Przedmiotem wynalazku jest sposób sterowania napedem statku morskiego, stanowiacy uzyteczne ulepszenie sposobu sterowania napedem statku morskiego wedlug patentu nr 134 587• Sposób sterowania napedem statku morskiego, wedlug patentu nr 134 587, polega na mie¬ rzeniu wartosci charakteryzujacych uklad napedowy, a w szczególnosci glównych wielkosci napedowych regulowanych takich, jak zuzycie paliwa i predkosc statku, wielkosci kinema¬ tycznych sruby nastawnej takich, Jak predkosc obrotowa, skok i wspólczynnik posuwu, oraz wielkosci obciazenia silnika glównego takich, jak moment obrotowy, wskaznik obciazenia, przy czym mierzy sie je w okreslonych zewnetrznych warunkach plywania. Pomiary dokonuje sie dla kazdej okreslonej wypornosci statku, stanu jego zanurzenia. Dobiera sie - dla ka¬ zdej wartosci zadanej glównej napedowej wielkosci regulowanej - optymalne wartosci wspól¬ czynnika posuwu* Te wartosci stanowia glówne kinematyczne wielkosci regulowane sruby na¬ pedowej .Tworzy sie nastepnie optymalne wzajemne zaleznosci wielkosci napedowych i wprowadza je do bloku instrukcji, programów nastaw optymalnych i odchylek przedzialów ufnosci.Z kolei uzyskanymi parami wielkosci takimi, jak wartosc zadana glównej napedowej wielkosci regulowanej i odpowiadajaca jej, dobrana, optymalna wartosc wspólczynnika posuwu, przetwo¬ rzonymi na sygnaly wartosci zadanych predkosci obrotowej i skoku sruby, steruje sie nasta¬ wami mechanizmu zmiany skoku sruby nastawnej. Operacje sterowania zabezpiecza sie dodatko¬ wo pomocniczymi operacjami przeciwprzeciazeniowymi.Wedlug wynalazku, patent nr 134 587, istotnym Jest, iz optymalne wartosci wspólczyn¬ nika posuwu dobiera sie dla kazdej wartosci zadanej zuzycia paliwa, jako glównej wielkosci regulowanej. Nastawy wartosci zadanych pomocniczych wielkosci kinematycznych takich, jak wartosc zadana predkosci obrotowej i wartosc zadana skoku sruby nastawnej zmienia sie nie przekraczajac dopuszczalnych obciazen silnika glównego. Dobiera sie optymalne wartosci wspólczynnika posuwu, osiagajac optymalne wartosci wielkosci takich, jak maksymalna pre¬ dkosc i ekwiwalentna maksymalna wartosc drogi statku na jednostke zuzycia paliwa, z uwzgle¬ dnieniem zaklócen losowych, odchylek pomiarowych w przedziale ufnosci.2 140 279 Te zmierzone wartosci i dobrane wartosci, stanowiace charakterystyki optymalne oraz odchylki wartosci w dopuszczalnych przedzialach ufnosci, wprowadza sie do bloku instruk¬ cji programów nastaw optymalnych i odchylek ufnosci, tworzac projekt nastaw optymalnych, z którego nastepnie pobiera sie wlasciwe pary wartosci wielkosci potrzebnych do sterowa¬ nia nastawami regulatora predkosci obrotowej silnika glównego i oddzielnie nastawami me¬ chanizmu zmiany skoku sruby nastawnej. Sterujac nastawami stabilizuje sie zuzycie paliwa poprzez korygowanie predkosci obrotowej. Oddzielnie steruje sie wspólczynnik posuwu po¬ przez korygowanie skoku sruby nastawnej.W alternatywnym wariancie sposobu optymalne wartosci wspólczynnika posuwu dobiera sie dla kazdej zadanej predkosci statku, jako glównej napedowej wielkosci regulowanej. Zmie¬ nia sie nastawy wartosci zadanych pomocniczych wielkosci kinematycznych takich, jak war¬ tosc zadana predkosci obrotowej i wartosc zadana skoku sruby nastawnej, nie przekraczajac dopuszczalnych obciazen silnika glównego. Dobiera sie optymalne wartosci wspólczynnika po¬ suwu, osiagajac optymalne wartosci wielkosci takich, jak minimalne zuzycie paliwa