FR2569157A1 - Systeme de controle automatise de l'assiette et de la stabilite d'un navire - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LA NAVIGATION. LE SYSTEME DE CONTROLE FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST CARACTERISE EN CE QU'IL POSSEDE UN BLOC 16 DE CONSIGNE DE LA VALEUR D'INCLINAISON DU NAVIRE, UN SIGNALISEUR 17 DE L'ANGLE DE BANDE, RELIE A LA SORTIE DUDIT BLOC DE CONSIGNE 16 ET DONT LA SORTIE EST RELIEE A UNE ENTREE D'UN ELEMENT DE COMPARAISON DES SIGNAUX 18 DONT L'AUTRE ENTREE EST RELIEE AU BLOC 16 DE CONSIGNE DE LA VALEUR D'INCLINAISON DU NAVIRE, TANDIS QUE SA SORTIE EST RELIEE A UN BLOC 15 D'ALIMENTATION DU SOUS-SYSTEME D'INCLINAISON 8. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A DES NAVIRES AYANT UN TONNAGE DE DEPLACEMENT D'AU MOINS UN MILLIER DE TJB, TELS QUE, PAR EXEMPLE, LES NAVIRES-CITERNES, LES NAVIRES PORTE-CONTENEURS.

Description

La présente invention concerne les moyens de contrôle des caractéristiques de navigabilité des navires et a notamment pour objet un système de contrôle automatisé de l'assiette et de la stabilité des navires.

L'invention est applicable notamment à des navires de tout type ayant un tonnage de déplacement d'au moins un millier de tonneaux de jauge brute, tels que, par exemple, les navires-citernes, les navires porte-conteneurs, les navires"roll-on/roll-off" et "ro-flow", -les minéraliers, les pétroliers, les navires pour le transport de bois et de marchandises diverses, les chalutiers et les plateformes flottantes.

On sait que, pour assurer la sécurité de navigation, l'équipage d'un navire doit connaitre les caractéristiques techniques d'exploitation du navire au moment considéré du voyage, par exemple les caractéristiques de navigabilite et de résistance du navire de même que le comportement du système dynamique complexe "navire/marchandises/environnement marin", ce qui est très important surtout dans les situations critiques qui peuvent surgir pendant le voyage.

On connaît différents systèmes destinés au contrôle de l'assiette, de la stabilité et de la résistance générale d'un navire.

C'est ainsi, par exemple, que les systèmes contrôlant la résistance générale du navire sont basés sur l'évaluation du moment de flexion-total, des efforts tranchants ou des contraintes dues à la flexion totale de la coque du navire.

L'un de ces systèmes connus (celui du navire "Olympic challenger" de 65000 tonneaux de portée en lourd) comporte un projecteur mont au milieu du navire pour envoyer un rayon lumineux sur un miroir placé dans la superstructure érigée à l'arrière.

Le miroir renvoie le rayon vers une cellule photo-électrique installée a proximité du projecteur. En cas de déviation du rayon, la cellule photoélectrique produit un signal qui est appliqué au mécanisme de rotation du miroir pour faire revenir le rayon à sa position précédente. L'angle de rotation du miroir constitue le signal de sortie du capteur de fléchissement du navire. Etant donné que, dans les différents plans de section de la coque,les moments fléchissants et les efforts tranchants ont des valeurs différentes, ledit procédé ne permet pas d'obtenir des résultats précis.

On connaît également un système de contrôle de la résistance, basé sur le même principe de fonctionnement.

Ce système permet de déterminer les moments fléchissants et les efforts tranchants en fonction de l'enfoncement (tirant d'eau) du navire, que l'on mesure dans plusieurs plans de section. La précision dudit système est encore plus faible en raison de l'imperfection des capteurs utilisés actuellement pour contrôler le tirant d'eau des navires, étant donné que l'erreur absolue de mesure du tirant d'eau atteint parfois la valeur du fléchissement maximum du navire et, de plus, les deux systèmes décrits ci-dessus n'arrivent pas à effectuer le contrôle de la stabilité du navire.

