FI84039B - System foer automatisk oevervakning av trimningen och stabiliteten hos ett fartyg. - Google Patents

Description

1 84039 Järjestelmä aluksen tasauksen ja vakavuuden automaattiseksi tarkkailemi seksi

Keksintö koskee välineitä, joilla valvotaan aluksen 5 tai laivan merenkulkuominaisuuksia, ja erityisesti se koskee aluksen viippauksen ja vakavuuden automaattisia valvontajär-jetelmiä.

Keksintöä voidaan käyttää kaikenlaisissa laivoissa, joiden uppoama on vähintään tuhat rekisteritonnia, esim.

10 säiliö-, puutavara- ja konttialuksissa, ro-ro ja ro-flow laivoissa, malmi- ja irtolastialuksissa, kalastustroolareis-sa ja öljynporauslautoissa.

On yleisesti tunnettua, että turvallisen purjehduksen varmistamiseksi on laivan miehistön tunnettava laivan 15 suoritusominaisuudet minä tahansa määrättynä hetkenä, esim. laivan merenkulku- ja lujuusominaisuudet sekä tilanne aluksen, lastin ja ympäristön muodostamassa, dynaamisessa järjestelmässä, varsinkin päivittäisessä liikenteessä mahdollisesti esiintyvässä hätätilanteessa.

20 Aikaisemmin tunnetaan erilaisia järjestelmiä aluksen tai laivan viippauksen, vakavuuden ja yleisen lujuuden valvomiseksi.

Näiden joukossa on järjestelmiä, jotka valvovat aluksen yleistä lujuutta yleisen taivutusmomentin ja aluksen 25 rungon yleisen taipumisen kehittämän leikkausvoiman tai rasituksen arvioinnin perusteella.

Eräs tunnettu järjestelmä (se, joka on asennettu alukseen M/V Olympic Challenger, kuollut paino 65 000 tonnia) käsittää projektorin, joka on asennettu keskilaivaan ja joka 30 suuntaa valokynän peiliin, joka on sijoitettu ylärakenteen takapäähän. Peilin heijastama sädekimppu osuu projektorin lähelle asennettuun valokennoon. Jos heijastuneen sädekim-pun suunta muuttuu, niin valokenno antaa signaalin mekanismille, joka pyörittää peiliä sädekimpun palauttamiseksi sen 35 alkuasentoon. Peilin tämän pyörimisen kulma on laivan ajautumisen tuntoelimen antosignaali. Mutta niin kauan kuin 2 84039 taivutusmomentit ja leikkausvoimat ovat erilaiset laivan rungon eri osissa, edellä kuvattu menettely ei anna riittävän tarkkoja tuloksia.

Lisäksi tunnetaan lujuuden valvontajärjestelmä, joka 5 toimii samalla periaatteella kuin edellä on kuvattu. Tällä järjestelmällä mitataan taivutusmomentit ja leikkausvoimat laivan useissa osissa mitatun syväyksen perusteella. Tämä järjestelmä on vielä epätarkempi saatavissa olevien syväyksen tuntoelimien puutteiden vuoksi, koska niiden absoluutti-10 nen virhe syväyksen mittauksessa on useimmiten yhtä suuri kuin laivan suurin ajautumisarvo. Sitä paitsi kaksi edellä mainittua järjestelmää eivät valvo laivan vakavuutta.

Lisäksi tunnetaan järjestelmiä, jotka valvovat laivan yleisen lujuuden perustuen rasituksen suoriin mittauksiin 15 laivan rungossa käyttämällä rasituksen tuntoelimiä (vrt. Norjassa kehitettyyn Wedar-järjestelmään). Järjestelmä on tarkoitettu mittaamaan aallon iskukuorma merellä. Ulkoinen kuorma vaihtelee laivan kulkusuunnan ja nopeuden muutosten aikana.

20 Järjestelmä sisältää kannelle oikealle ja vasemmalle asennetut tuntoelimet, jotka mittaavat kokonaisrasituksen, jonka saa aikaan pystysuora taivutusmomentti keskilaivassa; keulan kiihtyvyysmittarin, joka mittaa laivan pystysuorat liikkeet, elektronisen vahvistuslaitteen ja laitteen, joka 25 käsittelee mitattuja arvoja ja joka on ruorihytissä sekä erilaisia hälyttimiä.

Kun rasituksen määrä nousee raja-arvoon, järjestelmä kehittää varoitussignaalin.

Tämän järjestelmän puute on mm. se, että se ei lain-30 kaan ratkaise aluksen viippaukseen ja vakavuuteen liittyviä ongelmia; lisäksi sen laitteiston rakenteen eri huonot puolet ovat johtaneet järjestelmän rajoitettuun käyttöön.

