FI110856B - Menetelmä ja järjestely suihkupropulsioaluksen ohjaamiseksi - Google Patents

Description

110856

Menetelmä ja järjestely suihkupropulsioaluksen ohjaamiseksi

Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määriteltyä menetelmää vesisuihkutyöntöisen aluksen ohjaamiseksi. Keksintö koskee myös patenttivaatimuksen 6 johdanto-osassa määriteltyä jäijestelyä vesisuihkutyöntöisen aluksen 5 ohjaamiseksi.

Veden suihkuttamiseen perustuvan työntövoiman eli propulsion kehittäminen on vanhastaan käytetty periaate erikoisaluksissa ja -veneissä. Siinä vesi imetään sisään aluksen alta ja työnnetään aluksen sisällä olevan potkurin avulla suhteellisen suurella nopeudella ulos perässä olevan suuttunen kautta. Suihkun nopeus riippuu 10 tietenkin potkurin kierrosnopeudesta. Aluksen peruuttamiseksi siinä on kauhamaiset osat, jotka voidaan siirtää vesisuihkun tielle niin, että suihku kääntyy eteenpäin aluksen alle. Tällaisen tekniikan tärkeimpänä etuna on, että aluksella voidaan liikkua myös matalissa ja ruohikkoisissa vesissä.

Suihkupropulsioaluksessa voi olla yksi, kaksi tai useampia suihkulaitteistoja. Yk-15 sisuihkuisissa aluksen ohjaussäätöjä on kolme: - Potkuria pyörittävän moottorin kierrosnopeussäätö, joka vaikuttaa aluksen nopeuteen.

- Suuttunen vaakatasoinen suunnan säätö, jolla alusta voidaan kääntää.

- Peruutuskauhan asennon säätö, joka vaikuttaa työntövoiman suuruuteen ja etu- •: · 20 merkkiin.

• * · ·

Alusta liikuttavan voiman suuruus riippuu siis sekä potkurin kierrosnopeudesta että peruutuskauhan asennosta. Kauhalla on tietty asento, jolloin eteen- ja taaksepäin • · ’. \ työntävät voimat ovat yhtä suuria. Ohjattaessa kauhaa tästä asennosta suihkun tieltä • · · poispäin alus lähtee liikkeelle eteenpäin, ja ohjattaessa kauhaa mainitusta asennosta '; ’,' 25 vielä enemmän suihkun tielle alus lähtee liikkeelle taaksepäin. Taaksepäin työntävän ’ · ’ ’ voiman maksimi on huomattavasti pienempi kuin eteenpäin työntävän voiman. Al usta voidaan pyörittää paikallaan edellä mainitussa tasavoimatilanteessa kääntämällä • · · v : ruorilla suurinta sivuun keskiasennostaan. Muunlaiset erikoisliikkeet, kuten aluksen : : : liikuttaminen sivuttaissuunnassa, eivät ole mahdollisia.

30 Kuva 1 esittää tekniikan tason mukaisen kaksisuihkuisen aluksen periaatetta. Siinä on alus 100 päältäpäin nähtynä ja pelkistettynä. Aluksessa 100 on vasempaan suihkulaitteistoon kuuluvat vasen moottori 111, vasen potkuri 112, vasen suurin : 113, vasen kauha 114 ja vasen ohjauslaite 115. Vastaavasti aluksessa on oikeaan suihkulaitteistoon kuuluvat oikea moottori 121, oikea potkuri 122, oikea suurin 123, 2 110856 oikea kauha 124 ja oikea ohjauslaite 125. Lisäksi aluksessa on molemmille suihku-laitteistolle yhteinen ruori 105. Ohjauslaitteissa 115 ja 125 on vivut moottorin kier-rosnopeuden säädölle ja kauhan asennon säädölle.

Kaksisuihkuisen aluksen liikuttelumahdollisuudet ovat monipuolisemmat kuin yk-5 sisuihkuisen. Alukselle voidaan esimerkiksi järjestää sen pituussuuntaisen liikkeen lisäksi haluttu sivuttaisliike, niin että se etenee tietyssä kulmassa pituussuuntaan nähden. Erikoistapaus tästä on se, että mainittu kulma on 90 astetta, jolloin liike on pelkästään sivuttaissuuntaista. Tätä tapausta esittävät kuvat 2a, b ja c.