Par ailleurs, on connait des systèmes de contrôle de la résistance générale du navire qui permettent de mesurer les contraintes apparaissant dans la coque du navire en faisant appel à cet effet à des jauges de contrainte à résistance (voir, par exemple, le système "Wedar", Norvège).

Ce système est destiné à mesurer la charge due aux vagues.

Pour modifier la charge externe, on change le navire de cap et on fait varier sa vitesse.

Ledit système comporte des capteurs de pont à bâbord et à tribord, mesurant les contraintes totales dues au moment fléchissant vertical en martresse section, un accéléromètre de proue mesurant les déplacements verticaux du navire, un dispositif électronique d'amplification et une unité de traitement de données installée dans la timonerie, de même que des moyens de signalisation.

Quand les contraintes atteignent leur valeur de seuil, un signal d'avertissement apparaît tout de suite.

Le système du type connu précite présente 1-' inconvénient de ne résoudre en aucune façon les problèmes de contrôle de l'assiette et de la stabilité des navires et, de plus, en raison de leurs défauts de construction, lesdits instruments destinés a contrôler la résistance de la coque du navire n'ont pas trouvé de larges applications.

L'un des systèmes contrôlant l'assiette et la stabilité est le système de la société wIntering ". Pour déterminer le tirant d'eau, le navire possède & l'avant et a l'arrière deux instruments de mesure de l'enfoncement, du type hydrostatique. Pour ce qui est de la détermination de la hauteur métacentrique, on doit, d'après l'expérience que l'on a pu acquérir en ce qui concerne l'inclinaison des navires, connaStre le moment d'inclinaison, le tonnage de déplacement du navire et l'incrément de l'angle de bande du navire sous l'action du moment d'inclinaison s'appliquant a ce navire.

Le système "Intering" ne prévoit que l'inclinaison automatique du navire, c'est-a-dire le transfert forcé d'un liquide (lest) dans la caisse d'inclinaison a l'aide d'un compresseur. Suivant le type du navire, la valeur du minent d'inclinaison reste constante (environ 4qo, a 58R,5 B.m)
La valeur de l'incrément de l'angle de bande est donnée par un inclinomètre qui se présente sous forme d'une simple nivelle ayant une base de 2 matras. Cet instrument permet d'obtenir l'incrément de l'angle de bande avec une précision de 0,1 degré d'arc. Les inconvénients dudit système sont la faible précision et la grande difficulté de la détermination de la hauteur métacentrique.

La faible précision est due au fait que le système fait appel a un inclinomètre dont la valeur d'une division d'échelle est de 0,1 degré, et que l'on prend en compte un moment fléchissant permanent, ce qui, pour une faible hauteur métacentrique, entraine l'apparition d'angles de bande indamissiblement grands,allant jusqu'a 80, et peut donner lieu à des déplacements des marchandises se trouvant à bord, étant donné que, d'une façon générale, l'inclinaison se fait après les opérations de chargement, avant de prendre le large, lors de l'arrimage; de même, avec de tels angles de bande, la précision du calcul de la hauteur métacentrique décrolt. C'est ainsi, par exemple, que pour un angle de bande de 80, l'erreur relative est de 108 pour une hauteur métacentrique peu élevée (voir Naydenov E.V., "Contrôle de l'assiette et de la stabilité des navires", Moscou, "Transport", 1983, pp. 111-112).

Quand la hauteur métacentrique est élevée, le moment d'inclinaison permanent met le navire à la bande dont la valeur est trop faible (0,3-0,4 ) et est comparable à l'erreur de l'incrément de l'angle de bande. Il en résulte des erreurs importantes, allant jusqu'à 25%, dans les calculs de la hauteur métacentrique. Pour cette raison, la mise en oeuvre de systèmes de ce type ne permet pas, premièrement, d'exploiter le navire de façon rentable, si l'erreur de calcul donne lieu à un accroissement excessif de la hauteur métacentriquè, soit, deuxièmement, peut être à l'origine d'un incident de navigation, si l'erreur de calcul va dans le sens d'une valeur minimale de la hauteur métacentrique.

