Способ контроля остойчивости судна

)5 В 63 В 39/14 ГОСУДАРСТВЕННО Е ВЕДОМСТВО СССР ГОСПАТЕНТ СССР) НТН ОБ ОПИСАНИЕ ИЗК АВТО РС КО МУ С В ИДЕТЕЛ Ь СТВУ 21) 4867388/11(56) Найденов Е.В, Контроль посадки и остойчивости судна. М.: Транспорт, 1983.Куров Б.Н., Семенов Л.А. Автоматизированная система контроля посадки и остойчивости судна, Судостроение, 1987, М 3.Патент США %3982424, кл. В 63 В 9/08, опублик. 1976.(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОСТОЙЧИВОСТИ СУДНА(57) Использование: эксплуатация судов. Сущность изобретения; способ контроля остойчивости судна включает в себя измереИзобретение относится к эксплуатацийсудов,Традиционный расчетный метод определения остойчивости, основанный на составлении и проверке грузового йланапутем расчета моментов инерцийРазмеща-"емых на борту грузов, неточен из-,за больших погрешностей в определении масс икоординат центров тяжести принятйх грузов, запасов и балласта, особенно разно-родных по своему составу.В настоящее время существуют прямоте"метОды определения остойчивости судна,основанные на вычислении его йачальйойметацентрической высоты по непосредственно измеряемым параметрам, от котбрйх "она зависит, например способ и его модификации, основанные на и"кусственномкреновании судна путем приема в креновыецистерны заборной воды или перемещениина один из бортов грузов, масса которых ние параметров свободной бортовой качки, вычисление метацентрической высоты Нм и сравнение полученного значения с порогом, Измерение параметров свободной бортовой качки осуществляют электромагнитными волнами, направленными перпендикулярно диаметральной плоскости судна. Далее производят частотное детектирование принятых отраженных сигналов и измеряют частоту модуляции. Начальную метацентрическую высоту вычисляют по формуле Нм = ( С В/2 ж Й), где С - известный числовой коэффициент, зависящий от типа и водоизмещения судна; В - ширина ватерлинии в районе мидельшпангоута; Й - частота модуляции радиосигнала, отраженного от судна. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.известна точно, измерении разности угловкрена до и после кренования и вычислении начальной метацентрической высоты по известной формуле,Известен также способ основанный на-измерейииперйода собственнйх колебаний судна с помощью прецизионного гироскопа с маятниковой коррекцией, включенного в электрическую схему между обмотками электрического генератора, после чего по известной формуле вычисляется начальная метацентрическая высота.Недостатком данного способа, как и предыдущих, является то, что он не позволяет производить контроль остойчивости судна дистанциойноибез использования . оперативных данных о значении тех или иных параметров, необходимых для расчета начальной метацентрической высоты и получаемых от лиц судовой команды, которые могут оказаться необъективными, Таким образом, данный способ недостаточно достоверен.Цель изобретения - повышение достоверности данных об остойчивости судна, путем обеспечения дистанционного ее контроля.Поставлейнаяцель достигаетсяв частности, за счет измерения параметров свободной бортовой качки с помощью излучения злектроматнитных волн перпендикулярно диаметральной плоскости судна, частотного детектирования принятых отраженных сигналов и измерения частОты их модуляцйи.;СущностЬ изобретейия состоит в следующем, Период свободной бортовой качки Тв при слабом волнении связан с начальной метацентрической высотой Нм соотношением,Нм = (С В/Тб)2 (1) где С - известный числовой коэффициент, зависящийот типа и водоизмещения судна;В - ;ширина ватерлинии в районе мидельшпангоута.С другой стороны, он может быть найден локационными методами: положение судна, колеблющегося с.борта,на борт, может быть описано мгновенным значением его угла крена а: а(т)= съ зп(Й 1+яР),(2) Р - ф" .соз(Йт+д 7)2 ап1-внЙ,(4) где сЪ - амплитуда бортовой качки;Й- ее круговая частота;О- начальная фаза качки.Из выражения (2) по формуле Эйлерач(т) = а(т).Ьр,где .вр - расстояние от колеблющейся точкиат оси вращения (штрих означает производную по времени),находят линейную скорость перемещенияэлементов настроек и мачт судна;сы 3-ер Йсоз( Й1+до (3)С учетом формулы, связывающей скорость перемещения обьекта со сдвигом допле ровской частоты Рд отраженного от негорадиолокационного сигнала,2 чгРд = - ,.