Kuvassa 2a on alus 200 ja tähän kohdistuvat voimat F1 ja F2. F1 on vasemman, ja 10 F2 oikean suihkulaitteiston aiheuttama voima. Oletetaan, että kauhan säätö tapahtuu pystysuunnassa. Vasen kauha on laskettu niin alas, että voima F1 vaikuttaa alusta peruuttavasti. Oikea kauha taas on niin ylhäällä, että voima F2 vaikuttaa alusta eteenpäin vievästi. Vasen moottori on säädetty niin paljon suuremmalle kierrosluvulle kuin oikea, että voimat F1 ja F2 ovat itseisarvoltaan samaa suuruusluokkaa. 15 Ruoria on käännetty oikealle, niin että suuttimet osoittavat tietyssä kulmassa a taaksepäin vasemmalle. Tällöin, paitsi voima F2, myös voima F1 suuntautuu vinottain aluksen pituussuuntaan nähden, koska vasen kauha suuntaa vasemman suuttimen suihkun suurimmalta osalta tietyssä kulmassa eteenpäin oikealle, jos kauhojen asento vaakasuunnassa on kiinteä. (Tämä suunta merkitsee toisaalta sitä, että jos 20 alus ohjataan peruuttamaan, ruorin kääntäminen esimerkiksi oikealle aiheuttaa perän : · kääntymisen vasemmalle, toisin kuin autoissa.) • « · ;. ; ’ Kuvassa 2b ovat voimat F1 ja F2 komponentteihin jaettuna. Indeksi x viittaa aluksen * ·' pituussuuntaan, ja indeksi y sivuttaissuuntaan, joka on kohtisuorassa pituussuuntaan * · ’ *. nähden. Aluksen säädöt on asetettu niin, että pituussuuntaiset voimat F lx ja F2X ovat v : 25 kuvan mukaisesti yhtä suuret mutta vastakkaiset. Sivuttaissuuntaiset voimat Fly ja v : F2y ovat samansuuntaiset.

... Kuvaan 2c on merkitty voimien F1 ja F2 vaikutukset alukseen 200. Koska saman- * » » suuntaiset voimat Fly ja F2y ovat samalla suoralla, ne summautuvat voimaksi Fly+ ·' ’ F2y = Fy. Tämä voima pyrkii työntämään alusta sivuttaissuunnnassa vasemmalle.

30 Koska voima Fy kohdistuu aluksen perään, se samalla pyrkii pyörittämään alusta : · *: oikealle tietyllä momentilla Mr aluksen painopisteen P suhteen. Kun voima Fy siir- retään kohdistumaan pisteeseen P, on kuvaan samalla lisättävä sen aiheuttama mo-; . mentti Mr. Voimapari Flx, F2X taas pyrkii pyörittämään alusta vasemmalle tietyllä • *: momentilla Mj. Kun momentit Mr ja Mi järjestetään itseisarvoltaan yhtä suuriksi, 3 110856 niiden vaikutukset menevät vastakkain, ja alukseen jää vaikuttamaan vain sitä sivut-taissuunnassa vasemmalle siirtävä voima Fy.

Tekniikan tason mukaisen, kuvaa 1 vastaavan, ohjausjärjestelmän haittana on aluksen ohjauksen mutkikkuus erikoistilanteissa. Ohjausvipuja on yhteensä viisi: Ruori, 5 sekä moottorin kierrosluvun ja peruutuskauhan korkeuden säädöt molemmille suihkulaitteistoille. Esimerkiksi edellä kuvatun sivuttaisliikkeen toteuttaminen vaatii kaikkien viiden ohjausvivun kääntelyä niin, että saavutetaan sekä pituussuuntaisten voimien tasapaino että alusta pyörittävien momenttien tasapaino. Ohjausta voidaan helpottaa tunnetulla tavalla käyttämällä kompassiin perustuvaa automaattiohjausta, 10 jolloin aluksen pituussuunta eli kurssi pysyy automaattisesti valitussa arvossaan. Sivuttaisliikkeissä ei tällöin tarvitse koskea ruoriin, mutta neljän muun vivun kääntely on edelleen tarpeen. Jos sivuttaissuuntaisen liikkeen nopeutta lisäksi pitää muuttaa, voimien tasapainot on haettava aina uudelleen. Ympäristöolosuhteet, kuten vaihteleva tuuli vaikeuttavat ohjausta vielä entisestään.

15 Keksinnön tarkoituksena on vähentää mainittuja, tekniikan tasoon liittyviä haittoja. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, mitä on esitetty itsenäisessä patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön mukaiselle rakenteelle on tunnusomaista, mitä on esitetty itsenäisessä patenttivaatimuksessa 6. Keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja on esitetty muissa patenttivaatimuksissa.

20 Keksinnön perusajatus on seuraava: Alus varustetaan ohjelmallisella yksiköllä, joka * :! [! laskee suihkulaitteistoille sellaiset ohjaukset, että alus liikkuu halutulla tavalla. Tieto ; halutusta liikkeestä annetaan edullisesti yksikahvaisella hallintalaitteella. Oh- \ \ jauskahvalla on kaksi vapausastetta: Sitä voidaan kääntää eteen- ja taaksepäin, sekä ' · 1 1· kummallekin sivulle päin. Kahvan kallistussuunta keskiasentoon verrattuna määrää : : 25 aluksen nopeuden sekä liikkumissuunnan suhteessa aluksen kulloiseenkin asentoon.

»·» : Ohjauskahvan lisäksi hallintalaitteisiin kuuluu ruori tai tätä vastaava vipu, jolla määrätään aluksen kurssi.

5 1 ♦

Keksinnön etuna on, että aluksen ohjauksesta tulee helppo tekniikan tasoon verrat- • ’ ' tuna. Aluksen käsittely hankalissakaan ympäristöoloissa ei juuri vaadi kokemusta 30 eikä erehdyksille altista miettimistä, miten käännellä useaa hallintavipua. Lisäksi : 1 : keksinnön etuna on, että sen vaatima lisälaitteisto on vähäinen ja kustannuksiltaan . |, suhteellisen pieni. Suihkulaitteistojen perusrakenteeseen ei tarvitse tehdä muutoksia.

: Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti. Selostuksessa viitataan ohei siin piirustuksiin, joissa 4 110856 kuva 1 esittää esimerkkiä tekniikan tason mukaisesta aluksen hallintalaitteis-tosta, kuvat 2a,b,c esittävät sivuttaisliikkeessä olevan aluksen voimakaavioita, 5 kuva 3 esittää keksinnön mukaisen hallintalaitteen matemaattista muotoa, kuva 4 esittää keksinnön mukaista suihkulaitteistojen säätöä etenemiskulman funktiona, kuva 5 esittää vuokaaviona keksinnön mukaista ohjaustoimintaa, kuva 6 esittää esimerkkiä keksinnön mukaisen ohjauksen eräästä osasta, 10 kuva 7 esittää lohkokaaviona esimerkkiä keksinnön mukaisen ohjausjärjestelmän rakenteesta, kuva 8 esittää esimerkkiä keksinnön mukaisen ohjauksen vaatimasta hallinta-laitteesta.

Kuvat 1 ja 2 selostettiin jo tekniikan tason kuvauksen yhteydessä.

15 Kuvassa 3 on x- ja y-akselien määrittämä taso, jossa x-akselin positiivinen suunta tarkoittaa keksinnön mukaisesti ohjattavan aluksen pituussuuntaa keulaan päin, ja y- akselin positiivinen suunta tarkoittaa aluksen sivuttaissuuntaa vasemmalle päin.

.! ’ Koordinaatistoon on piirretty origokeskeinen suorakulmio A, jonka pitemmät sivut V ovat x-akselin, ja lyhyemmät sivut y-akselin suuntaiset. Suorakulmio A tarkoittaa 20 kyseisen aluksen ohjauselimen säätöaluetta. Suorakulmion oikean pystyreunan pis- teet vastaavat maksimiohjausta eteenpäin, ja vasemman pystyreunan pisteet mak- ·*: simiohjausta taaksepäin. Suorakulmion ylemmän vaakareunan pisteet vastaavat ;·. maksimiohjausta vasemmalle, ja alemman vaakareunan pisteet maksimiohjausta oikealle. Suorakulmion keskipisteessä oleva origo vastaa ohjausta, jolla alus pysyy ... 25 paikallaan ilman ulkoisia tekijöitä. Oletetaan että säätöalueen A sisältä on valittu * » mielivaltainen piste (x, y), joka voidaan kuvitella tasossa olevan ohjauselimen 31 I » • ‘ ’ paikaksi. Mainittu piste voidaan esittää myös napakoordinaateilla r, cp, jossa r tark- ’: oittaa origosta pisteeseen (x, y) piirretyn osoittimen R pituutta, ja φ tarkoittaa kul- maa positiivisesta x-akselista myötäpäivään mainitulle osoittimelle. Kulman φ 30 positiivinen suunta on valittu tavalliseen verrattuna vastakkaiseksi, jotta koordi-; , naatistossa, jossa kulma φ on muuttujana, aluksen oikealle päin ohjaamista vastaavat * ’: arvot tulisivat origosta oikealle. Kun aluksen ohjauselin on asetettu pisteeseen (x, y), alus liikkuu tietyllä tarkkuudella osoittimen R suuntaan keulasuunnan eli kurssin säilyessä x-akselin suuntaisena. Osoittimen R pituus r vastaa alusta liikuttavaa te hoa.

5 110856

Kuvassa 4 on esimerkki siitä, miten suihkulaitteistojen ohjauksen on muututtava, kun aluksen ohjauskulma φ muuttuu täyden kierroksen eli nollasta 360 asteeseen 5 ohjauksen itseisarvon r pysyessä vakiona. Kuvassa on kolme kuvaajaa PI, P2 ja a. P1 tarkoittaa aluksen vasemman suihkun, ja P2 oikean suihkun voimakkuuden ohjausta. a on suuttimien suuntauskulma taaksepäin katsottaessa aluksen pituussuunnasta vasemmalle. Suihkun voimakkuus määräytyy kahdesta osatekijästä: Moottorin kierrosluvun säädöstä ja peruutuskauhan korkeuden säädöstä. Tietyn suuruinen po-10 sitiivinen suihkunvoimakkuuden arvo saadaan, kun kauha nostetaan yläasen-toonsa ja moottorin kierrosluku säädetään määrättyyn arvoon. Sama suihkunvoimakkuuden arvo saadaan kuitenkin myös laskemalla kauhaa alemmaksi ja säätämällä moottorin kierroslukua samalla sopivasti korkeammaksi.

Kun kulma φ on nolla, molemmat ohjaukset P1 ja P2 ovat positiivisessa maksimis-15 saan. Tätä maksimia on kuvassa 4 merkitty parametrilla +r', joka vastaa kokonaisohjauksen itseisarvoa r. Kun kulma φ on +180°, molemmat ohjaukset P1 ja P2 ovat negatiivisessa maksimissaan -r\ Tässä on huomattava aluksen huonompi hyötysuhde taaksepäin liikuttaessa. Niinpä ohjauksen -r' aiheuttama työntövoima taaksepäin on esimerkiksi vain neljäsosa ohjauksen +r' aiheuttamasta työntövoimasta eteen-20 päin. Kun kulma φ on nollan ja 180°:een välillä, kuvaajien P1 ja P2 kulku on alus-kohtainen. Oletetaan, että ohjaus on kuvassa 3 olevan esimerkin mukainen. Kulma . φ on siinä noin +22°. Tällöin kuvan 4 mukaisesti vasemman suihkun voimakkuus olisi lähes etäisyyttä r vastaavassa positiivisessa maksimissa, ja oikean suihkun : voimakkuus olisi noin 30% positiivisesta maksimista. Jos suuttimet osoittaisivat i ’.· 25 suoraan taaksepäin, alus jäisi kiertämään kehää myötäpäivään. Tämän vuoksi suut- timia on suunnattava taaksepäin katsottaessa oikealle, ts. kulma a saa määrätyn ne-' gatiivisen arvon. Tällöin syntyy alusta vastapäivään pyörittävä momentti, ja samalla sitä oikealle sivulle työntävä voimakomponentti. Lopputuloksena on kuvan 3 osoittimen R mukainen liikesuunta. Kulma a on luonnollisesti suurimmillaan, kun alus-30 ta ohjataan suoraan sivulle, eli kun kulma φ on ±90°. Kuvan 2 tapausta vastaa kul- t-..( man φ arvo-90°.

> < ( : v. Kuvan 4 esimerkki pätee tapaukseen, jossa suuttimilla on yhteinen suuntauskulman * · .·*. ohjaus ja tämä ohjaus ei vaikuta kauhojen asentoon. Suuttimien suuntauskulmien ’·’ ohjaukset voivat tietenkin olla myös erilliset. Lisäksi suihkulaitteistot voivat olla ra- .*.* 35 kennettuja niin, että kauha on kiinnitetty suuttimeen, jolloin se kokonaisuudessaan » · • · » 6 110856 kääntyy suuttunen mukana. Tällöin kauhan kääntämän suihkun suunnan poikkeama aluksen pituussuunnasta on vastakkainen verrattuna aluksen runkoon kiinnitetyn kauhan aiheuttamaan vastaavaan poikkeamaan. Tällaisella aluksella oikeanpuoleisen suuttunen suunnan ohjaus voisi olla kuvan 4 α-kuvaajan mukainen, mutta vasem-5 man suuttimen suuntakulman kuvaajan tulisi olla periaatteessa edellisen peilikuva cp-akselin suhteen.

Kuvassa 5 on vuokaaviona esimerkki keksinnön mukaisesta toiminnasta. Siinä, samoinkuin kuvassa 6, on ihmisen toimet merkitty hakasulkuihin ja automaattisen ohjausjärjestelmän toiminnot suorakulmaisten kehysten sisään. Kuvassa 5 on 10 lähtökohtana aluksen kuljettajan manuaalinen ohjausliike hallintalaitteella (setting of control element). Vaiheessa 501 ohjausjärjestelmä tunnistaa hallintalaitteeseen kuuluvan ohjauselementin sijainnin, eli kuvan 3 mukaiset koordinaatit x, y.

Seuraavassa vaiheessa 502 järjestelmään kuuluva prosessori muuntaa koordinaatit x, y napakoordinaateiksi cp, r. Vaiheessa 503 prosessori määrittää napakoordinaatteja 15 käyttäen laskemalla tai taulukoista kuvaa 4 vastaavat suihkulaitteistojen ohjaukset PI, P2. Nämä voitaisiin periaatteessa tietenkin laskea myös suoraan koordinaateista x, y. Vaiheessa 503 määritetään myös suuttimien suuntauskulma a tai erilliset suuntauskulmat. Määritys voi tapahtua laskennallisesti hallintalaitteelta saatavan kulman cp perusteella, kun tunnetaan ko. aluksen käyttäytyminen. Kuitenkin, jotta . 20 aluksen keula pysyisi stabiilisti ruorilla valitussa kurssissa, alus kannattaa käytän- • · · · ;; ’; nössä varustaa ennestään tunnetulla automaattiohjauksella. Tällöin kulma a saa ar- : ·’ vonsa automaattiohjaukselta: Prosessori vertaa jatkuvasti kompassineulan lukeman ; perusteella saatua todellista kurssia ruorilla valittuun kurssiin. Erosuureella ohjataan :: suuttimien suuntauskulmia niin, että poikkeamat valitusta kurssista pysyvät riittävän : : : 25 pieninä.

* «· • · ·

Sitten, vaiheessa 504, määritetään suihkunvoimakkuuksien P1 ja P2 perusteella kummankin suihkulaitteiston osalta erikseen sopivat moottorin kierrosluku CPS

• * · ' (cycles per second) ja kauhan asento. Lopuksi, vaiheessa 505, prosessoriyksikkö ’·* ’ lähettää saadut asetusarvot kunkin asianomaisen toimilaitteen ohjausyksikölle. Vai- :' ’': 30 heen 505 jälkeen järjestelmä jatkaa uudestaan vaiheesta 501.

Kuva 6 esittää erästä mahdollisuutta toteuttaa kuvan 5 vaihe 504. Siinä on : lähtökohtana aluksen kuljettajan tekemä arvio ympäristöolosuhteista (considering circumstances) ja näiden vaatimasta moottorien minimikierrosluvusta. Mitä hankalammat olosuhteet ovat, ja mitä hankalampia manöveerejä joudutaan te-35 kemään, sitä korkeampi minimikierrosluku on syytä valita. Kuljettaja antaa 7·· 110856 manuaalisesti ohjauksen minimikierrosluvun (setting CPS min), joka voi olla molemmille moottoreille yhteinen. Vaiheessa 601 järjestelmän ohjelmiston tietty osa saa suihkunvoimakkuuden ohjausluvut P1 ja P2. Kuvaan 6 on merkitty näistä vain toinen, Pi. Vaiheessa 602 mainittu ohjelmiston osa käyttää parametrina sen-hetkistä 5 moottorin kierrosluvun arvoa, ja määrittää kauhan asennolle tarvittavan ar-von. Seuraavaksi, vaihe 603, ohjelma tarkistaa, onko saatu kauhan asetusarvo sallitulla alueella. Tietty pieni asetusarvo vastaa esimerkiksi sitä, että kauha ei ole lainkaan suihkun tiellä ja tietty suuri asetusarvo vastaa sitä, että kauha on täysin suihkun tiellä. Jos kauhan asetusarvo on sallitulla alueella, jatketaan vaiheesta 601. Jos kauhan 10 asetusarvosta tulee liian pieni, merkitsee se sitä, että moottorin kierros-luku on riittämätön. Tällöin ohjelma ohjaa kierroslukua sopivalla määrällä suurem-maksi, vaihe 604. Tämän jälkeen palataan vaiheeseen 602 ja lasketaan kauhalle uusi asetusarvo.

Kuvassa 7 on lohkokaaviona esimerkki keksinnön mukaisen ohjausjärjestelmän ra-15 kenteesta. Siihen kuuluu prosessoriyksikkö 701, näppäimistö 702, hallintalaite 705, kompassi 707, vasemman moottorin kierrosluvun ohjausyksikkö 711, oikean moottorin kierrosluvun ohjausyksikkö 721, vasemman suuttimen ohjausyksikkö 713, oikean suuttimen ohjausyksikkö 723, vasemman kauhan ohjausyksikkö 714 ja oikean kauhan ohjausyksikkö 724. Prosessoriyksikköön 701 kuuluu mm. muisti M, johon on 20 varastoitu ohjausjärjestelmän ohjelmisto PR. Näppäimistö 702 liittyy prosessoriyksikköön. Sillä annetaan manuaalisia komentoja prosessoriyksikölle, ja se voi olla suhteellisen suppea. Aluksen hallintalaite 705 on jatkuvan ohjauksen antamista . varten, ja kompassi 707 automaatti ohjausta varten. Ne molemmat liittyvät sähköi- • · · sesti prosessoriyksikköön. Edellä mainitut suihkulaitteistojen ohjausyksiköt liittyvät » » · : ·* 25 tässä esimerkissä prosessoriyksikköön 701 sanomaväylän 730 kautta. Väylässä 730 ; ’.·* siirtyvät moottorien kierroslukujen, suuttimien suuntakulmien ja kauhojen asentojen :: asetusarvot vastaaville ohjausyksiköille.

' Kuvassa 8 on esimerkki aluksen hallintalaitteesta. Hallintalaitteeseen 800 kuuluu '.· · runkokotelo 810, ensimmäinen kiertokappale 820, toinen kiertokappale 830, kahva 30 840 ja ruorivipu 850. Runkokotelo 810 on muodoltaan pitkänomainen; se asenne- taan siten, että sen pituussuunta on sama kuin aluksen pituussuunta, ja leveyssuunta on vaakasuora. Ensimmäinen kiertokappale 820 on lieriömäinen, runkokotelon

1 » I

päätyihin laakeroitu kappale. Sen akseli on siis pituussuuntainen. Toinen kiertokap-pale 830 on muodoltaan lyhyt lieriö eli kiekko, jonka akseli on kohtisuorassa pituus- * · *·;·' 35 suuntaa vastaan. Toinen kiertokappale on kiinnitetty ensimmäisessä kiertokap- : V: paleessa olevaan pituussuuntaiseen aukkoon siten, että se pääsee kiertymään ak- 8 110856 selinsa ympäri. Toisesta kiertokappaleesta on mainitun aukon yläpuolella näkyvissä esimerkiksi 120 asteen segmentti. Tilan säästämiseksi toisen kiertokappaleen alaosasta voi olla leikattu tietyn kokoinen segmentti pois.