On connaît un système de contrôle automatisé de l'assiette et de la stabilité d'un navire, basé sur l'inclinaison du navire. Ce système comporte un capteur contrôlant la valeur du tirant d'eau du navire, un capteur de l'angle de bande, un sous-système d'inclinaison muni de vannes de commande manuelle et automatique, et d'un bloc d'alimentation. Les capteurs sont reliés à un formateur de signaux associé à une unité de calcul qui détermine la valeur de la hauteur métacentrique. Le système possède un bloc central de commande de tous les ensembles constitutifs (voir Naydenov E.V. "Contrôle de l'assiette et de la stabilité des navires", Moscou, "Transport", 1983, pp.115-121).

L'utilisation de ce système connu présente les désavantages suivants.

Quand la stabilité du navire est faible, ce système donne lieu à une forte inclinaison du navire, inadmissible en pratique, et quand la stabilité du navire est élevee, le systeme n'assure par l'inclinaison indispensable, ce qui conduit à un accroissement de l'erreur dans la détermination de la hauteur métacentrique.

En outre, la rapidité d'action du système n'est pas élevée.

De plus, quand l'inclinaison se fait en pleine mer, la précision de détermination du déplacement est faible, car les pressions cinétiques de l'eau ne sont pas compensées.

L'influence d'autres facteurs tels que la différence, la profondeur d'immersion, etc., n'est pas prise en compte.

De plus, avec ce système, il est impossible de contrôler la résistance génerale du navire.

La présente invention vise donc à créer un système de contrôle automatisé de l'assiette et de la stabilité d'un navire, qui permettrait de calculer de façon plus précise la hauteur métacentrique pour assurer une exploitation du navire sans incidents, de même qu'une amélioration de l'efficacité d'exploitation du navire grâce à l'augmentation de la quantité de marchandises transportées et à la diminution de la quantité de lest.

Ce problème est résolu du fait que le système de contrôle de l'assiette et de la stabilité d'un navire, du type comportant au moins deux capteurs contrôlant la valeur du tirant d'eau du navire et installés à l'arrière et à l'avant du navire, et au moins un capteur de l'angle de bande, lesdits capteurs étant connectés à un formateur de signaux, une unité de calcul de la hauteur métacentrique caractérisant la stabilité du navire, et les valeurs du tonnage de déplacement et de l'assiette du navire suivant les signaux respectifs provenant des sorties des capteurs contrôlant le tirant d'eau et l'angle de bande, ladite unité de calcul étant reliée à la sortie du formateur de signaux et étant associée à un sous-système d'inclinaison du navire, et un bloc de commande de tous les ensembles du système de contrôle automatique, est caractérisé, selon l'invention, en ce qu'il possède un bloc de consigne de l'inclinaison du navire, un signaliseur de l'angle de bande,relié à la sortie dudit bloc de consigne et ayant une sortie reliée à une entrée d'un élément comparateur de signaux dont l'autre entrée est reliée au bloc de consigne de l'inclinaison du navire, tandis que sa sortie est raccordée à un bloc d'alimentation du sous-système d'inclinaison.

Il est avantageux que le système soit muni d'une horloge reliée à l'entrée du bloc de commande en vue d'imposer les intervalles de consigne au bout desquels doit s'effectuer l'inclinaison du navire pour déterminer la hauteur métacentrique.

Le système peut comporter un bloc de détermination de l'assiette du navire, relie aux sorties des capteurs contrôlant le tirant d'eau, et un bloc de consigne de la valeur du tirant d'eau du navire, relié à la première entrée d'un deuxième élément comparateur de signaux et.

à la.deuxième entrée duquel est relié le bloc de détermination de l'assiette du navire, alros que sa sortie est connectée à l'entrée du bloc de commande.