i ekwi¬ walentna minimalna wartosc masy paliwa na jednostke drogi statku.Zmierzone wartosci i dobrane wartosci, stanowiace charakterystyki optymalne oraz od¬ chylki wartosci w dopuszczalnych przedzialach ufnosci, wprowadza sie do bloku Instrukcji programów nastaw optymalnych i odchylek przedzialów ufnosci. Stad nastepnie pobiera sie wlasciwe pary wartosci wielkosci potrzebnych do sterowania nastawami regulatora predkosci obrotowej silnika glównego i oddzielnie nastawami mechanizmu zmiany skoku sruby nastawnej.Steruje sie nastawami i stabilizuje sie predkosc statku poprzez korygowanie predkosci ob¬ rotowej. Oddzielnie stabilizuje sie wspólczynnik posuwu poprzez korygowanie skoku sruby nastawnej. Ten znany sposób sterowania napedem statku morskiego mozna stosowac z duza sku¬ tecznoscia przy optymalizacji waznych parametrów takich, jak zuzycie paliwa, przy okreslo¬ nych innych parametrach takich, jak np. predkosc.Celem wynalazku, stanowiacego uzyteczne ulepszenie sposobu sterowania napedem statku morskiego, wedlug patentu nr 134 587, bylo rozszerzenie tego rozwiazania na przypadki, w których glównym celem sterowania jest optymalne wykorzystanie mocy napedu. Nieoczekiwa¬ nie okazalo sie to mozliwe poprzez uzyteczne ulepszenie znanego rozwiazania, wedlug pa¬ tentu nr 134 587.Istota wynalazku jest odpowiednio dokonanie operacji dodatkowych. V okreslonych zewne¬ trznych warunkach plywania statku mierzy sie dodatkowo moc i/lub energie obciazenia silni¬ ka napedowego. Ta wartosc wraz z wartoscia wypornosci statku tworza pare glównych wielko¬ sci regulowanych. Z kolei dla kazdej okreslonej wypornosci statku, stanu jego zanurzenia i dla kazdej wartosci zadanej glównej wielkosci regulowanej dobiera sie optymalne warto¬ sci wspólczynnika posuwu, stanowiace glówne kinematyczne wielkosci regulowane sruby nape¬ dowej. Tworzy sie optymalne wzajemne zaleznosci wielkosci napedowych i wprowadza je do bloku instrukcji, programów nastaw optymalnych i odchylek przedzialów ufnosci. Z kolei uzyskanymi parami wielkosci takimi, jak wartosc zadana glównej wielkosci regulowanej i od¬ powiadajaca jej, dobrana optymalnie, wartosc wspólczynnika posuwu, przetworzonymi na sy¬ gnaly wartosci zadanych predkosci obrotowej i skoku sruby steruje sie nastawami regulato¬ ra predkosci obrotów silnika oraz steruje sie oddzielnie nastawami mechanizmu zmiany sko¬ ku sruby nastawnej.Istotnym Jest, iz optymalne wartosci wspólczynnika posuwu dobiera sie dla kazdej war¬ tosci zadanej mocy i/lub energii obciazenia silnika napedowego - jako glównej wielkosci regulowanej, i dla kazdej okreslonej wypornosci statku i stanu jego zanurzenia. Zmiany na¬ staw przeprowadza sie nie przekraczajac dopuszczalnych obciazen silnika glównego. Mierzy sie wartosci i dobiera wartosci, stanowiace charakterystyki optymalne zespolu pednik - kadlub statku, a takze odchylki tychze w dopuszczalnych przedzialach ufnosci. Wprowadza sie je do bloku instrukcji, programów nastaw optymalnych i odchylek przedzialów ufnosci.T^kze zmiany nastaw przeprowadza sie nie przekraczajac dopuszczalnych obciazen. Po stworzeniu projektu nastaw optymalnych i wprowadzeniu go do bloku instrukcji, programów nastaw optymalnych i odchylek przedzialów ufnosci, dobiera sie potrzebne pary wartosci do sterowania.140 279 3 Sposób, wedlug wynalazku, realizuje postawione cele, wykazuje korzystne skutki tech¬ niczne i techniczno-uzytkowe. Sposób umozliwia sterowanie ruchem statku przy zadanej