Eräs aluksen viippausta ja vakavuutta valvova järjestelmä on Intering Companyn kehittämä järjestelmä. Syväys-35 arvojen mittaamiseksi on asennettu kaksi hydrostaattista syväysmittaria aluksen keulaan ja perään. Vaihtokeskuskor- 3 84039 keuden määrittämiseksi kallistuskokeen perusteella on tunnettava kallistusmomentti, aluksen uppoama ja kallistuskulman kasvu, jonka alus saa siihen kohdistuvan kallistusmomen-tin vaikutuksesta.

5 Intering-järjestelmässä otetaan huomioon vain laivan automaattinen kallistumisen korjaus ajamalla painolastines-tettä kallistussäiliöön kompressorin avulla. Kallistusmomen-tin arvo pysyy aina samana (n. 50-60 tm) riippuen laivan tyypistä. Kallistuskulman kasvun arvo saadaan kallistusmitta-10 rista, joka on tavallinen pintamittari, jossa on kaksois- mittaripohja. Tällä kojeella mitattavan kallistuskulman kasvun tarkkuus on n. 0,1 kaareutuva aste. Tämän järjestelmän huonoja puolia ovat mm. sen verraten huono tarkkuus ja monimutkainen menettely vaihtokeskuskorkeuden mittauksessa.

15 Huono tarkkuus johtuu siitä, että järjestelmään on lisätty kallistuksen mittari, jolla on 0,1 kaariastejako ja siitä, että kallistusmomentti on muuttumaton, mikä vaihtokeskuskorkeuden ollessa pieni voi johtaa siihen, että laivan kallistuma saavuttaa jopa 8° arvon, joka on erittäin haital-20 linen ja voi johtaa laivan lastin siirtymiseen, koska tavallisesti kallistuskoe suoritetaan lastin käsittelyn jälkeen ennen laivan lähtöä tai lastin kiinnityksen aikana; lisäksi näin suuret kallistuskulmat vähentävät vaihtokeskuskorkeus-laskelmien tarkkuutta. Joten kallistuskulman ollessa 8° ja 25 vaihtokeskuskorkeuden ollessa pieni voi suhteellinen lasku-virhe olla noin 10 % (ks. "laivan viippauksen ja vakavuuden valvonta", kirj. E.V. Naidenov, Transport Publishers, Moskova, 1983, s. 111-112).

Mutta kun vaihtokeskuskorkeuden arvo on suuri, aikaan-30 saa edellä mainittu pysyvä kallistusmomentti kallistuskulman, jonka arvo on liian pieni, jopa niin pieni kuin 0,3 -0,4° ja se on yhteismittainen kallistuskulman kasvun mittauksessa tapahtuvan virheen kanssa. Tämä johtaa suuriin virheisiin, jopa 25 %:n virheisiin, vaihtokeskuskorkeuden laskus-35 sa. Siksi tällaisten järjestelmien käyttö vaikuttaa ensinnäkin laivan käytön taloudellisuuteen, kun laskuvirheen 4 84039 seurauksena vaihtokeskuskorkeus arvioidaan liian suureksi ja toiseksi se voi johtaa vaaratilanteeseen, kun laskuvirhe johtaa vaihtokeskuskorkeuden pienimpään arvoon.

Lisäksi tunnetaan aluksen viippauksen ja vakavuuden 5 automaattinen valvontajärjestelmä, joka perustuu aluksen kallistukseen. Tämä järjestelmä käsittää tuntoelimen tai lähettimen, joka valvoo aluksen syväyksen arvoa, kallistuskulman tuntoelimen, kallistuksen alajärjestelmän käsin ja automaattisesti toimivilla ohjausventtiileillä ja omalla voiman-10 lähteellään. Tuntoelimet on kytketty signaalin käsittelijään, joka on kytketty laskulaitteeseen, joka määrittää vaihtokeskuskorkeuden arvon. Järjestelmässä on keskuslaite, joka ohjaa sen kaikkien osien toimintaa (ks. "Laivan viippauksen ja vakavuuden valvonta", kirj. E.V. Naidenov, venäjän-15 kielellä, Transport Publishers, Moskova, 1983, s. 115-121).

Tämä järjestelmä ei ole vapaa seuraavista haitoista.

Jos laivan vakavuus on pieni, voi järjestelmän käyttö johtaa suureen kallistumaan, joka ei ole sallittu käytössä ja kun laivan vakavuus on suuri, järjestelmä ei var-20 mistaisi laivan tarpeellista kallistumaa, mikä pahentaa virhettä vaihtokeskuskorkeuden määrityksessä. Lisäksi järjestelmä ei reagoi kyllin nopeasti.

Kun kallistustoiminnat suoritetaan merellä, on uppoaman määritys verraten epätarkka johtuen veden dynaamisen 25 paineen kompensoinnin puuttumisesta. Lisäksi järjestelmä ei ota huomioon sellaisten tekijöiden kuin viippauseron, upotetun syvyyden ja muiden vaikutusta. Lisäksi järjestelmällä ei voida valvoa aluksen yleistä lujuutta.

Po. keksinnön tavoitteena on kehittää järjestelmä, 30 joka valvoo automaattisesti aluksen viippausta ja vakavuutta ja jossa vaihtokeskuskorkeuden laskun tarkkuutta on parannettu, niin että saadaan aikaan aluksen vaaraton toiminta ja tehostetaan sen toimintaa johtuen aluksen kantamasta suuremmasta lastista ja pienemmästä painolastista.

35 Tähän tavoitteeseen päästään järjestelmällä, joka valvoo automaattisesti aluksen viippausta ja vakavuutta ja 5 84039 joka käsittää ainakin kaksi tuntoelintä aluksen syväyksen valvomiseksi aluksen keulaan ja perään asennettuina ja ainakin aluksen kallistuskulman yhden tuntoelimen kytkettynä signaalinkäsittelijän ottoliittimeen, laitteen, joka laskee 5 vaihtokeskuskorkeuden arvon, joka edustaa aluksen vaihtokes-kusvakavuutta, ja aluksen uppoaman ja viippauksen arvon vastaavien antosignaalien avulla, jotka saadaan vastaavista tuntoelimistä, jotka valvovat aluksen syväyksen ja kallistus-kulman arvoja, jolloin tämä laite on kytketty signaalinkä-10 sittelijän antoliittimeen ja kytketty yhteen aluksen kallistumaa valvovan alajärjestelmän kanssa, ja laitteen, joka ohjaa automaattisen valvontajärjestelmän kaikkien osien toimintaa, ja joka järjestelmä po. keksinnön mukaisesti lisäksi sisältää laitteen, joka säätää etukäteen aluksen kallistuk-15 sen arvon ja jonka antoliittimeen on kytketty kallistuskulman osoitin, jonka antoliitin on kytketty signaalien vertai-lulaitteen toiseen ottoliittimeen, jonka vertailulaitteen toinen ottoliitin on kytketty laitteeseen, joka säätää etukäteen aluksen kallistuksen arvon ja jonka antoliitin on 20 kytketty kallistusta ohjaavan alajärjestelmän voimanlähteeseen.

Järjestelmä sisältää mieluiten aikalaitteen, joka on kytketty ohjauslaitteen ottoliittimeen ja joka säätää ennalta aikavälit, joissa suoritetaan aluksen kallistus vaihto-25 keskuskorkeuden määrittämiseksi.

Lisäksi järjestelmä voi sisältää laitteen, joka määrittää aluksen viippauksen ja joka on kytketty syväyksen arvoa valvovien tuntoelimien antoliittimiin ja laitteen, joka säätää etukäteen aluksen syväyksen arvon ja on kytket-30 ty signaalien toisen vertailulaitteen ensimmäiseen ottoliittimeen, jonka vertailulaitteen toiseen ottoliittimeen on kytketty laite, joka määrittää aluksen viippauksen ja jonka antoliitin on kytketty ohjauslaitteen ottoliittimeen.

Pitkittäisen kuollutpainomomentin valvomiseksi jär-35 jestelmä voi lisäksi sisältää ainakin yhden aluksen rungossa kehittyvän mekaanisen rasituksen tuntoelimen, joka on 6 84039 sijoitettu aluksen keskiosaan, ainakin aluksen rungon lämpötilan yhden tuntoelimen ja ulkoveden lämpötilan tuntoelimen, joista jokainen on kytketty vastaaviin ottoliittimiin signaalien käsittelylaitteessa, jonka antoliitin on kytketty 5 ottoliittimeen laitteessa, joka laskee pitkittäisen kuollut-painomomentin eri tuntoelimien antamien antosignaalien perusteella .

Lisäksi järjestelmässä voi olla aluksen varastoja valvovia tuntoelimiä, jotka on kytketty signaalien käsitte-10 lylaitteen ottoliittimeen, jonka käsittelylaitteen antosignaalien avulla korjataan vaihtokeskuskorkeuden laskettua arvoa.

Tällä järjestelmällä voidaan lisätä aluksen käytön tehokkuutta ja saada aikaan edellytykset aluksen häiriöttö-15 mälle toiminnalle vaihtokeskuskorkeuden tarkemman laskun ansiosta .