Pour effectuer les contrôles du moment longitudinal de port en lourd, le système peut comporter au moins un capteur des contraintes mécaniques apparaissant dans la coque du navire, monté en maîtresse section de la coque, au moins un capteur de la température de la coque du navire et un capteur de la température de l'eau, reliés chacun à l'entrée respective du formateur de signaux dont la sortie est connectée à l'entrée d'une unité de calcul du moment longitudinal de port en lourd d'après les signaux de sortie des capteurs respectifs.

il est également avantageux que le système soit équipé de capteurs de contrôle des réserves de bord, connectés à l'entrée du formateur de signaux pour corriger, d'après les signaux de sortie desdits capteurs, la valeur calculée de la hauteur métacentrique.

Le système, objet de la présente invention, permet d'améliorer l'efficacité d'exploitation des navires et assure leur exploitation sans incidents grâce à la possibilité de calculer de façon plus précise la valeur de la hauteur métacentrique.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec reférences aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure 1 représente un système de contrôle automatisé de l'assiette et de la stabilité d'un navire, conforme à la présente invention;
- la figure 2 représente un schéma synoptique de l'unité de calcul, selon l'invention.

Le système de contrôle automatisé de l'assiete et de la stabilité d'un navire comporte deux capteurs 1, 2 (figure 1) contrôlant le tirant d'eau du navire 3 et montés à l'arrière et à l'avant du navire, et un capteur 4 de l'angle de bande. Dans le cas considéré ici à titre d'exemple, les capteurs 1, 2, contrôlant la valeur du tirant d'eau sont réalisés sous forme d'indicateurs de niveau à flotteur, et le capteur 4 de l'angle de bande, sous forme d'un inclinomètre à pendule. Toutefois, l'inclinomètre à pendule peut être remplacé par deux capteurs identiques de contrôle de la valeur du tirant d'eau du navire, montés sur le côté tribord et sur le côté bâbord à l'endroit le plus large du navire, ces deux capteurs pouvant être du même type que les capteurs 1, 2.

La valeur de l'angle de bande est définie comme étant le rapport de la difference de leurs indications à la longueur de base de leur disposition.

Les capteurs 1, 2 et 4 sont reliés aux entrées res pectives.d'un formateur 5 de signaux de sortie des capteurs. Le formateur 5 est prévu pour convertir les différents signaux de sortie provenant des capteurs en signaux aptes au traitement ultérieur dåns un dispositif de calcul. La sortie du formateur 5 est connectée à l'entrée d'une interface 6 d'entrée-sortie des informations qui assure le fonctionnement simultané de plusieurs capteurs et de l'unité 7 de calcul de la hauteur métacentrique h.

L'unité 7 est destinée à calculer la valeur h, la valeur du-tonnage de déplacement D, le tirant d'eau moyen T, l'angle de bande 9 , l'angle de différence t .

L'entrée du formateur 5 est reliée à la sortie d'un sous-système 8 d'inclinaison du navire 3, qui comporte une pompe 9, des ballasts 10 communiquant avec la pompe 9 au moyen d'une conduite 11 équipée de vannes 12. Les ballasts 10 abritent des mesureurs 13 de niveau de liquide dont les sorties délivrent des signaux à l'entrée du formateur 5.

Le système possède également un bloc 14 qui effectue la commande du fonctionnement de tous ses ensembles, et aussi un bloc 15 d'alimentation.

Selon l'invention, le système de contrôle automatisé a un bloc 16 de consigne de la valeur d'inclinaison du navire, un signaliseur 17 de l'angle de bande, relié à la sortie dudit bloc 16, et un élément comparateur de signaux 18.

La première entrée de l'élément 18 est reliée à la sortie du signaliseur 17, tandis que sa seconde entrée est connectée à la sortie du bloc 16 de consigne de la valeur d'inclinaison. La sortie de l'élément 18 est reliée au bloc d'alimentation 15 en vue de mettre sous tension et hors tension la pompe 9 faisant partie du sous-système 8 d'inclinaison.

Afin d'assurer le contrôle de la valeur h dans des intervalles de temps prédéterminés, le système comporte une horloge 19 se présentant sous forme d'un temporiseur qui est relié à l'entrée du bloc 14 et prescrit les intervalles au bout desquels se fait l'inclinaison du navire 3 permettant la détermination de la hauteur métacentrique h.