war¬ tosci predkosci statku z minimalnym obciazeniem silnika glównego w róznych warunkach ply¬ wania statku. Utrzymywanie zadanego wspólczynnika posuwu sruby, wedlug a priori zadanej wartosci, pozwala na utrzymanie zasady podobienstwa kinematycznego i obrazu oplywu sruby.To umozliwia zapewnienie najlepszego wykorzystania sprawnosci pednika, wedlug charaktery¬ styk optymalnych sporzadzonych wczesniej, w oparciu o badania napedowe zrealizowane w tra¬ kcie eksploatacji statku w warunkach rzeczywistych. Pozwala to tez na stosowanie charak¬ terystyk optymalnych, sporzadzonych na podobnych statkach - posiadajacych taki sam uklad napedowy i kadlub - do wdrozenia na statku nie badanym. Przedmiot wynalazku jest przed¬ stawiony schematycznie w przykladach wykonania.Przyklad I. W warunkach plywania: kierunek wiatru - zmienny, predkosc wia¬ tru - 3 : 10 m/s, stan morza - 2 r 4°B, temperatura powietrza - l6°Ct na Oceanie Atlanty¬ ckim, na statku o wypornosci 40.000 t, statek w pelni zaladowany, o stanie zanurzenia: dziób - 10,17 m, rufa - 10,40 m. Statek plynie w normalnej eksploatacji. Mierzy sie warto¬ sci charakteryzujace uklad napedowy, odczytujac: zuzycie paliwa - 900 kg/h, moc napedowa - 4.200 kW, predkosc statku byla zadana i wynosi 12,5 wezla, predkosc obrotowa - 122 obr./ min., skok sruby - 32 dcm, wspólczynnik posuwu - 0,53, moment obrotowy - 0,48 momentu no¬ minalnego, wskaznik obciazenia - 5,1. Dokonuje sie serie pomiarów, odczytujac wartosci wielkosci jak poprzednio, zmieniajac kolejno nastawy wartosci predkosci obrotowej od dol¬ nej granicy dopuszczalnej dla silnika 85 obr./min. do górnej - 130 obr./min. oraz skoku sruby od 20 dcm do 50 dcm, utrzymujac zadana predkosc statku 12,5 wezla. Nie przekracza sie obciazenia dopuszczalnego silnika. Kolejne wyniki pomiarów usrednia sie, uwzgledniajac zaklócenia losowe, i rejestruje sie. Tworzy sie zaleznosci mocy napedu przy stalej predko¬ sci statku w funkcji wspólczynnika posuwu. Stad znajduje sie optymalna wartosc mocy nape¬ du - 3886 kW dla zadanej predkosci - 12,5 wezla, przy stwierdzonym wspólczynniku posuwu - 0,625, a pozostale wartosci odczytuje sie: zuzycie paliwa - 850 kg/h, predkosc obroto¬ wa - 103 obr./mln., skok sruby - 40,2 dcm, moment obrotowy - 52 % momentu nominalnego i wskaznik obciazenia - 5,3. Wartosc wspólczynnika posuwu - 0,625 stanowi glówna kinema¬ tyczna wielkosc regulowana sruby napedowej. Wraz z zadana predkoscia statku - 12,5 wezla tworzy pare wielkosci regulowanych. Steruje sie nastawami: silnika glównego i sruby nape¬ dowej. Stabilizuje sie zadana predkosc statku - 12,5 wezla.Przyklad II. Postepuje sie jak w przykladzie I, lecz przeprowadza sie takie same operacje dla kolejnych zadanych zadanych predkosci co 1 wezel od 9 * 17 wezlów. W wy¬ niku uzyskuje sie cala rodzine nastaw to jest charakterystyki optymalne. Wprowadza sie je wówczas do instrukcji jako zestaw programów nastaw optymalnych, to jest projektów nastaw optymalnych. Z niego dobiera sie wlasciwe pary, potrzebne do sterowania.Przyklad III. Warunki Jak w przykladzie I. Postepuje sie jak w przykladzie I, lecz wielkoscia zadana jest moc. Utrzymuje sie zadana wartosc mocy napedu - 4600 kW.Dalej postepuje sie jak w przykladzie I, lecz z utworzonych zaleznosci predkosci statku przy stalej mocy napedu w funkcji wspólczynnika posuwa. Stad znajduje sie optymalne war¬ tosci predkosci statku - 13,2 wezla dla zadanej mocy - 4.600 kWf przy stwierdzonym wspól¬ czynniku