Система управления судном на подводных крыльях

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СонетскииСоциалистическиеРеспублик(23) Приоритет во делан изобретений и открытий(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СУДНОМ НА ПОДВОДНЫХ КРЫЛЬЯХИзобретение относится к области автоматического управления движением судов и может быть использовано при создании систем автоматической стабилизации и управления движением сов 5 ременных скоростных судов, в частноссти судов на автоматически управляемых подводных крыльях. Известна система автоматического упраерения судном на подводных кры 1 О льях 1,1) по угловым и линейным координатам движения - крену, дифференту, высоте центра тяжести и т,д.Эта система имеет в своем составе15 каналы управления, каждый из которых формирует сигнал управления по одной координате и подключен выходом ко входам исполнительных приводов поворота соответствующих органов управления - закрылков или рублей.Однако при действии больших возмущений в этой системе не в полной мере используются возможности орга,нов управления для обеспечения безопасности движения судна,Ближайшей к изобретению по технической сущности является система автоматического управления судном на подводных крыльях 21, содержащая каналы управления по крену, дифференту, высоте центра тяжести и курсу, а также приводы поворота органов управления - четырех закрылкое носового крыла, двух закрылков кормового крыла и двух вертикальных рулей. Выходы каналов управления по крену и высоте центра тяжести подключены ко входам приводое поворота носовых закрылков, выход каналов управления по дифференту - ко входам приводов поворота кормовых закрылков, а выход канала управления по курсу - ко входам приводов поворота вертикальных рулей.Каждый канал управления совместно с подключенными к нему исполнительными приводами и органами управленияпри работе образует замкнутый контур регулирования через объект судно), обеспечивая автоматическую стабилизацию и управление соответсвующей координатой движения, Таким образом, судно на подводных крыльяхпри движении в основном режиме автоматически стабилизируется по четырем координатам - трем угловым - крену, дифференту и курсу и линейнойвертикальному перемещению.Однако перечисленные координатыдалеко не в равной мере влияют набезопасность движения судна. Наибольшую опасность для судна представляют,большой крен на любой борт, поскольку это связано с возможной потерейостойчивости, и отрицательный дифферент 1 на нос), поСкольку он можетпривести к резкому переходу судна вводоизмещающий режим, сопровождающийся значительными ударными нагрузками,воздействующими не только на корпус,но и на надстройку,Недостатком известной системы является то, что в ней не в полной мереиспользуются управляющие возможностивсех органов управления для предотвращения возможного недопустимогоухудшения стабилизации судна по аварийно опасным координатам.Целью изобретения является повышение безопасности движения судна.Эта цель достигается тем,что в систему, содержащую каналы управления покрену и высоте центра тяжести, выходыкоторых подключены соответственно кпервым и вторым входам приводов левыхи правых носовых закрылков, канал управления по дифференту,выход которого подключен к первым входам приводовлевого и правого кормовых эакрылков,и канал управления по курсу, выходкоторого соединен с первыми входамиприводов левого и правого вертикальных рулей, введены первое, второеи третье звеньяс зоной нечувствительности. Вход первого звена с зоной нечувствительности подключен квыходу канала управления по дифференту, а выход - к третьим входам приводов левых и правых носовых эакрылков.Вход второго звена с зоной нечувствительности подключен к выходу каналауправления по крену, а выход - квторым входам приводов левого и правого кормовых эакрылков. Вход третьего звена с зоной нечувствительности,соединен с выходом канала управления 10 15 Зо 25 30 35 До 45 50 55 по крену, а выход - с вторыми входамиприводов левого и правого вертикальных рулей.На чертеже приведена схема предлагаемой системы.Система содержит каналы управленияпо высоте центра тяжести 1, крену 2,дифференту 3 и курсу 4, приводы поворота левых 5 и правых 6 носовых закрылков, левого 7 и правого 8 кормовыхзакрылков, левого 9 и правого 1 О вертикальных рулей, а также звенья 11,12 и 13 с зоной нечувствительности.Выход канала управления по высотецентра тяжести 1 подключен к первымвходам приводов поворота носовых эакрылков 5, 6, Выход канала управленияпо крену 2 подключен ко вторым входамприводов поворота носовых закрылков 5,6 непосредственно, а кормовых закрылков 7, 8 и вертикальных рулей 9, 1 Осоответственно через звенья 11 и 12.