н,сгде ч - радиальная составляющая скоростиперемещения обьекта;с - скорость света в воздухе;Ь - несущая частота зондирующего сигнала.Из выражения (3) получают40 45 50 55 демодулятор; 4 - измеритель частоты; 5 - умножитель; 6 - блок сменных констант; 7 - квадратор; 8- устройство сравнения с.порогом,ьРадиолокационный сигнал излучается на несущей частоте 1 передатчиком 1 в направлении, перпендикулярном диаметраль- ной плоскости судна, и после отражения от последнего принимается приемником 2. Свыхода приемника сигнал поступает на вход частотного демодулятора 3, где происхОдит выделение частотной огибающей принятого радиолокационного сигнала, которой тот оказался промодулирован при отражении от судна в результате качки последнего. С выхода частотного демодулятора 3 сигнал с несущей частотой, равной частоте модуляции Й, поступает на вход измерителя частоты 4, с выхода которого снимается сигнал, пропорциональный численному значению Таким образом, в результате качки судна доплеровская частота отраженных от него зондирующих сигналов РЛС приобретаетгармоническую зависимость от времени с5 частотой, совпадающей с частотой качки,Помимо бортовой качки судно испытывает также килевую, которая ввидубольшого сопротивления воды имеет преимущественно характер вынужденных 10 колебаний с частотой, определяемой состоянием морской поверхности, Суммарныеколебанйя судйа при произвольном ракурсеего колебаний представляют собой супер- позицию обоих колебаний. Однако, если ло цировать его "в борт", килевая качка невнесет вклада в доплеровский спектр отраженного радиолокационного сигнала, иможно применять формулу (4). Для этого необходимо размещать радиолокатор на тра версе проходящих судов.В итоге несущая частота зондирующихсигналов РЛС, отраженных от качающегосяперпендикулярно лучу судна, оказываетсяпромодулирована доплеровской частотой,25 изменяющейся по гармоническому закону(4). Для выделения частоты бортовой качкинеобходимо выполнить частотную демодуляцию принятого сигнала и измерить частоту модуляции, связанную с периодом качки30, по формулеГ2 йЗатем с помощью соотношения (1) опреде- .ляется начальная метацентрическая высота35 судна Нм, которая сравнивается с заданнымпорогом,Пример техническбй реализации предложенного способа приведен на чертеже:,;,1 - передатчик; 2 - приемник; 3 - частотный1782863 Формула изобретения Составитель А.Строков Редактор Г,Бельская Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончаковаказ 4484 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 101 тент", г. Ужгород, ул,Гага льский комб изводственноизмеренной частоты. Этот сигнал поступает на первый вход умножителя 5. На второй вход умножителя 5 подается сигнал с выхода блока сменных констант 6, численно равный произведению 2, где С и В -СВ2 кчисловые параметры, являющиеся паспортными характеристиками судна и вводимые в блок сменных констант 6 вручную, перед началом измерения. С выхода умножителя 5 сигнал, пропорциональный Й, постуСВ2 дпает на вход квадратора 7, где он квадриру ется, а результат с выхода квадратора 7 подается на вход устройства сравнения с порогом 8, где он сравнивается с заданным порогом, соответствующим значению безопасной для плавания начальной метацентрической высоты, и определяется запас остойчивости контролируемого судна, Возможность дистанционного измерения начальной метацентрической высоты при значении только основных паспортных данных этого типа судна дает воэможность проводить контроль его остойчивости вне порта и делает его независимым от информации о значении тех или иных необходимых для расчетов параметров, сообщаемых лицами судовой команды, и, как следствие, более достоверным,1. Способ контроля остойчивости судна,включающий измерение параметров сво бодной бортовой. качки, вычисление начальной метацентрической высоты Нм и сравнение полученного значения с порогом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности данных об ос тойчивости судна путем обеспечения дистанционного ее.контроля, измерение параметров свободной бортовой качки осуществляют электромагнитными волнами направленными перпендикулярно к диамет ральной плоскости судна, производятчастотное детектирование принятых отраженных сигналов и измеряют частоты модуляции. 20 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что начальную метацентрическую высоту вычисляют по формуле: