RU2147540C1 - Method of check of ship seaworthiness - Google Patents

Method of check of ship seaworthiness Download PDF

Info

Publication number
RU2147540C1
RU2147540C1 RU98112675A RU98112675A RU2147540C1 RU 2147540 C1 RU2147540 C1 RU 2147540C1 RU 98112675 A RU98112675 A RU 98112675A RU 98112675 A RU98112675 A RU 98112675A RU 2147540 C1 RU2147540 C1 RU 2147540C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ship
vessel
metacentric height
speed
relative
Prior art date
Application number
RU98112675A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98112675A (en
Inventor
В.Л. Александров
А.П. Матлах
Ю.И. Нечаев
В.И. Поляков
Д.М. Ростовцев
Original Assignee
Александров Владимир Леонидович
Матлах Александр Петрович
Нечаев Юрий Иванович
Поляков Виктор Исаакович
Ростовцев Дмитрий Михайлович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александров Владимир Леонидович, Матлах Александр Петрович, Нечаев Юрий Иванович, Поляков Виктор Исаакович, Ростовцев Дмитрий Михайлович filed Critical Александров Владимир Леонидович
Priority to RU98112675A priority Critical patent/RU2147540C1/en
Publication of RU98112675A publication Critical patent/RU98112675A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2147540C1 publication Critical patent/RU2147540C1/en

Links

Landscapes

  • Navigation (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

FIELD: shipbuilding; technology of checking of ship seaworthiness during her service. SUBSTANCE: method is based on measurement of rolling period and determination of metacentric height through calculations. In calculating the metacentric height, drafts fore and aft, apparent period, relative bearing and ship's speed at irregular waves are additionally measured. Besides that, the following magnitudes are measured; angular displacement relative to transversal and vertical axes, linear and angular acceleration relative to longitudinal, transversal and vertical central axes. Depth of water under keel at ship'' midship section is additionally measured to determine the factor of shallow waters. According to this factor, the actual metacentric height and speed are determined to ensure safe navigation of ship. EFFECT: enhanced reliability of estimation of safe operation of ship in shallow waters. 1 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, в частности к способам контроля мореходных качеств судна в условиях эксплуатации, и может быть использовано при создании экспертных систем обеспечения безопасности мореплавания. The invention relates to shipbuilding, in particular to methods for monitoring the seaworthiness of a vessel under operating conditions, and can be used to create expert navigation safety systems.

Известен способ контроля мореходности [1], основанный на измерении периода бортовой качки и определении расчетом метанцентрической высоты, при вычислении которой дополнительно измеряют осадки носом и кормой, кажущийся период волны, курсовой угол и скорость судна на нерегулярном волнении, а также угловые перемещения относительно поперечной и вертикальной осей и линейные и угловые ускорения относительно продольной, поперечной и вертикальной центральных осей. A known method of monitoring seaworthiness [1], based on measuring the rolling period and determining the calculation of the methancentric height, when calculating which additionally measure the bow and stern, the apparent wave period, course angle and speed of the vessel on irregular waves, as well as angular movements relative to the transverse and vertical axes and linear and angular accelerations relative to the longitudinal, transverse and vertical central axes.

Изобретение направлено на повышение достоверности оценки безопасности эксплуатации судна в условиях мелководья за счет контроля устойчивости и неблагоприятных явлений, возникающих при движении судна на ограниченном фарватере. The invention is aimed at improving the reliability of assessing the safety of operation of a vessel in shallow water by controlling stability and adverse events that occur when the vessel moves on a limited fairway.

Технический результат достигается тем, что дополнительно измеряют глубину воды под килем на миделе судна, устанавливают фактор, характеризующий наличие мелководья, и в зависимости от этого фактора определяют фактическую метанцентрическую высоту и скоростной режим, обеспечивающий безопасность эксплуатации судна. The technical result is achieved by additionally measuring the depth of the water under the keel in the midship of the vessel, establishing a factor characterizing the presence of shallow water, and depending on this factor, determining the actual methancentric altitude and speed mode, ensuring the safe operation of the vessel.