Keksintöä kuvataan lähemmin seuraavassa sen toteutus-muotojen avulla ja viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa: kuvio 1 esittää kaaviomaista kuvantoa keksinnön mu-20 kaisesta aluksen viippauksen ja vakavuuden automaattisesta valvontajärjestelmästä; ja kuvio 2 esittää lohkokytkentäkaaviota keksinnön mukaisen järjestelmän laskulaitteesta.

Järjestelmä, joka valvoo automaattisesti aluksen 25 viippausta ja vakavuutta, käsittää kaksi tuntoelintä 1 ja 2 (kuvio 1), jotka valvovat aluksen 3 syväyksen arvoa ja jotka on asennettu vastaavasti aluksen 3 perään ja keulaan ja aluksen kallistuskulman tuntoelimen tai lähettimen 4. Kuvattavassa toteutusmuodossa syväysarvon tuntoelimet 1 ja 2 30 ovat veden uimurityyppisten pintamittareiden muodossa, kun taas kallistuskulman tuntoelin tai lähetin 4 on heiluri-tyyppinen kaltevuusmittari. Yhden heilurityyppisen sivukal-tevuusmittarin sijasta voidaan kuitenkin käyttää kahta samanlaista tuntoelintä, jotka valvovat aluksen syväyksen ja 35 jotka asennetaan aluksen eri laidoille sen suurimman leveyden kohdalle, esim. samanlaiset tuntoelimet kuin tuntoelimet 7 84039 θ 1 ja 2. Tällöin kallistuskulman arvo tg määritetään niiden vastaavien mittojen välisen eron suhteena niiden järjestelyn peruspituuteen.

Tuntoelimet 1, 2 ja 4 on kytketty näiden tuntoelinten 5 antosignaalien käsittelylaitteen 5 ottoliittimiin. Käsittelylaitteen 5 tehtävänä on muuntaa tuntoelinten erilaiset an-tosignaalit signaaleiksi, joita voi käsitellä laskulaittees-sa. Signaalien käsittelylaitteen 5 antoliitin on kytketty tietojen otto/antoliitännän 6 ottoliittimeen, niin että saa-10 daan aikaan tuntoelinten tai lähettimien muodostaman sarjan samanaikainen suoritus laitteen 7 kanssa, joka laskee vaih-tokeskuskorkeuden arvon h.

Laitteen 7 avulla lasketaan arvo h, uppoaman arvo D, keskisyväysarvo T, kallistuskulma Θ ja viippauserokulma f.

15 Signaalien käsittelylaitteen 5 ottoliittimeen on myös kytketty aluksen kallistuksen alajärjestelmän 8 antoliitin, joka järjestelmä sisältää painolastisäiliöt 10 yhteydessä pumpun 9 kanssa johtojen 11 kautta, joissa on ohjausventtii-lejä 12. Säiliöissä 10 on nesteen pinnan mittareita 13, joi-20 den antosignaalit syötetään signaalien käsittelylaitteen 5 ottoliittimeen.

Järjestelmä sisältää lisäksi laitteen 14, joka ohjaa sen kaikkien osien toiminnan, ja voimanlähteen 15.

Keksinnön mukaisesti automaattinen valvontajärjestel-25 mä sisältää lisäksi laitteen 16, joka säätää etukäteen aluksen kallistusarvon, kallistuskulman osoittimen 17 kytkettynä tämän laitteen 16 antoiiittimeen ja signaalien vertailu-laitteen 18.

Signaalien vertailulaitteen 18 ensimmäiseen ottoliit-30 timeen on kytketty osoittimen 17 antoliitin ja sen toiseen ottoliittimeen ja kytketty kallistusarvon ennaltasäätävän laitteen 16 antoliitin. Vertailulaitteen 18 antoliitin on kytketty voimanlähteeseen 15 kallistuksen alajärjestelmän 8 pumpun 9 kytkemiseksi päälle ja pois.

35 Arvon h valvonnan varmistamiseksi määrätyin aikavä lein on järjestelmässä aikalaite 19, joka on kytketty 8 84039 ohjauslaitteen 14 ottoliittimeen niiden aikavälien säätämiseksi etukäteen, joissa suoritetaan aluksen kallistus vaih-tokeskuskorkeuden arvon h määrittämiseksi.

Lisäksi järjestelmä sisältää laitteen 20, joka mää-5 rittää aluksen 3 vaihtokeskusviippauksen ja jonka ottoliit-timet on kytketty syväyksen valvovien tuntoelinten 1 ja 2 antoliittimiin, laitteen 21, joka säätää etukäteen aluksen syväyksen arvon, ja signaalien vertailulaitteen 22. Jälkimmäisen ensimmäiseen ottollittimeen on kytketty laite 21, sen 10 toiseen ottoliittimeen on kytketty laite 20 ja sen antolii-tin on kytketty ohjauslaitteen 14 ottoliittimeen.

