RU2692505C1 - Method of localizing and determining the nature and dimensions of damage to hull skin - Google Patents

Method of localizing and determining the nature and dimensions of damage to hull skin Download PDF

Info

Publication number
RU2692505C1
RU2692505C1 RU2018139007A RU2018139007A RU2692505C1 RU 2692505 C1 RU2692505 C1 RU 2692505C1 RU 2018139007 A RU2018139007 A RU 2018139007A RU 2018139007 A RU2018139007 A RU 2018139007A RU 2692505 C1 RU2692505 C1 RU 2692505C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hull
acoustic
integrated sensor
envelope
integrated
Prior art date
Application number
RU2018139007A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Борисович Широков
Андрей Андреевич Азаров
Елена Игоревна Широкова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Генезис-Таврида"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Генезис-Таврида" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Генезис-Таврида"
Priority to RU2018139007A priority Critical patent/RU2692505C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2692505C1 publication Critical patent/RU2692505C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B43/00—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

FIELD: acoustics; electronic equipment.SUBSTANCE: invention relates to acoustics and electronics engineering and can be used in performance of ship survivability measures. Disclosed is a method of localizing and determining the nature and size of damage to hull skin, in accordance with which along the entire surface of hull skin on the inner side of the integrated sensors are located, connected together by a common digital bus of high efficiency. This bus is connected to common unit of data processing and control, which synchronises operation of all integrated sensors, provides serial removal from each integrated sensor of data unit accumulated in it and performs all necessary calculations. Each integrated sensor consists of acoustic transducer, amplifier, rectifier and microcontroller. Control unit initiates the beginning of the time cycle and starts the timer of each microcontroller of each integrated sensor. When an acoustic pulse and, as a result, an electric pulse appear at the output of the rectifier, the operation of the timer terminates and a corresponding time mark is stored in the memory of the controller. Further, the microcontroller measures the duration of the electric (acoustic) pulse and also stores the result in its memory. Data processing and control unit collects data from all microcontrollers and calculates the position of the impact point on the timestamps of each integrated sensor, the nature and size of the damage as per the duration of the acoustic pulse.EFFECT: technical result consists in rapid determination of damage point of hull skin and simultaneous determination of nature and size of damage.1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области техники акустики и электроники и может быть использовано при реализации мероприятий по повышению живучести корабля. The invention relates to the field of acoustics and electronics and can be used in the implementation of measures to improve the survivability of the ship.

Вопросы живучести корабля являются достаточно актуальными при построении и эксплуатации судов военного и гражданского флотов. При этом основные аспекты обеспечения живучести подробно описаны в книге Васюнкин В. В. Живучесть надводного корабля. — СПБ, изд. ВМА им Н.Г. Кузнецова, 1992. — 270 с. или Забиров Т.А. Живучесть надводного корабля. — М.: Военное издательство, 1994. — 360 с. В книгах описаны способы локализации и определения характера и размеров повреждения обшивки корпуса судна. В основном они базируются на визуальных методах контроля, осуществляемым личным составом команды судна. Такой способ контроля является неприемлемым при современном уровне судостроения и мореплавания, поскольку время реакции на повреждение обшивки корпуса судна, определяемое человеческим фактором, может быть фатальным как для судна, так и для его команды.Questions of the survivability of the ship are quite relevant in the construction and operation of ships of military and civilian fleets. At the same time, the main aspects of ensuring survivability are described in detail in the book Vasyunkin V.V. Survivability of a surface ship. - SPB, ed. Military Medical Academy named after N.G. Kuznetsova, 1992. - 270 p. or Zabirov, TA Vitality of the surface ship. - M .: Military publishing house, 1994. - 360 p. The books describe how to localize and determine the nature and extent of damage to the hull plating. They are mainly based on visual methods of control carried out by the crew of the vessel. This method of control is unacceptable at the modern level of shipbuilding and navigation, since the response time to damage to the hull plating, determined by human factors, can be fatal for both the vessel and its crew.