Toiseen kiertokappaleeseen 830 on kiinnitetty keskimäärin ylöspäin osoittava oh-5 jauskahva 840. Edellä selostetun rakenteen perusteella kahvalla 840 on kaksi vapausastetta: Sitä voidaan kääntää pituussuunnassa eteen- ja taaksepäin sekä pituussuuntaisesta asennosta riippumatta kummallekin sivulle päin. Edellisessä tapauksessa ensimmäinen kiertokappale kiertyy toisen kiertokappaleen aukossa, ja jälkimmäisessä tapauksessa toinen kiertokappale kiertyy pituussuuntaisen akselinsa ympäri 10 ja ensimmäinen kiertokappale kääntyy sen mukana. Kahva 840 tarkoittaa tässä esimerkissä patenttivaatimuksissa mainittua ohjauselintä. Rakenteeseen on järjestetty tuntoelimet, jotka antavat kummankin kiertokappaleen kiertymiskulmaan verrannolliset signaalit. Nollakulmat vastaavat ohjauskahvan 840 pystysuoraa asentoa. Verrattaessa hallintalaitetta kuvaan 3 niin toisen kiertokappaleen 830 kiertymis-15 kulma vastaa x-koordinaattia ja ensimmäisen kiertokappaleen kiertymiskulma y-koordinaattia. Kahvaa 840 voidaan tietenkin kääntää myös vinottain, jolloin molemmat kiertymiskulmat ja näitä vastaavat koordinaatit muuttuvat yhtä aikaa.

Kuvan 8 esimerkkirakenteeseen kuuluu lisäksi kahvan 840 huippuun kiinnitetty ruorivipu 850. Tällä voidaan kiertää kahvaa 840 akselinsa ympäri. Tällainen ki-, ; ·' 20 ertäminen vastaa perinteisen ruorin kääntämistä. Kahvan kiertymiskulmalle on rak- : · ’: enteessä luonnollisesti oma tuntoelin. Ruoria käytetään tunnetulla tavalla haluttaessa ·'·.· muuttaa aluksen asentoa eli kurssia.

'· Edellä on kuvattu eräitä keksinnön mukaisia ratkaisuja. Keksintö ei rajoitu juuri ni- ' * ’ ihin. Manuaallisen hallintalaitteen toteutus voi vaihdella suuresti; siinä voi t* : ·’ : 25 esimerkiksi olla tasopinta kuvaa 3 vastaavasti, jolla liikutetaan tason reunoihin tuet tua ohjauselintä, jonka sijainti ilmaistaan esimerkiksi kapasitiivisesti. Ohjau-! Γ: sohjelmiston rakenneratkaisut voivat niinikään vaihdella. Itse aluksessa voi olla esimerkiksi kolmas suihkulaitteisto keskellä, mikä luonnollisesti aiheuttaa oman lisänsä ohjausjärjestelmään. Keksinnöllistä ajatusta voidaan soveltaa eri tavoin it-30 senäisten patenttivaatimusten asettamissa rajoissa.

Claims (10)

9 11C856

1. Menetelmä ainakin vasenta ja oikeaa vesisuihkulaitteistoa työntövoiman lähteinä käyttävän aluksen ohjaamiseksi, jotka vesisuihkulaitteistot käsittävät toimilaitteina moottorin, suihkukanavaan kuuluvan vaakasuunnassa käännettävän suutti- 5 men ja suihkun tielle siirrettävän kauhan suihkun suuntaamiseksi eteenpäin, jossa menetelmässä säädetään mainittuja toimilaitteita aluksen hallintalaitteiden asentojen perusteella, joihin hallintalaitteisiin kuuluu kahden liikesuunnan ohjauselin, tunnettu siitä, että - määritetään (501, 502) mainitun ohjauselimen paikka kahdella koordinaatilla, 10. määritetään (503, 504) ainakin vasemman moottorin kierrosluvulle, oikean moot torin kierrosluvulle, vasemman kauhan asennolle, oikean kauhan asennolle ja mainittujen suuttimien suuntauskulmille sellaiset asetusarvot, että näiden mukainen alusta siirtävä tehollinen voima vastaa suuruudeltaan ja suunnaltaan ohjauselimen liikealueen origosta mainittuun ohjauselimen paikkaan kuvitellun osoittimen vaaka-15 projektiota, ja mainittuja asetusarvoja vastaavan alusta pyörittävän momentin arvo on olennaisesti nolla, sekä - siirretään (505) mainitut asetusarvot vastaavien toimilaitteiden ohjausyksiköille.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jolloin mainitut hallintalaitteet käsittävät myös kompassin, tunnettu siitä, että mainittu suuttimien suuntauskulmien 20 asetusarvojen määritys tapahtuu ohjelmallisesti mainitun kompassin neulan asennon perusteella. • · · :v.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu suut- • I λ timien suuntauskulmien asetusarvojen määritys tapahtuu ohjelmallisesti mainittujen koordinaattiarvojen perusteella käyttäen hyväksi kyseiselle, kyseisillä suihkulaitteis- • I · 25 töillä varustetulle alustyypille päteviksi todettuja tietoja tarvittavista suuttimien ' · * ’ suuntauskulmista (a) aluksen etenemiskulman (φ) funktiona. • * ·