De plus, le système contient un bloc 20 de détermination de l'assiette du navire 3 dont les entrées sont reliées aux sorties des capteurs 1, 2 contrôlant la valeur du tirant d'eau, un bloc 21 de consigne du tirant d'eau du navire 3 et un élément 22 de comparaison des signaux. La première entrée de l'élément 22 est reliée au bloc 21, sa deuxième entrée, au bloc 20, et sa sortie à l'entrée du bloc de commande 14.

Pour effectuer le contrôle du moment longitudinal de port en lourd, le navire 3 comporte au moins un capteur 23 des contraintes mécaniques apparaissant dans la coque 24 du navire 3. Les capteurs 23 sont montés en maîtresse section de la coque 24 et le nombre requis de capteurs 23 depend de la précision que l'on veut obtenir lors de la détermination de la résistance mécanique de la coque.

On considère, par exemple, qu'il est suffisant d'avoir trois capteurs identiques suivant le périmètre de la maltresse section de la coque 24.

Outre les capteurs 23 de contraintes mécaniques, le navire 3 est équipe d'un capteur 25 de la température de la coque 24 et d'un capteur 26 de la température de l'eau. Les sorties des capteurs 23, 25 et 26 sont reliées aux entrées du formateur 5, la sortie de ce dernier étant connectée à l'entrée d'une unité 27 de calcul du moment longitudinal de port en lourd.

Pour la correction de la valeur calculée de la hauteur métacentrique, le système comprend des capteurs de contrôle des réserves de bord, parmi lesquels il y a, par exemple, un capteur 28 de contrôle de la quantité de lest, un capteur 29 de contrôle de la consommation de carburant, un capteur 30 de contrôle de la consommation d'eau. Les sorties des capteurs 28 à 30 sont reliées aux entrées du formateur de signaux 5.

L'unité 7 de calcul de la hauteur métacentrique, le bloc 20 de détermination de l'assiette du navire et l'unité 27 de calcul du moment longitudinal de port en lourd peuvent être réalisés sous forme d'un seul ensemble 31 formant un ordinateur. Il est même à la fois avantageux et pratique d'utiliser non pas un ordinateur standard d'un type connu en soi, mais un ordinateur spécialisé dont le schéma synoptique est représenté sur la figure 2.

L'ensemble de calcul 31 comporte un dispositif 32 (figure 2) d'entrée des conditions et paramètres initiaux, une mémoire 33 reliée à la sortie du dispositif 32, une mémoire 34 pour les données de départ, dont l'entrée est connectée à la sortie de la mémoire 33, et la sortie, à l'entrée d'un processeur 35 qui a une autre entrée connectée à l'interface 6. Les résultats des calculs passent dans un dispositif de lecture 36 et un télétype 37.

Le système de contrôle automatisé de l'assiette et de la stabilité d'un navire fonctionne de la manière suivante.

Quand le navire se trouve en rade ou séjourne à quai et qu'il faut déterminer la stabilité et l'assiette du navire, la navigateur se sert du bloc de commande 14 pour mettre en actionJle bloc d'alimentation 15 et un signal attaque le sous-système d'inclinaison 8 qui crée un moment d'inclinaison en faisant passer le lest dans l'un desballasts 10 à l'aide de la pompe 9.Avant de procéder à l'inclinaison, le navigateur consigne à l'aide du bloc 16 de consigne de l'inclinaison la valeur de l'inclinaison que doit prendre la navire (généralement 2 à 30). Lorsque la valeur nécessaire de l'angle de bande est atteinte, le signaliseur 17 de l'angle de bande débite-un signal électrique analogique qui est reçu par l'élément de comparaison 18 où se fait la comparaison des signaux issus du bloc 16 de consigne de l'inclinaison et des signaux en provenance du signaliseur 17 de l'angle de bande. Quand les valeurs de ces signaux colncident, l'élément 18 de comparaison émet un signal de commande qui est appliqué au bloc d'alimentation 15 et met hors d'action la pompe 9 du sous-système 8 d'inclinaison du navire.