Часто для обеспечения простейшей автоматизации в деле обеспечения живучести корабля используют датчики уровня воды в различных отсеках корабля. Но показания этих датчиков составляют постфактум и не дают никакого представления о месте нахождения пробоины в обшивке корпуса судна, о ее характере и размерах. Often, to provide the simplest automation to ensure the survivability of a ship, water level sensors are used in various compartments of the ship. But the readings of these sensors are post factum and do not give any idea about the location of the holes in the hull of the vessel, about its nature and size.

В тоже время крайне необходимо при реализации мероприятий по обеспечению живучести корабля иметь сверхоперативную информацию о месте расположения пробоины, ее размерах и характере. Причем получение такой информации должно быть основано на достижениях современной электроники, влияние человеческого фактора должно быть исключено. Это позволит оперативно предпринять необходимые действия по устранению повреждений, в лучшем случае, либо оперативно заблокировать поврежденные отсеки и, при необходимости, организовать эвакуацию команды в худшем случае. At the same time, when implementing measures to ensure the survivability of a ship, it is extremely important to have super-operational information about the location of the hole, its size and character. Moreover, the receipt of such information should be based on the achievements of modern electronics, the influence of the human factor should be excluded. This will allow you to quickly take the necessary actions to repair the damage, at best, or to quickly block the damaged compartments and, if necessary, to organize the evacuation of the team in the worst case.

Целью настоящего изобретения является реализация оперативного, в течение долей секунды, определения местоположения повреждения в обшивке корпуса судна и одновременного определения характера повреждения и его размеров.The aim of the present invention is the implementation of operational, within fractions of a second, determining the location of damage in the hull of the ship hull and simultaneously determining the nature of the damage and its dimensions.

Поставленная цель достигается тем, что по способу локализации и определения характера и размеров повреждения обшивки корпуса судна, характеризующегося тем, что по всей площади обшивки корпуса судна с ее внутренней стороны, с заданной периодичностью располагают серию интегрированных датчиков, которые соединяют общей цифровой шиной передачи данных высокой производительности и выводят, таким образом, информацию от каждого интегрированного датчика на общий блок обработки поступающих данных и управления, при этом работу каждого интегрированного датчика синхронизируют блоком обработки поступающих данных и управления в локальном масштабе времени всей системы интегрированных датчиков и блока обработки поступающих данных и управления, при этом при возникновении удара по обшивке корпуса судна внешним предметом каждым интегрированным датчиком фиксируют в месте его расположения амплитуду огибающей акустических колебаний, распространяющихся по обшивка корпуса судна, фиксируют время прихода акустических колебаний в локальном временном масштабе и фиксируют форму огибающей акустических колебаний, после чего указанный набор данных встроенным в интегрированный датчик микроконтроллером переводят в цифровую форму и запоминают в памяти интегрированного датчика, после чего по запросу от блока обработки поступающих данных и управления передают этот запомненный блок данных от каждого интегрированного датчика по заданному протоколу обмена по общей цифровой шине передачи данных высокой производительности на общий блок обработки поступающих данных и управления, в котором анализируют поступающую от каждого интегрированного датчика информацию, и по амплитуде огибающей акустических колебаний делают вывод о силе удара по обшивке корпуса судна, по разнице времен поступления акустических колебаний на соседние интегрированные датчики рассчитывают местоположение на обшивке корпуса судна точки удара и по форме огибающей акустических колебаний определяют характер и размер повреждения обшивки корпуса судна, а именно, если амплитуда огибающей акустических колебаний невелика и длительность огибающей акустических колебаний короткая, то принимают решение о некритичном ударе по обшивке корпуса судна, не приведшем к ее существенным деформациям, вместе с тем, если амплитуда огибающей акустических колебаний велика и ее длительность расширена, то принимают решение о том, что произошла деформация обшивки корпуса судна, и, наконец, если амплитуда огибающей акустических колебаний велика и эта огибающая имеет существенную длительность, то принимают решение о том, что имел место разрыв обшивки корпуса судна, при этом по продолжительности огибающей акустических колебаний оценивают линейный размер разрыва обшивки корпуса судна. This goal is achieved by the fact that according to the method of localizing and determining the nature and size of damage to the hull plating, characterized by the fact that a series of integrated sensors that connect a common digital data bus have a common performance and output, thus, information from each integrated sensor to a common unit for processing incoming data and control, with the work of each integra The sensor is synchronized by the incoming data processing and control unit on a local time scale of the entire system of integrated sensors and the incoming data processing and control unit, and when an impact occurs on the hull shell of the ship with an external object, each integrated sensor records at its location the amplitude of the envelope of acoustic oscillations propagating on the hull of the ship hull, record the time of arrival of acoustic oscillations in a local time scale and fix the shape of an envelope her acoustic oscillations, after which the specified data set is integrated into the integrated sensor microcontroller digitized and stored in the memory of the integrated sensor, then, upon request from the incoming data processing and control unit, this memorized data block is transmitted from each integrated sensor according to the specified exchange protocol according to common high performance digital data bus to a common unit for processing incoming data and control, which analyzes the incoming data from each and integrated sensor information, and the amplitude of the envelope of acoustic oscillations concludes about the impact force on the hull plating; according to the difference of acoustic oscillations arrival times to adjacent integrated sensors, calculate the location on the hull plating of the impact point and the shape of the acoustic oscillation envelope. hull of the vessel, namely, if the amplitude of the envelope of acoustic oscillations is small and the duration of the envelope of acoustic oscillations is short, then take the decision on noncritical impact on the hull of the ship hull, which did not lead to significant deformations, however, if the amplitude of the envelope of acoustic oscillations is large and its duration is extended, then decide that a hull covering of the ship hull has been deformed, and finally, if the amplitude the envelope of acoustic oscillations is large and this envelope has a substantial duration, it is then decided that there was a gap in the hull of the vessel hull, while the duration of the envelope of acoustic oscillations is estimated linearly th size of the hull plating.

Данные свойства предполагаемого изобретения являются новыми, так как по способу прототипу, в силу присущих ему недостатков, предполагается визуальный контроль места, характера и размеров повреждения обшивки корпуса судна. По заявляемому способу указанный контроль осуществляется автоматически в считанные доли секунды. Человеческий фактор из этих мероприятий полностью исключен.These properties of the proposed invention are new, as according to the method of the prototype, due to its inherent flaws, it is assumed visual inspection of the location, nature and size of damage to the hull plating of the vessel. By the present method, said control is carried out automatically in a matter of fractions of a second. The human factor from these events is completely excluded.

Указанный способ локализации и определения характера и размеров повреждения обшивки корпуса судна можно реализовать с помощью устройства, показанного на фиг. 1. This method of localizing and determining the nature and size of damage to the hull plating of a ship hull can be implemented using the device shown in FIG. one.

Устройство локализации и определения характера и размеров повреждения обшивки корпуса судна состоит из серии интегрированных датчиков 5, 6, 7, 8 и т.д., общей цифровой шины высокой производительности 9, блока обработки поступающих данных и управления 10. Структура интегрированного датчика показана на фиг. 2. Интегрированный датчик состоит из акустического преобразователя 1, усилителя 2, выпрямителя 3, микроконтроллера 4.The device for localization and determination of the nature and dimensions of damage to the hull plating of the ship consists of a series of integrated sensors 5, 6, 7, 8, etc., a high-performance common digital bus 9, a unit for processing incoming data and control 10. The structure of the integrated sensor is shown in FIG. . 2. The integrated sensor consists of acoustic transducer 1, amplifier 2, rectifier 3, microcontroller 4.

Выход акустического преобразователя 1 интегрированного датчика соединен с входом усилителя 2, выход которого соединен с входом выпрямителя 3, выход которого соединен с входом микроконтроллера 4, двунаправленный вывод которого является двунаправленным выводом всего интегрированного датчика, при этом все двунаправленные выводы всех интегрированных датчиков 5, 6, 7, 8 и т.д. соединены общей цифровой шиной высокой производительности 9 и соединены также с двунаправленным выводом блока обработки поступающих данных и управления 10.The output of the acoustic transducer 1 of the integrated sensor is connected to the input of the amplifier 2, the output of which is connected to the input of the rectifier 3, the output of which is connected to the input of the microcontroller 4, the bi-directional output of which is the bi-directional output of the entire integrated sensor, with all the bi-directional outputs of all the integrated sensors 5, 6, 7, 8, etc. connected by a common high-performance digital bus 9 and also connected to the bi-directional output of the incoming data processing and control unit 10.

Работает устройство, реализующее заявляемый способ локализации и определения характера и размеров повреждения обшивки корпуса судна следующим образом.A device that implements the inventive method of localizing and determining the nature and size of damage to the hull plating of the vessel as follows.

Блок обработки поступающих данных и управления 10 по общей цифровой шине высокой производительности 9 периодически формирует сигнал синхронизации, являющийся общим для всех интегрированных датчиков 5, 6, 7, 8 и т.д. Данный сигнал синхронизации периодически запускает таймер, встроенный в микроконтроллер 4 каждого интегрированного датчика, формируя тем самым текущий временной цикл. Затем блок обработки поступающих данных и управления 10 адресно опрашивает каждый микроконтроллер 4 каждого интегрированного датчика в отдельности и принимает от него пакет данных, сформированных этим микроконтроллером 4 на предыдущем временном цикле. Длительность временного цикла зависит от числа установленных на обшивке корпуса судна интегрированных датчиков, производительности общей цифровой шины высокой производительности 9 и объема передаваемых данных. Так, при производительности шины 1 Мбит/с, числа интегрированных датчиков 1000 шт. и объема передаваемых данных каждым датчиком 64 бит, время одного временного цикла составит 64 мс. При этом, принимая скорость распространения звуковых колебаний в стали равной 6000 м/с, за время цикла равное 64 мс звуковая волна способна распространиться на расстояние равное 384 м, другими словами практически на всю длину большого корабля. Однако акустические колебания такое расстояние по обшивке корпуса судна практически проходить не будут, поскольку забортная вода является хорошим демпфером акустических колебаний, наличие шпангоутов и других конструкций на корпусе судна также будут способствовать существенному затуханию акустических колебаний. Реально при этом рассматривать расстояния распространения акустических колебаний без их существенного ослабления, исчисляемые несколькими метрами или одним-двумя десятками метров. При линейном шаге расположения интегрированных датчиков равном 6 м, максимальное время распространения звуковых колебаний между соседними датчиками составит 1 мс. The incoming data processing and control unit 10 on a common high-performance digital bus 9 periodically generates a synchronization signal, which is common to all integrated sensors 5, 6, 7, 8, etc. This synchronization signal periodically starts the timer built into the microcontroller 4 of each integrated sensor, thereby forming the current time cycle. Then, the incoming data processing and control unit 10 addresses each microcontroller 4 of each integrated sensor separately and receives from it a data packet generated by this microcontroller 4 on the previous time cycle. The duration of the time cycle depends on the number of integrated sensors installed on the hull of the vessel, the performance of a common high-performance digital bus 9 and the amount of data transferred. Thus, with a bus performance of 1 Mbps, the number of integrated sensors is 1000 pcs. and the amount of data transmitted by each 64-bit sensor, the time of one time cycle will be 64 ms. At the same time, taking the speed of propagation of sound vibrations in steel equal to 6000 m / s, during the cycle time of 64 ms, the sound wave can propagate to a distance of 384 m, in other words, almost the entire length of a large ship. However, acoustic oscillations will not practically cover such a distance along the hull of the ship hull, since the seawater is a good damper of acoustic vibrations, the presence of frames and other structures on the hull will also contribute to a significant attenuation of acoustic vibrations. At the same time, it is realistic to consider the distances of propagation of acoustic oscillations without their significant attenuation, estimated to be several meters or one to two tens of meters. With a linear pitch of the integrated sensors of 6 m, the maximum propagation time of sound waves between adjacent sensors will be 1 ms.

Таким образом, после начала формирования текущего временного цикла, инициируемого блоком обработки поступающих данных и управления 10, в каждом микроконтроллере 4 каждого интегрированного датчика начинается отсчет временного интервала, при этом отсчет временного интервала прекращается при поступлении на вход микроконтроллера импульса с выхода выпрямителя 3 амплитудой выше некоторой первой пороговой величины. Текущее значение таймера запоминается в памяти микроконтроллера интегрированного датчика и оно соответствует временному интервалу от начала временного цикла до момента прихода акустических колебаний на

Figure 00000001
-тый интегрированный датчик. Этот временной интервал можно представить какThus, after the beginning of the formation of the current time cycle initiated by the incoming data processing and control unit 10, the time interval begins in each microcontroller 4 of each integrated sensor, and the time interval stops when the pulse of the rectifier 3 amplitude arrives at the input of the microcontroller above some first threshold. The current value of the timer is stored in the memory of the microcontroller of the integrated sensor and it corresponds to the time interval from the beginning of the time cycle until the arrival of acoustic oscillations on
Figure 00000001
 -th integrated sensor. This time interval can be represented as

Figure 00000002
,
Figure 00000002
 ,

где

Figure 00000003
— время от начала временного цикла до момента удара по корпусу судна внешним предметом,
Figure 00000004
 — расстояние от точки удара до места расположения
Figure 00000001
-того акустического преобразователя 1 соответствующего
Figure 00000001
-того интегрированного датчика,
Figure 00000005
 — скорость распространения акустических колебаний в материале обшивки корпуса судна (с учетом погружения, выше или ниже ватерлинии).Where
Figure 00000003
 - time from the beginning of the time cycle until the moment of impact on the ship’s hull with an external object,
Figure 00000004
 - distance from impact point to location
Figure 00000001
 of the acoustic transducer 1 corresponding
Figure 00000001
 of that integrated sensor
Figure 00000005
 - the speed of propagation of acoustic oscillations in the hull material of the ship hull (taking into account immersion, above or below the waterline).

Таким образом, в памяти микроконтроллера 4 группы соседних интегрированных датчиков запоминаются в каждом свой временной интервал

Figure 00000006
, в каждом из которых присутствует время
Figure 00000003
, одинаковое для каждого интегрированного датчика. После решения системы уравнений относительно расстояний
Figure 00000007
 при входящих данных
Figure 00000006
 и известных расстояния между интегрированными датчиками величина
Figure 00000003
 взаимно вычитается.Thus, in the microcontroller's memory, 4 groups of adjacent integrated sensors are stored in each of their time interval
Figure 00000006
 , each of which has time
Figure 00000003
 The same for each integrated sensor. After solving the system of equations for distances
Figure 00000007
 with incoming data
Figure 00000006
 and the known distance between the integrated sensors
Figure 00000003
 mutually deductible.

Одновременно с отсчетом временного интервала

Figure 00000006
каждый микроконтроллер 4 каждого интегрированного датчика измеряет амплитуду импульса на выходе выпрямителя 3 усиленного в усилителе электрических сигналов 2, поступающих с акустического преобразователя 1. При малой величине амплитуды импульса с выхода выпрямителя 3 микроконтроллер не производит дальнейших вычислений и запоминает в своей памяти длительность импульса условно равной нулю. При превышении амплитуды импульса с выхода выпрямителя 3 некоторой второй пороговой величины микроконтроллер 4 начинает измерять длительность импульса до снижения его амплитуды ниже этой второй пороговой величины. Измеренная длительность импульса запоминается в памяти микроконтроллера 4.Simultaneously with the counting of the time interval
Figure 00000006
 each microcontroller 4 of each integrated sensor measures the amplitude of the pulse at the output of the rectifier 3 amplified in the electric signal 2, coming from the acoustic transducer 1. With a small amplitude of the pulse from the output of the rectifier 3, the microcontroller does not perform further calculations and remembers the impulse length of zero. . When the amplitude of the pulse from the output of the rectifier 3 of a certain second threshold value is exceeded, microcontroller 4 begins to measure the pulse duration until its amplitude falls below this second threshold value. The measured pulse duration is stored in the memory of the microcontroller 4.

Таким образом, в памяти микроконтроллера 4 каждого интегрированного датчика запоминается пакет данных, несущих информацию о времени наступления удара по корпусу судна, о силе удара и о длительности импульса, характеризующего удар. Этот пакет данных в начале следующего временного цикла последовательно через цифровую шину высокой производительности 9 передается каждым микроконтроллером 4 каждого интегрированного датчика в блок обработки поступающих данных и управления 10 по его запросу.Thus, in memory of the microcontroller 4 of each integrated sensor, a data packet is stored that carries information about the time of the impact on the ship’s hull, the impact force and the pulse duration characterizing the impact. This data packet at the beginning of the next time cycle is sequentially transmitted via a high-performance digital bus 9 by each microcontroller 4 of each integrated sensor to the incoming data processing and control unit 10 upon its request.

В блоке обработки поступающих данных и управления 10 осуществляют необходимые вычисления и по имеющимся временным интервалам

Figure 00000006
и имеющейся карте расположения интегрированных датчиков с известными расстояниями между ними однозначно определяют расположение точки удара. Далее в блоке обработки поступающих данных и управления 10 оценивают амплитуду импульсов (или силу удара) и их длительность. При этом различают три степени удара. Если амплитуда импульса невелика и его длительность короткая, то принимают решение о некритичном ударе по обшивке корпуса судна, не приведшем к ее существенным деформациям (см. фиг. 3). С другой стороны, если амплитуда импульса велика и его длительность расширена, то принимают решение о том, что произошла деформация обшивки корпуса судна (см. фиг. 4). Наконец, если амплитуда импульса велика и этот импульс имеет существенную длительность, то принимают решение о том, что имел место разрыв обшивки корпуса судна, при этом по продолжительности импульса оценивают линейный размер разрыва обшивки корпуса судна (см. фиг. 5).In the processing unit of the incoming data and control 10 carry out the necessary calculations and the available time intervals
Figure 00000006
 and the existing map of the location of the integrated sensors with known distances between them uniquely determine the location of the point of impact. Next, in the processing unit of the incoming data and control 10 estimate the amplitude of the pulses (or impact force) and their duration. There are three degrees of impact. If the pulse amplitude is small and its duration is short, then decide on a non-critical impact on the hull of the vessel, which did not lead to its significant deformations (see Fig. 3). On the other hand, if the pulse amplitude is large and its duration is extended, then it is decided that a hull covering of the ship hull has been deformed (see Fig. 4). Finally, if the pulse amplitude is large and this pulse has a substantial duration, then it is decided that a hull plating has occurred, and the linear size of the hull plating is estimated by the pulse duration (see Fig. 5).

Народнохозяйственный эффект от использования предполагаемого изобретения связан с появлением возможности практически мгновенной локализации места удара внешнего предмета по обшивке корпуса судна. Помимо локализации места удара появляется возможность определить характер повреждения обшивки корпуса судна, а также размер пробоины. Локализация и определение характера/размера повреждения осуществляется автоматически с использованием современных достижений в области акустики и электроники. При появлении на выходе вычислительного устройства данных о критическом состоянии обшивки корпуса судна мероприятия по обеспечения живучести корабля могут выполняться в автоматическом режиме и достаточно оперативно. В автоматическом режиме оперативно может осуществляться блокировка отсеков с поврежденной обшивкой. The economic effect of the use of the proposed invention is associated with the appearance of the possibility of almost instantaneous localization of the impact point of an external object on the hull cover of the vessel. In addition to localizing the impact site, it is possible to determine the nature of damage to the hull plating of the vessel, as well as the size of the hole. Localization and determination of the nature / size of damage is carried out automatically using modern advances in the field of acoustics and electronics. When the data on the critical state of the hull plating appears at the output of the computing device, measures to ensure the survivability of the ship can be performed automatically and fairly quickly. In the automatic mode, it can operatively block the compartments with damaged lining.