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kullekin .....· suihkulaitteistolle erikseen, mainittujen moottorin kierrosluvun ja kauhan asetus- _... _ arvojen määrittämiseksi 30. määritetään ensin käsiohjausta vastaava moottorin kierrosluvun ja kauhan asennon : , ’ tarvittava yhteisvaikutus suihkuun, ·’ - määritetään (602) kauhan asento, käyttäen moottorin kierrosluvun vallitsevaa arvoa, siten että mainittu yhteisvaikutus toteutuisi, ja 1 1 · - suurennetaan (604) moottorin kierrosluvun arvoa ja määritetään (602) tarvittava kauhan asento uudelleen, jos edellä saatu kauhan asetusarvo alittaa (603) määrätyn rajan. |0 110856

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään 5 kunkin mainitun yhteisvaikutuksen määrittämiseksi kyseiselle, kyseisillä suihkulait- teistoilla varustetulle alustyypille päteviksi todettuja tietoja (PI, P2) tarvittavista suihkunvoimakkuuksista aluksen etenemiskulman (φ) funktiona.

6. Järjestely ainakin vasenta ja oikeaa vesisuihkulaitteistoa työntövoiman lähteinä käyttävän aluksen ohjaamiseksi, jotka vesisuihkulaitteistot käsittävät toimilaitteina 10 moottorin (111, 121), suihkukanavaan kuuluvan vaakasuunnassa käännettävän suut-timen (113, 123) ja suihkun tielle siirrettävän kauhan (114, 124) suihkun suuntaamiseksi eteenpäin, joka järjestely käsittää vasemman moottorin ohjausyksikön (711), oikean moottorin ohjausyksikön (721), vasemman kauhan ohjausyksikön (714), oikean kauhan ohjausyksikön (724), vasemman suuttimen ohjausyksikön 15 (713), oikean suuttimen ohjausyksikön (723) sekä hallintalaitteet mainittujen toimi laitteiden säätämiseksi, joihin hallintalaitteisiin kuuluu kahden liikesuunnan ohjaus-elin, tunnettu siitä, että järjestely käsittää lisäksi prosessoriyksikön (701) ja tähän kuuluvan ohjelmiston (PR) asetusarvojen määrittämiseksi mainituille toimilaitteille, sekä sähköisen siirtotien (730) mainittujen asetusarvojen siirtämiseksi pro-20 sessoriyksiköltä mainituille ohjausyksiköille.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että mainittu hallin- ;; ·: talaitteiden ohjauselin (840) on käännettävissä kyseisen hallintalaitteen pituussuun- : 1.; nassa eteen- ja taaksepäin sekä sivusuunnissa vasemmalle ja oikealle. • · ·

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että mainittu hallin- . ·: · 1 25 talaitteiden ohjauselin (31) on siirrettävissä samassa tasossa kyseisen hallintalaitteen .. pituussuunnassa eteen- ja taaksepäin sekä sivusuunnissa vasemmalle ja oikealle.

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että mainitut hallin-: ! talaitteet käsittävät lisäksi ohjausvivun (850) mainitun aluksen kurssin muut- • tamiseksi. ' 30

10. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että mainitut hallin- : '; talaitteet käsittävät lisäksi mainittuun prosessoriyksikköön sähköisesti liitetyn kom- • ’. passin (850) automaattiohjauksen järjestämiseksi. ! - I 11 110856