На чертеже представлена структурно-функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ. The drawing shows a structural-functional diagram of a device that implements the proposed method.

Способ контроля мореходности судна осуществляют следующим образом. The method of monitoring the seaworthiness of the vessel is as follows.

Измеряют курсовой угол волны, скорость судна, кажущийся период волны, осадки носом кормой, угловые перемещения относительно продольной, поперечной и вертикальной центральных осей, линейные и угловые ускорения всех видов колебательного движения судна на волнении как динамической системы с шестью степенями свободы и одновременно производят регистрацию глубины H воды под килем на миделе судна. The heading angle of the wave, the speed of the vessel, the apparent period of the wave, the bow draft are measured, the angular displacements relative to the longitudinal, transverse and vertical central axes, the linear and angular accelerations of all types of oscillatory motion of the ship on the wave as a dynamic system with six degrees of freedom and simultaneously record the depth H water under the keel in the middle of the ship.

По данным измерений устанавливают водоизмещение, метацентрическую высоту и соответствующую аппликату ЦТ, производят оценку остойчивости и других мореходных качеств судна, для чего вычисляют спектральную плотность и параметры морского волнения, дисперсии перемещений, скоростей и среднюю частоту колебаний волнового профиля относительно корпуса судна, дисперсию и среднюю частоту колебаний минимального погружения оси гребного винта, дисперсию рыскания, дисперсии проекций вектора ускорений при колебательном движении судна на волнении, а также фактор

Figure 00000002
характеризующий наличие влияния мелководья, где TН - средняя осадка, замеренная в условиях мелководья по способу [1];
Figure 00000003
- средняя длина волны, м;
Figure 00000004
- средний период волны, с; h3% - 5,28
Figure 00000005
- высота волны 3%-ной, обеспеченности; Dζ - дисперсия волновых ординат, определенная по способу [1].According to the measurements, the displacement, metacentric height and the appropriate CT are applied, the stability and other seaworthiness of the vessel are estimated, for which the spectral density and parameters of sea waves, dispersion of displacements, speeds and the average frequency of oscillations of the wave profile relative to the hull, dispersion and average frequency are calculated oscillations of the minimum immersion of the axis of the propeller, the yaw dispersion, the dispersion of the projections of the acceleration vector during the oscillatory motion of the vessel on a wave, as well as factor
Figure 00000002
characterizing the presence of the influence of shallow water, where T N is the average sediment measured in shallow water according to the method [1];
Figure 00000003
- average wavelength, m;
Figure 00000004
- the average period of the wave, s; h 3% - 5.28
Figure 00000005
- wave height of 3% security; D ζ is the dispersion of the wave ordinates, determined by the method [1].

На основании этих данных производят оценку:
1. Фактической метацентрической высоты
hн= h(Cн/C)2,
где h - величина метацентрической высоты на глубокой воде, вычисленная по способу [1]; Cн/C - относительное значение инерционного коэффициента на глубокой воде и мелководье, определенное по формуле:

Figure 00000006

F(HW/TH)=0,013[3,5-(HW/TH)]+0,0076 [3,5-(HW/TH)]2,
2. Характерных явлений, возникающих при движении судна на ограниченном фарватере:
- увеличения средней осадки
Tн> T при FrН > 0,3;
- наличия ходового дифферента
ψн> ψ при FrН > 0,6;
- возможности удара днища судна о ложе фарватера
Hw< 1,3Tн,
где
Figure 00000007
- число фруда по глубине; VН - скорость судна на мелководье, замеренная по способу [1], м/с; G - ускорение силы тяжести, м/с2; T, ψ - значения средней осадки и дифферента на глубокой воде, замеренные по способу [1]; ψн - величина дифферента на мелководье.Based on these data, an assessment is made of:
1. Actual metacentric height
h n = h (C n / C ) 2 ,
where h is the metacentric height in deep water calculated by the method [1]; C n / C - the relative value of the inertial coefficient in deep water and shallow water, determined by the formula:
Figure 00000006