Les valeurs du tirant d'eau, de l'inclinaison et du moment d'inclinaison, fournies par les capteurs 1, 2, 4, 13, sont appliquées par l'intermédiaire du formateur 5 et de l'interface d'entrée-sortie 6 à l'unité 7 de calcul de la hauteur métacentrique et au bloc 20 de détermination de l'assiette du navire.

Le formateur de signaux 5 est prévu pour convertir et mettre à l'échelle les signaux produits par chacun des capteurs en vue d'obtenir des signaux standards de courant continu. Il comprend des dispositifs à seuil de dépassement des niveaux de signaux. L'interface d'entrée-sortie 6 assure le fonctionnement simultané de n'importe quel nombre de capteurs en adoptant un régime de temps partagé pour les capteurs mis en oeuvre.

Le bloc 20 de détermination de l'assiette du navire 3 effectue le calcul de l'assiette.

Le calcul du tirant d'eau moyen se fait d'après l'expression suivante T = 2 (T1 + T2) où
T1 est la valeur du tirant d'eau avant,
T est la valeur du tirant d'eau arrière.

Pour déterminer la valeur de l'angle Y de différence du navire, on se sert de l'expression suivante
T1 + T
tg ? =
L où
L est la longueur du navire entre les points où sont montés les capteurs 1, 2.

L'unité 7 de calcul de la hauteur métacentrique h effectue le calcul de la valeur h en faisant appel à l'expression très connue
M
h = D où
h est la hauteur métacentrique du navire,
D, le volume de carène,
ss 6 , l'increment de l'angle de bande,
M, le moment d'inclinaison.

La valeur du déplacement D du navire s'obtient à partir de la formule suivante
D = ST, où T est la valeur du tirant d'eau moyen,
S est la surface de la ligne d'eau (m2).

Dans la mémoire 34 des données de départ sont chargées et stockées des données des "Informations" du capitaine sur la stabilité" (par exemple, l'échelle des tonnes par cm de tirant d'eau ou, sous une autre forme, "l'échelle des charges", c'est-à-dire "la courbe de tonnage de déplacement").

Avec ces informations et les valeurs réelles mesurées des tirants d'eau avant et arriere, on détermine la valeur du tonnage de déplacement D.

La valeur de moment d'inclinaison s'obtient en déterminant le niveau d'eau dans le ballast 10 utilisé pour l'inclinaison du navire 3, ledit niveau d'eau dans le ballast 10 étant déterminé à l'aide de l'indicateur de niveau 13 et des informations concernant le bras et le volume correspondant à ce niveau1 qui sont stockées dans la mémoire 34 de données de départ.

La valeur de l'incrément de l'angle de bande S est fournie par le capteur de l'angle de bande 4. Pour obtenir la valeur de l'incrément de l'angle de bandez on a recours à la formule suivante

où 1 est la valeur de l'angle de bande avant l'incli
naison,
est la valeur de l'angle de bande apres l'incli
naison.

La détermination de la hauteur métacentrique h peut être répétée automatiquement et, pour ce faire, le navigateur doit prérégler soit le temps, à l'aide de l'horloge 19 qui peut fixer les intervalles de temps au bout desquels, d'après le navigateur, il est nécessaire de réaliser l'inclinaison, par exemple, toutes les 1, 2, 3, 24, 48 heures, soit la variation du tirant d'eau, à l'aide du bloc 21 de consigne du tirant d'eau du navire (ledit bloc 21 pouvant être réalisé sous forme d'un simple potentiomètre), quand le navigateur prescrit les variations du tirant d'eau avec lesquelles il est indispensable de répéter l'inclinaison, par exemple : 0,5; 1; 2m. L'élément comparateur 22 reçoit un signal en provenance du bloc 20 de détermination de l'assiette, correspondant à la valeur du tirant d'eau moyen T.Dans l'é- lément comparateur 22, ce signal est comparé avec la valeur assignée par le bloc 21 de valeur imposée du tirant d'eau du navire, et, en cas de coincidence, l'élément comparateur 22 laisse passer le signal de commande vers l'entrée du bloc de commande 14, et l'inclinaison du navire recommence et se poursuit jusqu'à ce que le navigateur reçoive les données nécessaires concernant l'état du navire.