posuwu - 0,634. Pozostale wartosci odczytuje sie 1 usrednia. Zuzycie paliwa - 1.000 kg/h, predkosc obrotowa - 107,4 obr./min., moment obrotowy - 59,5 % momentu nomina¬ lnego i wskaznik obciazenia - 5,7. Wartosc wspólczynnika posuwu - 0,634 stanowi glówna ki¬ nematyczna wielkosc regulowana sruby napedowej. Wraz z zadana moca - 4.60C kW, tworzy pare wielkosci regulowanych. Steruje sie nastawami silnika glównego i sruby napedowej. Stabili¬ zuje sie moc napedu - 4.600 kW.Przyklad IV. Postepuje sie jak w przykladzie III, lecz przeprowadza sie ta¬ kie same operacje dla kolejnych zadanych mocy napedu co 200 kW. Z kolei postepuje sie Jak w przykladzie II.4 140 279 Przyklad V. Warunki i sposób postepowania jak w przykladzie If lecz wypor¬ nosc wynosi 20,000 ton - statek pod balastem. Statek plynie w normalnej eksploatacji. Mie¬ rzy sie wartosci jak w przykladzie I, lecz odczytuje sie zuzycie paliwa - 800 kg/h, moc napedowa - 3.300 kW, zadana predkosc* statku - 12t0 wezla, predkosc obrotowa - 120 obr./min., skok sruby - 28 dcm, wspólczynnik posuwu - 0,51, moment obrotowy - 0,37 momentu nominalne¬ go, wskaznik obciazenia - 6,6. Postepuje sie jak w przykladzie I. Optymalna wartosc mocy napedu wynosi - 3*000 kW. Stwierdzony wspólczynnik posuwu wynosi - 0,629* Odczytane zuzy¬ cie paliwa wynosi - 700 kg/h, predkosc obrotowa - 98 obr./min., skok sruby - 38 dcm, mo¬ ment obrotowy - 0,42 momentu nominalnego, a wskaznik obciazenia - 4,8. Z kolei postepuje sie Jak w przykladzie I.Przyklad VI. Warunki plywania i wypornosc oraz sposób postepowania jak w przykladzie Vf lecz przeprowadza sie operacje jak w przykladzie Il-gim.Przyklad VII. Warunki plywania i wypornosc jak w przykladzie V, lecz poste¬ puje sie jak w przykladzie III.Przyklad VIII. Warunki plywania i wypornosc jak w przykladzie Vf mierzy sie wartosci wielkosci napedowych i dobiera wartosci stanowiace charakterystyki optymalne ze¬ spolu pednik - kadlub oraz odchylki tych wartosci w dopuszczalnych przedzialach ufnosci.Wprowadza sie Je do instrukcji programów nastaw optymalnych i odchylek przedzialów ufnos¬ ci, tworzac projekt nastaw optymalnych. Z tego projektu dobiera sie wlasciwe pary wartosci nastaw regulatora predkosci obrotowej i oddzielnie nastaw mechanizmu zmiany skoku sruby.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób sterowania napedem statku morskiego, w którym mierzy sie wartosci charakte¬ ryzujace uklad napedowy, a w szczególnosci glówne napedowe wielkosci regulowane takie, jak zuzycie paliwa i predkosc statku, wielkosci kinematyczne sruby nastawnej takie, Jak pre¬ dkosc obrotowa, skok 1 wspólczynnik posuwu oraz wielkosci obciazenia silnika glównego ta¬ kie, jak moment obrotowy, wskaznik obciazenia, prowadzac pomiary w okreslonych zewnetrz¬ nych warunkach plywania i dokonujac pomiarów dla kazdej okreslonej wypornosci statku, sta¬ nu jego zanurzenia, dobiera sie dla kazdej wartosci zadanej glównej napedowej wielkosci regulowanej optymalne wartosci wspólczynnika posuwu, stanowiace glówne kinematyczne wiel¬ kosci regulowane sruby napedowej, tworzy sie optymalne wzajemne zaleznosci wielkosci na¬ pedowych i wprowadza sie do bloku instrukcji, programów nastaw optymalnych i odchylek przedzialów ufnosci, z kolei uzyskanymi parami wielkosci takimi, jak wartosc zadana glów¬ nej napedowej wielkosci regulowanej i odpowiadajaca jej dobrana optymalna wartosc wspól¬ czynnika posuwu, przetworzonymi na sygnaly wartosci zadanych predkosci obrotowej