F (H W / T H ) = 0.013 [3.5- (H W / T H )] + 0.0076 [3.5- (H W / T H )] 2 ,
2. The characteristic phenomena that occur when the vessel moves on a limited channel:
- increase in average precipitation
T n > T for Fr H >0.3;
- presence of running trim
ψ n > ψ for Fr H >0.6;
- the possibility of hitting the bottom of the vessel on the bed of the channel
H w <1.3T n
Where
Figure 00000007
- the number of fruits in depth; V N - ship speed in shallow water, measured by the method [1], m / s; G - acceleration of gravity, m / s 2 ; T , ψ - mean rainfall and trim in deep water, measured by the method [1]; ψ n - the value of the trim in shallow water.

Описанные процедуры обработки данных измерений выполняются с помощью спецпроцессоров и быстродействующей персональной ЭВМ и реализуется в экспертной системе, позволяющей осуществлять оценку мореходных качеств судна и принимать обоснованные решения по устранению неблагоприятных явлений при движении судна на ограниченном фарватере и обеспечению безопасности эксплуатации. The described procedures for processing measurement data are carried out using special processors and a high-speed personal computer and are implemented in an expert system that allows you to evaluate the seaworthiness of the vessel and make informed decisions to eliminate adverse events when the vessel moves on a limited fairway and ensure operational safety.

Устройство (см. чертеж) содержит датчики курсового угла 1 и скорости судна 2, значения которых вводят в ЭВМ с помощью дисплея 22, датчики осадок носом 3 и кормой 4, датчики угловых перемещений при колебательном движении судна относительно продольной 5, поперечной 6 и вертикальной 7 осей, датчики ускорений 8-13 всех видов качки судна на волнении, датчик глубины воды под килем на миделе судна 14, сигналы от которых через блок коммутации и предварительной обработки информации 15 поступают для дальнейшей обработки в специализированные процессоры: процессор-классификатор 16, позволяющий анализировать измеряемые сигналы с целью установления их статистических характеристик, проверки свойства стационарности, идентификации их распределений и оценки спектральных плотностей, процессор-редактор 17, осуществляющий редактирование выбросов и масштабирование измеряемых сигналов, и метрологический процессор 18, выполняющий периодическую самопроверку, самокалибровку и коррекцию измерений. Управление базой данных 20 и базой знаний 21 экспертной системы осуществляет интеллектуальный процессор быстродействующей ЭВМ 19, обеспечивающий также интерфейс с пользователем через цветной графический дисплей 22, вывод результатов на печать 23 и взаимодействие между специализированными процессорами 16 и 17. The device (see drawing) contains sensors for heading angle 1 and vessel speed 2, the values of which are entered into the computer using display 22, sediment sensors with bow 3 and stern 4, angular displacement sensors during oscillatory motion of the vessel relative to longitudinal 5, transverse 6 and vertical 7 axes, acceleration sensors 8-13 of all types of motion of the vessel on a wave, the depth gauge of the water under the keel on the midship of the vessel 14, the signals from which through the switching and preprocessing unit 15 are sent to specialized processors for further processing: a quarrel-classifier 16, which allows to analyze the measured signals in order to establish their statistical characteristics, check the stationarity property, identify their distributions and estimate the spectral densities, a processor editor 17, which performs editing of emissions and scaling of the measured signals, and a metrological processor 18, which performs periodic self-checking, self-calibration and correction of measurements. The database 20 and the knowledge base 21 of the expert system are controlled by an intelligent processor of a high-speed computer 19, which also provides an interface with the user through a color graphic display 22, printing the results 23 and interaction between specialized processors 16 and 17.

Литература
1. Патент Российской Федерации N 2040429, МПК B 63 B 39/04, опублик. 27.07.95.
Literature
1. Patent of the Russian Federation N 2040429, IPC B 63 B 39/04, published. 07/27/95.