L'ensemble de calcul 31 effectue les calculs et l'édi- tion à l'aide du télétype 37 des paramètres de la courbe de stabilité statique du navire, des valeurs limites de l'angle de diagramme, du bras de stabilité, les valeurs de déplacement, de tirant d'eau avant et arrière, de tirant d'eau moyen, de différence, d'inclinaison. Les données obtenues permettent au navigateur d'évaleur les valeurs réelles de l'assiette et de la stabilité du navire. Toutes ces valeurs sont comparées dans le processeur 35 avec les valeurs limites admissibles qui sont stockées dans la mémoire 34 de données de départ.

En utilisant le capteur 23 de contraintes mécaniques dans la coque 24 du navire (ce capteur peut être réalisé sous forme d'une jauge de contraintes à résistance ou d'un transducteur magnétoélastique), ainsi que les données issues du capteur 25 de température de la coque du navire (plusieurs capteurs de ce type peuvent être employés) et du capteur 26 de température d'eau, l'unité 27 de calcul du moment longitudinal de port en lourd détermine la valeur réelle du moment longitudinal de port en lourd. De même, en se servant des informations stockées dans la mémoire 34 de données de départ, l'unité 27 de calcul du moment longitudinal de port en lourd détermine, par des méthodes connues, les moments de résistance dans les divers plans de section de la coque du navire, le moment fléchissant en maîtresse section, la flèche.Ces informations sont comparées dans le processeur 35 avec les valeurs limites admissibles se trouvant dans la mémoire 34 de données de départ et sont transmises ensuite au dispositif de lecture 36 et au télétype 37.

Pendant la traversée on procède à la correction des valeurs de l'assiette, de la stabilité et du moment longitudinal de port en lourd, en utilisant à cet effet les informations fournies à l'ensemble de calcul 31 par les capteurs 28 de contrôle de la quantité de lest (ces capteurs sont montés dans les ballasts), les capteurs 29 de contrôle de la consommation de combustible, les capteurs 30 de contrôle de la consommation d'eau (eau potable et de lavage). La correction se fait à l'aide de méthodes connues. Les résultats de cette opération passent au télétype 37 et permettent d'évaluer l'état du navire.

Ainsi, le système de contrôle automatisé de l'assiette et de la stabilité permet de déterminer les paramètres suivants du navire: le tirant d'eau avant et arrière, le tirant d'eau moyen, la différence, le tonnage de déplacement et le port en lourd, l'inclinaison statique, la hauteur métacentrique et sa valeur limite, la courbe de stabilité statique et ses éléments essentiels, la période calculée de roulis, le moment longitudinal de port en lourd et ses valeurs limites. Le système peut mettre à la disposition du capitaine des recommandations concernant la mise en place et la répartition des marchandises reçues à bord en vue d'augmenter la capacité du navire.

Grâce à l'utilisation du système selon l'invention, l'accroissement de la capacité du navire atteint 20% suivant le type de marchandise à transporter.

En pratique, le capitaine de tout navire doit toujours accepter un compromis entre, d'une part, une stabilité suffisante; une bonne résistance et une assiette admissible, et d'autre part, une capacite efficace du navire. Or une importance prioritaire est toujours accordée à la sécurité de navigation, étant entendu que la perte du navire et de la marchandise est un cas extrême d'un manque d'efficacité dans l'exploitation du navire.

La méthode de calcul utilisée largement pour contrôler les caractéristiques de l'assiette et de la stabilité implique des erreurs, même lorsqu'elle est réalisée à l'aide de l'informatique. La plupart des erreurs apparaissant dans les calculs sont dues à la mauvaise précision de la prise en compte immédiate des coordonnées des centres de gravité des marchandises et de leurs masses. Pour com penser les erreurs éventuelles et en vue de prendre toutes les précautions possibles, le responsable du navire n'accepte pas volontairement le chargement complet, refuse les cargaisons en pontée et prend expressément des quantités de lest qui sont au-delà du nécessaire. Toutefois, une stabilité excédentaire (de redondance)peut être aussi dangereuse pour le navire qu'une stabilité insuffisante.