i skoku sruby, steruje sie nastawami regulatora predkosci obrotowej silnika oraz steruje sie od¬ dzielnie nastawami mechanizmu zmiany skoku sruby nastawnej, przy czym operacje sterowania zabezpiecza sie dodatkowo pomocniczymi operacjami przeciwprzeciazeniowymi, wedlug patentu nr 134 587, znamienny tym, ze w okreslonych zewnetrznych warunkach plywania statku mierzy sie dodatkowo moc i/lub energie obciazenia silnika napedowego, której war¬ tosc wraz z wartoscia predkosci statku tworza pare glównych wielkosci regulowanych, z ko¬ lei dla kazdej okreslonej wypornosci statku, stanu jego zanurzenia i dla kazdej wartosci zadanej glównej wielkosci regulowanej dobiera sie optymalne wartosci wspólczynnika posuwu, stanowiace glówne kinematyczne wielkosci regulowane sruby napedowej, tworzy sie optymalne wzajemne zaleznosci wielkosci napedowych i wprowadza je do bloku instrukcji, programów nastaw optymalnych i odchylek przedzialów ufnosci, z kolei uzyskanymi parami wielkosci takimi, jak wartosc zadana glównej wielkosci regulowanej i odpowiadajaca Jej dobrana op¬ tymalnie wartosc wspólczynnika posuwu, przetworzonymi na sygnaly wartosci zadanych predko¬ sci obrotowej i skoku sruby, steruje sie nastawami regulatora predkosci obrotowej silnika oraz steruje sie oddzielnie nastawami mechanizmu zmiany skoku sruby nastawnej. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze optymalne wartosci wspól¬ czynnika posuwu dobiera sie dla kazdej wartosci zadanej mocy i/lub energii obciazenia140 279 5 silnika napedowego Jako glównej wielkosci regulowanej i dla kazdej okreslonej wypornosci statku i stanu jego zanurzenia, 3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tymf te zmienia sie nasta¬ wy wartosci zadanych pomocniczych wielkosci kinematycznych takich, Jak wartosó zadana pre¬ dkosci obrotowej i wartosc zadana skoku sruby nastawnej, nie przekraczajac dopuszczalnych obciazen silnika glównego, dobiera sie optymalne wartosci wspólczynnika posuwu, osiagajac optymalne wartosci wielkosci takich, jak maksymalna predkosc statku i ekwiwalentna maksy¬ malna wartosc drogi statku na Jednostke energii obciazenia silnika napedowego, z uwzgled¬ nieniem zaklócen losowych, odchylek pomiarowych w dopuszczalnych przedzialach ufnosci. 4. Sposób wedlug zastrz* 1 albo 2, znamienny tym, ze mierzy sie wartos¬ ci i dobiera wartosci stanowiace charakterystyki optymalne zespolu pednik-kadlub oraz od¬ chylki tych wartosci w dopuszczalnych przedzialach ufnosci, które wprowadza sie do bloku instrukcji, programów nastaw optymalnych i odchylek przedzialów ufnosci, tworzac projekt nastaw optymalnych, z którego nastepnie dobiera sie wlasciwe pary wartosci wielkosci po¬ trzebnych do sterowania nastawami, 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze optymalne wartosci wspól¬ czynnika posuwu dobiera sie dla kazdej wartosci zadanej predkosci statku jako glównej na¬ pedowej wielkosci regulowanej i kazdej okreslonej wypornosci statku i stanu jego zanurze¬ nia. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zmienia sie nastawy war¬ tosci zadanych pomocniczych wielkosci kinematycznych takich, jak wartosc zadana predkosci obrotowej i wartosc zadana skoku sruby nastawnej, nie przekraczajac dopuszczalnych obcia¬ zen silnika glównego, dobiera sie optymalne wartosci wspólczynnika posuwu, osiagajac op¬ tymalne wartosci wielkosci takich, jak minimalna moc i/lub energia obciazenia silnika na¬ pedowego na jednostke drogi statku. PL