Claims (1)

Способ контроля мореходности судна, основанный на измерении периода бортовой качки и определении расчетом метацентрической высоты, при вычислении которой дополнительно измеряют осадки носом и кормой, кажущийся период волны, курсовой угол и скорость судна на нерегулярном волнении, а также угловые перемещения относительно поперечной и вертикальной осей, линейные и угловые ускорения относительно продольной, поперечной и вертикальной центральных осей, отличающийся тем, что дополнительно измеряют глубину воды под килем на миделе судна, устанавливают фактор, характеризующий наличие мелководья, и в зависимости от этого фактора определяют фактическую метацентрическую высоту и скоростной режим, обеспечивающий безопасность эксплуатации судна. A method of monitoring the seaworthiness of a vessel based on measuring the rolling period and calculating a metacentric height, the calculation of which further measures precipitation by the bow and stern, the apparent wave period, course angle and speed of the vessel on irregular waves, as well as angular movements relative to the transverse and vertical axes, linear and angular accelerations relative to the longitudinal, transverse and vertical central axes, characterized in that they additionally measure the depth of the water under the keel in the middle of the vessel, tanavlivayut factor characterizing the presence of shallow water, and depending on this factor determines the actual metacentric height and speed mode that provides operation safety of the ship.
RU98112675A 1998-06-26 1998-06-26 Method of check of ship seaworthiness RU2147540C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98112675A RU2147540C1 (en) 1998-06-26 1998-06-26 Method of check of ship seaworthiness

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98112675A RU2147540C1 (en) 1998-06-26 1998-06-26 Method of check of ship seaworthiness

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98112675A RU98112675A (en) 2000-03-27
RU2147540C1 true RU2147540C1 (en) 2000-04-20

Family

ID=20207958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98112675A RU2147540C1 (en) 1998-06-26 1998-06-26 Method of check of ship seaworthiness

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2147540C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2467914C1 (en) * 2011-06-20 2012-11-27 Юрий Павлович Коравиковский Method of ship navigability control and device to this end
RU2658232C1 (en) * 2017-07-25 2018-06-19 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) Method of the crew and passengers evacuation process control in the occurrence of marine accidents

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2467914C1 (en) * 2011-06-20 2012-11-27 Юрий Павлович Коравиковский Method of ship navigability control and device to this end
RU2658232C1 (en) * 2017-07-25 2018-06-19 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) Method of the crew and passengers evacuation process control in the occurrence of marine accidents

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sprenger et al. Experimental studies on seakeeping and maneuverability of ships in adverse weather conditions
Taunton et al. Characteristics of a series of high speed hard chine planing hulls-part 1: performance in calm water
US5077700A (en) Doppler velocity profiler
RU2467914C1 (en) Method of ship navigability control and device to this end
RU2277495C1 (en) Method of automatic pilotage of ships
RU2405712C1 (en) Method to control ship stability
RU2147540C1 (en) Method of check of ship seaworthiness
Davis et al. The influence of hull form on the motions of high speed vessels in head seas
Fonseca et al. Sensitivity of the expected ships availability to different seakeeping criteria
Soletic Seakeeping of a systematic series of planing hulls
RU2040429C1 (en) Method of check of ship&#39;s seaworthiness characteristic
RU2057678C1 (en) Method of check of ship&#39;s stability and speed
RU2091269C1 (en) Method of check of ship&#39;s stability
KR101781146B1 (en) Real Time Preventing System And Method For Capsizing Ship Using Parameter Estimation
Morabito Planing in Shallow Water at Critical Speed.
RU2016812C1 (en) Method of testing ship unsinkability
Ha et al. Measured ship motions in Port of Geraldton approach channel
RU2272739C1 (en) Method of monitoring ship seaworthiness and device for realization of this method
RU2033370C1 (en) Method of check of ship&#39;s stability
RU2043271C1 (en) Method of check of ship&#39;s stability
RU2518374C1 (en) Method for monitoring vessel insubmersibility
Terrill et al. Entrainment of air at the transoms of full-scale surface ships
Gourlay Dynamic draught of container ships in shallow water
Chun-Ki et al. Study on the maneuvering characteristics of a fishing vessel in shallow water
RU2259301C1 (en) Method of monitoring ship&#39;s stability and speed

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080627