Le système conforme à la présente invention assure pratiquement une stabilité suffisante sans aucune redondance par suite de la détermination plus précise des caractéristiques réelles de la stabilité, de l'assiette et de la résistance, aussi bien que grâce aux prévisions de leurs variations au cours de l'exploitation du navire. C'est pour cette raison que le navire peut recevoir à son bord des marchandises supplémentaires à la place des lests superflus, ce qui rend plus importante la capacité du navire. Lorsqu'il n'y a pas de marchandises supplémentaires, l'utilisation dudit système permet d'économiser du combustible, cette économie étant due au fait que le navire ne transporte pas de lest superflu. L'économie de combustible peut s'élever à 15%. Tout ce qui vient d'être dit montre d'une manière évidente que l'application du système de contrôle automatisé de l'assiette et de la stabilité des navires, objet de la présente invention, permet d'améliorer l'efficacité économique de l'exploitation des navires.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1. Système de contrôle automatisé de l'assiette et de la stabilité d'un navire1 dru type comportant au moins deux capteurs (1,2) contrôlant la valeur du tirant d'eau du navire (3) et disposés à l'arrière et à l'avant du navire, et au moins un capteur (4) de l'angle de bande, lesdits capteurs étant connectés à un formateur de signaux (5), une unité (7) de calcul de la valeur de la hauteur métacentrique caractérisant la stabilité du navire (3), ainsi que les valeurs du déplacement et de l'assiette du navire (3) suivant les signaux respectifs provenant des sorties des capteurs (1, 2, 4) de contrôle du tirant d'eau et de l'angle de bande, ladite unité de calcul (7) étant reliée à la sortie du formateur de signaux (5) et étant associée à un sous-système (8) d'inclinaison du navire, et un bloc (14) de commande de tous les ensembles du système de contrôle automatisé, caractérisé en ce qu'il possède un bloc (16) de consigne de la valeur d'inclinaison du navire, un signaliseur (17) de l'angle de bande, relié à la sortie dudit bloc de consigne (16) et dont la sortie est reliée à une entrée d'un élément de comparaison des signaux (18) dont l'autre entrée est reliée au bloc (16) de consigne de la valeur d'inclinaison du navire, tandis que sa sortie est reliée à un bloc (15) d'alimentation du sous-système d'inclinaison (8).

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est doté d'une horloge (19) reliée à l'entrée du bloc de commande (14) et imposant les intervalles de temps au bout desquels doit s'effectuer l'inclinaison du navire (3) pour déterminer la hauteur métacentrique.

3. Système selon l'une des revendications 1 et 2, caractérise en ce qu'il comporte un bloc (20) de détermination de l'assiette du navire, relié aux sorties des capteurs (1, 2) de contrôle du tirant d'eau, et un bloc (21) de consigne de la valeur du tirant d'eau du navire, relié à la première entrée d'un élément (22) de comparaison des signaux dont la deuxième entrée est reliée au bloc (20) de détermination de l'assiette du navire, tandis que sa sortie est connectée à l'entrée du bloc de commande (14).

4. Système selon l'une des revendications 1,-2 et 3, caractérisé en ce que, pour effectuer le contrôle du moment longitudinal de port en lourd, il comporte au moins un capteur (23) des contraintes mécaniques apparaissant dans la coque (24) du navire, monté en maîtresse section de ladite coque (24), au moins un capteur (25) de la température de la coque (24) du navire et un capteur (26) de la température de l'eau, relies chacun à l'entrée respective du formateur de signaux (5) dont la sortie est connectée à l'entrée d'une unité (27) de calcul du moment longitudinal de port en lourd suivant les signaux de sortie des capteurs respectifs (23, 25, 26).

5. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est équipe de capteurs (28 à 30) de contrôle des réserves de bord, qui sont connectés à l'entrée du formateur de signaux (5) pour corriger, d'après les signaux de sortie desdits capteurs (28-30), la valeur calculée de la hauteur métacentrique.