Pituussuuntaisen kuollutpainomomentin valvonnan aikaansaamiseksi on alukseen 3 asennettu ainakin yksi aluksen 3 rungossa 24 kehittyvän mekaanisen rasituksen tuntoelin 23. 15 Tuntoelin tai -elimet 23 on asennettu aluksen 3 keskilaiva-osaan ja niiden lukumäärän määrää se tarkkuus, joka on tarpeen rungon mekaanisen lujuuden määrityksessä. Täten pidetään yleensä riittävänä asentaa kolme samanlaista tuntoelintä 23 pitkin rungon 23 keskiosan kehää.

20 Mekaanisen rasituksen tuntoelinten 23 lisäksi on alukseen 3 asennettu rungon 24 lämpötilan tuntoelin 25 ja ulkoveden lämpötilan tuntoelin 26. Näiden tuntoelinten 23, 25, 26 vastaavat antoliittimet on kytketty signaalien käsittelylaitteen 5 ottoliittimiin ja tämän antoliitin on kyt-25 ketty ottoliittimeen laitteessa 27, joka laskee pituussuuntaisen kuollutpainomomentin.

Vaihtokeskuskorkeuden lasketun arvon korjauksen varmistamiseksi on järjestelmässä lisäksi aluksen varastojen tuntoelimiä, mm. painolastin määrän tuntoelin 28, polttoai-30 neen kulutusta valvova tuntoelin 29 ja veden purkausta valvova tuntoelin 30. Tuntoelinten 28-30 vastaavat antoliittimet on kytketty signaalien käsittelylaitteen 5 ottoliittimiin.

Laite 7, joka laskee vaihtokeskuskorkeuden arvon, 35 laite 20, joka määrittää aluksen viippauksen, ja laite 27, joka laskee pituussuuntaisen kuollutpainomomentin, on 9 84039 mieluiten koottu yhdeksi laskulaitteeksi 31, joka voi olla tavallinen elektroninen tietokone; vaikuttaa kuitenkin käy-tännöllisemmältä käyttää erikoista tietokonetta, jonka loh-kokytkentäkaavio näytetään kaaviomaisesti kuviossa 2.

5 Laskulaite 31 sisältää laitteen 32 (kuvio 2) alkuolo- suhteiden ja parametrien syöttöä varten, muistin 33, joka on kytketty laitteen 32 antoliittimeen, alkutietomuistin 34, jonka ottoliitin on kytketty muistin 33 antoliittimeen ja jonka antoliitin on kytketty suorittimen 35 ottoliittimeen, 10 jonka suorittimen toinen ottoliitin on kytketty liitäntään 6. Laskutoimitusten tulokset syötetään ulos lukulaitteeseen 36 ja kaukokirjoittimeen 37.

Aluksen viippauksen ja vakavuuden automaattinen valvontajärjestelmä toimii seuraavasti.

15 Aluksen ollessa ulkona tai laiturissa merenkulkija saadakseen selville vaihtokeskusvakavuuden ja viippauksen käyttää ohjauslaitetta 14 voimanlähteen 15 kytkemiseksi päälle, niin että signaali tulee lähetetyksi kallistuksen alajärjestelmään 8 kallistusmomentin aikaansaamiseksi pump-20 puamalla painolastinestettä pumpun 9 avulla johonkin paino-lastisäiliöön 10. Ennen kallistuksen aloittamista merenkulkija antaa kallistusarvon etukäteen säätävän laitteen 16 avulla vaaditun kallistuskulman, jossa alusta on kallistettava (tavallisesti 2-3°). Kun vaadittu kallistuskulma on 25 saatu, syöttää kallistuskulman osoitin 17 ulos analogisen sähkösignaalin, joka ohjataan vertailulaitteeseen 18, joka vertaa signaaleja, jotka tulevat kallistusarvon ennaltasää-tävästä laitteesta 16 siihen, joka tulee kallistuskulman osoittimesta 17. Kun kahden signaalin arvot ovat samat, ver-30 tailulaite 18 päästää läpi ohjaussignaalin voimanlähteeseen 15, niin että kallistuksen alajärjestelmän 8 pumppu 9 tulee kytketyksi pois.