Другой аспект повышения эффективности от использования предполагаемого изобретения связан с возможностью полного исключения влияния человеческого фактора на процесс локализации и определения характера и размеров повреждения.Another aspect of increasing the efficiency of using the proposed invention is connected with the possibility of completely eliminating the influence of the human factor on the localization process and determining the nature and extent of damage.

Claims (1)

Способ локализации и определения характера и размеров повреждения обшивки корпуса судна, характеризующийся тем, что по всей площади обшивки корпуса судна с ее внутренней стороны с заданной периодичностью располагают серию интегрированных датчиков, которые соединяют общей цифровой шиной передачи данных высокой производительности, и выводят таким образом информацию от каждого интегрированного датчика на общий блок обработки поступающих данных и управления, при этом работу каждого интегрированного датчика синхронизируют блоком обработки поступающих данных и управления в локальном масштабе времени всей системы интегрированных датчиков и блока обработки поступающих данных и управления, при этом при возникновении удара по обшивке корпуса судна внешним предметом каждым интегрированным датчиком фиксируют в месте его расположения амплитуду огибающей акустических колебаний, распространяющихся по обшивке корпуса судна, фиксируют время прихода акустических колебаний в локальном временном масштабе и фиксируют форму огибающей акустических колебаний, после чего указанный набор данных встроенным в интегрированный датчик микроконтроллером переводят в цифровую форму и запоминают в памяти интегрированного датчика, после чего по запросу от блока обработки поступающих данных и управления передают этот запомненный блок данных от каждого интегрированного датчика по заданному протоколу обмена по общей цифровой шине передачи данных высокой производительности на общий блок обработки поступающих данных и управления, в котором анализируют поступающую от каждого интегрированного датчика информацию, и по амплитуде огибающей акустических колебаний делают вывод о силе удара по обшивке корпуса судна, по разнице времен поступления акустических колебаний на соседние интегрированные датчики рассчитывают местоположение на обшивке корпуса судна точки удара и по форме огибающей акустических колебаний определяют характер и размер повреждения обшивки корпуса судна, а именно, если амплитуда огибающей акустических колебаний невелика и длительность огибающей акустических колебаний короткая, то принимают решение о некритичном ударе по обшивке корпуса судна, не приведшем к ее существенным деформациям, вместе с тем, если амплитуда огибающей акустических колебаний велика и ее длительность расширена, то принимают решение о том, что произошла деформация обшивки корпуса судна, и, наконец, если амплитуда огибающей акустических колебаний велика и эта огибающая имеет существенную длительность, то принимают решение о том, что имел место разрыв обшивки корпуса судна, при этом по продолжительности огибающей акустических колебаний оценивают линейный размер разрыва обшивки корпуса судна.The method of localization and determination of the nature and size of damage to the hull plating of a ship, characterized in that a series of integrated sensors that connect a common high-performance digital data bus, are placed over the entire area of the hull hull from its inside, and thus output information from each integrated sensor to a common processing unit for incoming data and control, while the operation of each integrated sensor is synchronized by the processing unit Incoming data and control on a local time scale of the entire system of integrated sensors and the processing unit of incoming data and control, while in the event of an impact on the hull of the vessel with an external object, each integrated sensor records, at its location, the amplitude of the acoustic envelope propagating on the hull of the vessel , record the time of arrival of acoustic oscillations in a local time scale and fix the shape of the envelope of acoustic oscillations, after which it is indicated The new data set is integrated into the integrated sensor by the microcontroller and digitized and stored in the integrated sensor memory, after which, upon request from the incoming data processing and control unit, this memorized data block from each integrated sensor is transferred according to a predetermined data exchange protocol via a common digital data bus high performance on a common unit of processing incoming data and control, which analyze the information from each integrated sensor, and amp Therefore, the acoustic oscillation envelope concludes about the impact force on the hull hull plating, according to the difference in acoustic oscillations arriving at adjacent integrated sensors, calculate the position of the impact point on the hull hull plating and determine the nature and extent of damage to the hull plating, namely, if the amplitude of the envelope of acoustic oscillations is small and the duration of the envelope of acoustic oscillations is short, then decide on an uncritical blow to the paneling However, if the amplitude of the acoustic oscillation envelope is large and its duration is extended, then it is decided that the hull plating of the vessel has been deformed, and finally, if the amplitude of the acoustic oscillation envelope is large the envelope has a substantial duration, then it is decided that there was a gap in the hull of the vessel hull, while the linear dimension of the gap in the hull of the vessel hull is estimated from the duration of the acoustic wave envelope.
RU2018139007A 2018-11-07 2018-11-07 Method of localizing and determining the nature and dimensions of damage to hull skin RU2692505C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018139007A RU2692505C1 (en) 2018-11-07 2018-11-07 Method of localizing and determining the nature and dimensions of damage to hull skin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018139007A RU2692505C1 (en) 2018-11-07 2018-11-07 Method of localizing and determining the nature and dimensions of damage to hull skin