Выход канала управления по дифферен-.ту 3 подключен непосредственно к первым входам приводов поворота кормовых закрылков 7, 8 и через звено 11к третьим входам приводов поворотаносовых закрылков 5, 6, Выход каналауправления по курсу 4 подключен кпервым входам приводов 9, 10 поворота вертикальных рулей,Система работает следующим образом.Каждый привод поворота органов управпения осуществляет суммирование управляющих сигналов, поступающих на еговходы, т.е. перемещение штока привода, а значит и соответствующего органа управления, определяется суммойсигналов на входах привода. Вторыевходы приводов поворота правых и левых закрылков при одном и том жевходном сигнале осуществляют перекладку штоков приводов в противоположных направлениях, что может бытьобеспечено, например, соответствующим включением управляющих входныхобмоток,Величина зоны нечувствительностизвеньев 12. и 13 выбирается соответствующей значениям углов крена и-дифферента, близких к опасным.При движении судна в крыльевом режиме каждый канал управления совместно с органами управления, к приводамповорота которых он подключен непосредственно, работает в замкнутом через объект (судно) контуре регулирования, обеспечивая автоматическое управление и стабилизацию соответствующегопараметра. При этом для стабилизациидифферента, курса и высоты центра тяжести соответствующие органы управления отклоняются синфазно, для стабилизации крена правые и левые носовые закрылки отклоняются противофазно,В некоторых случаях, например приотказах отдельных приводов или привнезапном воздействии на судно не- опредвиденных, больших возмущений (чрез.мерная волна, шквал ветра), выходящихза пределы спецификационных условийэксплуатации в крыльевом режиме, скоторыми работающие органы управленияне в состоянии справиться, стабилизация по отдельным параметрам, в томчисле и по аварийно-опасным: кренуи дифференту, может существенно ухудшаться. При этом будут возрастать эоошибки стабилизации, а значит и выходные сигналы каналов управления .Если, например, ошибка по дифферентубудет приближаться к опасному значению, сигнал на входе звена 11 выйдетна линейный участок характеристики,и сигнал с выхода звена 11 поступитна входы приводов поворота носовыхзакрылков 5, 6, Последние будут перекладываться, создавая совместно сзокормовыми закрылками момент, уменьшающий угол дифферента. фАналогично при приближении угла крена к опасным значениям будут включаться в работу по стабилизации крезз на дополнительно к носовым закрылкам кормовые закрылки и вертикальные рули,аоТаким образом, в предлагаемой системе более полно используются управляющие возможности закрылков и рулей для компенсации возмущений в каналах стабилизации по аварийно-опасным ко 43 ординатам: крену и дифференту. Это повышает безопасность движения судна по сравнению с системой-прототи.пом.Формула изобретенияСистема управления судном на подводных крыльях, содержащая каналыуправления по крену и высоте центратяжести, выходы которых подключенысоответственно к первым и вторым входам приводов левых и правых носовыхзакрылков, канал управления по дифференту, выход которого подключенк первым входам приводов левого иправого кормовых закрылков, и каналуправления по курсу, выход которогосоединен с первыми входами приводовлевого и правого вертикальных рулей,отличающаяся тем, что, сцелью повышения безопасности движениясудна, она содержит первое, второе итретье звенья с зоной нечувствительности, причем вход первого звена сзоной нечувствиттельности,подключенк выходу канала управления по дифференту, а выход - к третьим. входамприводов левых и правых носовых закрылков, вход второго звена с зоноййечувствительности подключен к выходу канала управления по крену, а выход - к вторым входам приводов левогои правого кормовых закрылков, входтретьего звена с зоной нечувствительности соединен с выходом канала управления по .крену, а выход - с вторыми входами приводов левого и правого вертикальных рулей.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Шнерлинг М.Г. Комплексная автоматизация судна на поворотных крый.ях,"Тайфун", сб, "Судостроение", 111975.2, Авторское свидетельство СССРР 335903, кл, В 63 Н 25/24, 1970888079 ель В.ПевзнерА. дАч Сост Техр рре Редактор Л.Утехин,По Подписное аказ 10724/ иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,3 Тираж 913 ВНИИПИ Государственпо делам изобрете 13035, Москва, Х(-35 о комитета СС и открытий аушская наб.,г