Aluksen syväyksen, kallistuksen ja momentin ajankohtaiset arvot syötetään vastaavista tuntoelimistä 1, 2, 4, 35 24 signaalien käsittelylaitteen 5 ja otto-/antoliitännän 6 kautta laitteeseen 7, joka laskee vaihtokeskuskorkeuden 10 84039 arvon, ja laitteeseen 20, joka määrittää aluksen keskisy-väyksen.

Signaalien käsittelylaite 5 on tarkoitettu muuntamaan ja skaalaamaan signaalit, jotka tulevat jostakin tuntoeli-5 mestä, niin että sen antoliitäntä antaa vakiotasavirtasig-naaleja. Se käsittää kynnyspiirit signaalitasojen ylityksen ilmaisua varten. Otto-/antoliitäntä 6 saa aikaan haluttujen tuntoelinten samanaikaisen toiminnan laskulaitteen 31 kanssa jakamalla tuntoelinten käsittelytoiminta-ajan jakoperiaat-10 teen mukaisesti.

Laite 20 suorittaa aluksen 3 vaihtokeskuskorkeuden laskemisen.

Keskisyväys lasketaan kaavasta: T = 1/2 (T.j + T2) , jossa 15 on aluksen keulan syväyksen arvo; T2 on aluksen perän syväyksen arvo.

Lisäksi lasketaan aluksen viippauseron kulman arvo kaavasta: T1 + T2 20 tg-P = --- , jossa

L

L on aluksen pituus tuntoelinten 1 ja 2 asennuspis-teiden välillä.

Laitteessa 7, joka laskee vaihtokeskuskorkeuden h ar-25 von, tämä arvo h lasketaan hyvin tunnetusta kaavasta: h = ÄITd ' jossa h on aluksen alkuperäinen vaihtokeskuskorkeus; 30 D on tilavuusuppoama; ΔΘ on kallistuskulman kasvu; M on kallistusmomentti.

Aluksen tilavuusuppoaman D arvo lasketaan kaavasta: D = ST, jossa 35 T on aluksen keskisyväyksen arvo; 2 S on aluksen pinta-ala vesiviivan kohdalla, m .

n 84039

Alkuperäinen tietomuisti 34 on siepannut asianmukaiset tiedot "Kapteenin vakavuustiedoista" (tonniskaala syväyksen t cm kohden tai uppoamakäyrä muussa esitysmuodossa), niin että näitä tietoja ja aluksen keulan ja perän kohdalla 5 todellisuudessa mitattuja syväysarvoja voidaan käyttää uppoaman arvon D laskemiseksi.

Kallistusmomentin arvo saadaan valvomalla veden tasoa painolastisäiliössä 10, joka täytetään aluksen kalustamiseksi, tasomittarin 13 avulla ja käyttämällä jokaista 10 mitattua veden tasoa vastaavia haaran tietoja tai tilavuus-tietoja, jotka nekin on siepattu alkutietomuistiin 34.

Kallistuskulman Θ kasvun arvo saadaan kallistuksen tuntoelimestä 4. Kallistuskulman kasvun arvo ΔΘ määritetään kaavasta: 15 ΔΘ = jossa θ-j on kallistuskulman arvo ennen kallistamista; θ2 on kallistuskulman arvo kalustamisen jälkeen. Vaihtokeskuskorkeuden h määritysmenettely voidaan toistaa automaattisesti, jos merenkulkija säätää vaaditun 20 toistoaikavälin aikalaitteella 19, kun hänen mielestään kallistuskoe on toistettava 1, 2, 3, 24 tai 48 tunnin välein; tai muutoin merenkulkija voi laitteen 21 avulla säätää etukäteen aluksen syväysarvon (joka voi olla yleisesti tunnetun potentiometrin muodossa) säätääkseen etukäteen syväyk-25 sen vaihtelun arvon, joka hänen mielestään edellyttää kal-listustoiminnan toistoa, esim. 0,5, 1, 2 m. Tällöin signaalia, joka tulee laitteesta 20, joka mittaa aluksen viippauk-sen ja edustaa aluksen keskisyväysarvoa T ja joka tulee vertailulaitteeseen 22, verrataan arvoon, joka on säädetty 30 etukäteen laitteella 21, jolla säädetään etukäteen aluksen syväysarvo, ja jos arvot ovat samat, päästää vertailulaite 22 läpi ohjaussignaalin ohjauslaitteeseen, niin että kallis-tustoiminta suoritetaan uudestaan, kunnes merenkulkijalla on tarpeeksi tietoja aluksen kunnosta.

