерений, производит их статистический анализ.

–Показывает графики изменения измеряемых параметров за введенный оператором интервал времени.

–На основе обработки результатов измерений за время, порядка 20 минут, определяет высоту, период и направление волн.

–Оперативно предсказывает на следующие 20 минут параметры качки, вероятность слеминга, заливания, оголения винта.

–Вырабатывает рекомендации о благоприятных (с точки зрения мореходности) значениях курса и/или скорости для движения в условиях волнения.

–По введенным данным о предполагаемом новом курсе и/или скорости предсказывает параметры всех видов качки, нагрузки на корпусе, вероятность слеминга, заливаемости и оголения винта, величину падения скорости. Предупреждает, если предсказанные значения параметров превышают пороговые.

–Позволяет через каналы связи получать, сохранять в памяти и отображать на экране прогнозы погоды через 12 часов на время до 7 суток вперед.

–По прогнозу волнения, по данным о намеченном курсе и скорости находит прогностические оценки падения скорости, параметров всех видов качки, нагрузок на корпусе, определяет вероятность слеминга, заливания палубы и оголения винта. Сигнализирует, если результаты прогноза неблагоприятны для судна.

–Позволяет оформлять отчеты об условиях плавания и параметрах, характеризующих мореходность судна, на различных участках выполненного рейса.

Для примера на рис. 7.3 приведен экран СОМ фирмы «Litton Marine Systems» для представления результатов измерений и обработки данных о параметрах качки.

Если в состав СОМ входит подсистема мониторинга морского волнения по данным РЛС, то значения параметров волнения получаются практически в реальном масштабе времени (с запаздыванием 2 мин.).

Достоинства системы. Внедрение систем для оценки мореходности на судах повышает безопасность плавания, погрузки/выгрузки, и экономическую эффективность эксплуатации судов за счет:

•более точной и объективной оценки нагрузок на корпусе в условиях волнения по сравнению с традиционным методом;

•непрерывного контроля нагрузок при грузовых операциях;

120