35 Laskulaite 31 laskee ja syöttää ulos kaukokirjoitti- meen 37 aluksen staattisen vakavuuden näyttävän kaavion tai ,2 84039 taulukon asianmukaiset muuttujat, taulukkokulman ja staattisen vakavuuden haaran äärimmäisarvot, uppoaman, keulan ja perän syväyksen, keskisyväyksen, viippauseron ja kallistuksen arvot. Saatujen tietojen avulla merenkulkija voi valvoa 5 aluksen viippauksen ja vakavuuden todellisia arvoja. Kaikki edellä mainitut tiedot tulevat verratuiksi suorittimessa 35 suurimpiin sallittuihin arvoihin, jotka on tallennettu alku-tietomuistiin 34.

Aluksen rungossa 24 esiintyvän mekaanisen rasituksen 10 tuntoelimen 23 avulla (joka voi olla rasituksen mittari tai magnetoelastinen muutin) ja niiden tietojen avulla, jotka saadaan rungon lämpötilan tuntoelimestä 25 (tai useista tällaisista tuntoelimistä) ja ulkoveden lämpötilan tuntoelimestä 26 laskee laite 27 pitkittäisen kuollutpainomomentin to-15 dellisen arvon. Alkutietomuistiin 34 tallennettujen tietojen avulla laite 27, joka laskee pitkittäisen kuollutpainomomentin, suorittaa lisäksi sinänsä tunnetuin menetelmin aluksen rungon eri osissa vastusmomenttien, taivutusmomentin keskilaivassa ja taipuman korkeuden laskemisen. Tätä tietoa ver-20 rataan suorittimessa 35 suurimpiin sallittuihin arvoihin, jotka on tallennettu alkutietomuistiin 34, ja se syötetään ulos lukulaitteeseen 36 ja kaukokirjoittimeen 37.

Merimatkan aikana viippauksen, vakavuuden ja pitkittäisen kuollutpainomomentin arvot tulevat korjatuiksi käyt-25 täen tietoja, jotka tulevat laskulaitteeseen 31 tuntoelimistä 28, jotka valvovat painolastin määrän (joka on paino-lastisäiliöissä), polttoaineen kulutuksen tuntoelimistä 29 ja tuntoelimistä 30, jotka valvovat tuoreen veden (juoma-ja pesuveden) varaston tyhjenemistä. Korjaus tapahtuu si-30 nänsä tunnetuin menetelmin ja korjauksen tulos syötetään ulos kaukokirjoittimeen 37 aluksen kunnon arvioimiseksi. Täten viippauksen ja vakavuuden automaattinen valvontajärjestelmä mahdollistaa aluksen seuraavien muuttujien määrityksen: keula-, perä- ja keskisyväyksen, staattisen kallistuman, 35 vaihtokeskuskorkeuden ja sen äärimmäisarvojen, staattisen vakavuuden taulukon ja sen pääkomponenttien, merenkäynti- 13 84039 ajanjakson sekä pituussuuntaisen kuollutpainomomentin ja sen äärimmäisarvojen. Järjestelmä kykenee antamaan aluksen päällikölle ehdotuksia lastin järkiperäisestä jaosta ja uudelleenjaosta aluksen lastinkantokyvyn lisäämiseksi.

5 Tässä esitellyn järjestelmän käytön avulla voidaan aluksen lastinkantokykyä nostaa jopa 20 %:lla# riippuen lastin luonteesta.

Koko purjehduksen aikana aluksen päällikön jatkuvana ongelmana on löytää kompromissi toisaalta riittävän vakavuu-10 den, lujuuden ja hyväksyttävän syväyksen ja toisaalta aluksen toiminnan taloudellisuutta parantavan/ riittävän lastinkantokyvyn välillä. Tässä kompromississa ovat turvallisuusnäkökohdat aina tärkeimmät, koska aluksen ja sen lastin menetys merkitsee aluksen kaikkein epätehokkainta käyttöä.

15 Laajalti käytetty laskemismenetelmä, jossa valvotaan viippaus- ja vakavuusominaisuudet, on altis virheille silloinkin, kun se toteutetaan tietokoneiden avulla. Pääosan laskuvirheistä aiheuttaa lastin painopisteiden ja painon koordinaattien suoran käytön epätarkkuus. Ollakseen aivan 20 varma tämän todennäköisen virheen huomioon ottamisesta aluksen päällikkö useimmiten selvästi alikuormittaa aluksensa, luopuu kansilastista ja päättää ylimääräisen painolastin mu-kanakuljettamisesta. Kuitenkin aluksen liiallinen vakavuus voi olla yhtä vaarallinen kuin riittämätön vakavuus. Tässä 25 kuvatun järjestelmän avulla voidaan käytännössä varmistaa riittävä, mutta ei liiallinen vakavuus, joka perustuu todellisten vakavuus-, viippaus- ja lujuusominaisuuksien tarkempaan määritykseen ja myöskin näiden ominaisuuksien muuttumisen ennakointiin aluksen käytön aikana. Järjestelmän tä-30 män ominaisuuden ansiosta alus voi ottaa ylimääräistä lastia liiallisen painolastin sijasta, mikä parantaa sen lastinkantokykyä. Silloinkin kun ylimääräistä lastia ei ole saatavissa, voidaan tällä järjestelmällä säästää polttoainetta, koska aluksessa ei ole liikaa painolastia. Tämä polttoaineen 35 säästö voi olla jopa 15 %. Edellä kerrotusta käy ilmi, että h 84039 käyttämällä tässä kuvattua viippauksen ja vakavuuden valvontajärjestelmää, voidaan parantaa laivojen ja alusten toiminnan taloudellista tehokkuutta.

Claims (5)

15 84039

1. Järjestelmä, joka valvoo automaattisesti aluksen viippauksen ja vakavuuden ja joka käsittää ainakin kaksi 5 tuntoelintä (1, 2), jotka valvovat aluksen (3) syväyksen arvon ja jotka on asennettu aluksen (3) perään ja keulaan, ja ainakin yhden tuntoelimen (4) aluksen kallistuskulmaa varten kytkettynä signaalien käsittelylaitteen (5) ottoliittimeen, laitteen (7), joka laskee vaihtokeskuskorkeuden arvon, joka 10 edustaa aluksen (3) vakavuutta, ja aluksen (3) uppoaman ja viippauksen arvon vastaavista signaaleista, jotka tulevat niiden vastaavien tuntoelinten (1, 2, 4) antoliittimistä, jotka valvovat aluksen syväyksen ja kallistuskulman arvoja, joka laite (7) on kytketty signaalien käsittelylaitteeseen 15 (5) antoliittimeen ja alajärjestelmään (8), joka ohjaa aluk sen (3) kallistumista, ja laitteen (14) , joka ohjaa automaattisen valvontajärjestelmän kaikkien osien toimintaa, tunnettu siitä, että järjestelmä lisäksi sisältää laitteen (16), joka säätää etukäteen aluksen (3) kallistuk-20 sen arvon ja jonka antoliittimeen on kytketty kallistuskulman osoitin (17), jonka osoittimen antoliitin on kytketty signaalien vertailulaitteen (18) toiseen ottoliittimeen, jonka vertailulaitteen toinen ottoliitin on kytketty laitteeseen (16), joka säätää etukäteen aluksen (3) kallistuk-25 sen arvon ja jonka antoliitinon kytketty kallistusta ohjaavan alajärjestelmän (8) voimanlähteeseen (15).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää aikalait-teen (19), ioka on kytketty ohjauslaitteen (14) ottoliitti- 30 meen sen aikavälin säätämiseksi etukäteen, jossa suoritetaan aluksen (3) kallistus vaihtokeskuskorkeuden määrittämiseksi .

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se käsittää laitteen (20), joka 35 määrittää aluksen (3) viippauksen ja joka on kytketty syväyksen arvoa valvovien tuntoelinten (1, 2) antoliittimiin ,6 84039 ja laitteen (21), joka säätää etukäteen aluksen syväysar-von ja on kytketty signaalien vertailulaitteen (22) ensimmäiseen ottoliittimeen, jonka vertailulaitteen toiseen otto-liittimeen on kytketty laite (20), joka määrittää aluksen 5 viippauksen ja jonka antoliitin on kytketty ohjauslaitteen (14) ottoliittimeen.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että pituussuuntaisen kuol-lutpainomomentin valvonnan aikaansaamiseksi se käsittää ai- 10 nakin yhden aluksen (3) rungossa esiintyvän mekaanisen rasituksen tuntoelimen (23) sijoitettuna aluksen keskilaivaosaan, ainakin aluksen rungon (24) lämpötilan yhden tuntoelimen (25) ja ulkoveden lämpötilan tuntoelimen (26), kukin kytkettynä signaalien käsittelylaitteen (5) vastaaviin otto-15 liittimiin, jonka käsittelylaitteen antoliitin on kytketty ottoliittimeen laitteessa (27), joka laskee pituussuuntaisen kuollutpainomomentin tuntoelinten (23, 25, 26) vastaavista antosignaaleista.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen järjes-20 telmä, tunnettu siitä, että se käsittää tuntoelimet (28, 29, 30), jotka valvovat aluksen varastoja ja jotka on kytketty signaalien käsittelylaitteen (5) ottoliittimeen niiden antosignaalien käyttämiseksi vaihtokeskuskorkeuden lasketun arvon korjaamiseksi. 17 84039