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2692505C1 true RU2692505C1 (en) 2019-06-25

Family

ID=67038176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018139007A RU2692505C1 (en) 2018-11-07 2018-11-07 Method of localizing and determining the nature and dimensions of damage to hull skin

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2692505C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2794392C1 (en) * 2022-12-07 2023-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" Method for determining the area of damage to the skin of an aircraft

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4227265A1 (en) * 1992-08-18 1994-02-24 Paraskevopoulos George Tanker with immediate control bridge indication of damage to bottom - has rope passing over guide rollers which breaks if ship runs aground causing alarm to be actuated and location of damage indicated on control bridge
RU2016812C1 (en) * 1991-02-06 1994-07-30 Юрий Иванович Нечаев Method of testing ship unsinkability
US5425275A (en) * 1990-06-01 1995-06-20 Lockshaw; James Hull monitoring apparatus and method
RU2097718C1 (en) * 1993-12-13 1997-11-27 Гирин Станислав Николаевич System of automated monitoring of stresses in ship hull
RU2131114C1 (en) * 1994-09-15 1999-05-27 Холландсе Сигнаалаппаратен Б.В. Apparatus locating hull damage
RU2363935C1 (en) * 2007-10-31 2009-08-10 Владимир Леонидович Александров Method to control ship strength and vibration and device to this end
RU2370784C1 (en) * 2008-03-05 2009-10-20 Юрий Петрович Аксенов Method of determining location and type of defects in active part of electric machine in operating mode
CN104655358A (en) * 2013-11-19 2015-05-27 中国舰船研究设计中心 Vessel cabin pressure warning device
DE102014104358A1 (en) * 2014-03-28 2015-10-01 Thyssenkrupp Ag A method of detecting damage to an outer skin of a ship and foil assembly for detecting damage to an outer skin of a ship

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5425275A (en) * 1990-06-01 1995-06-20 Lockshaw; James Hull monitoring apparatus and method
RU2016812C1 (en) * 1991-02-06 1994-07-30 Юрий Иванович Нечаев Method of testing ship unsinkability
DE4227265A1 (en) * 1992-08-18 1994-02-24 Paraskevopoulos George Tanker with immediate control bridge indication of damage to bottom - has rope passing over guide rollers which breaks if ship runs aground causing alarm to be actuated and location of damage indicated on control bridge
RU2097718C1 (en) * 1993-12-13 1997-11-27 Гирин Станислав Николаевич System of automated monitoring of stresses in ship hull
RU2131114C1 (en) * 1994-09-15 1999-05-27 Холландсе Сигнаалаппаратен Б.В. Apparatus locating hull damage
RU2363935C1 (en) * 2007-10-31 2009-08-10 Владимир Леонидович Александров Method to control ship strength and vibration and device to this end
RU2370784C1 (en) * 2008-03-05 2009-10-20 Юрий Петрович Аксенов Method of determining location and type of defects in active part of electric machine in operating mode
CN104655358A (en) * 2013-11-19 2015-05-27 中国舰船研究设计中心 Vessel cabin pressure warning device
DE102014104358A1 (en) * 2014-03-28 2015-10-01 Thyssenkrupp Ag A method of detecting damage to an outer skin of a ship and foil assembly for detecting damage to an outer skin of a ship

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2794392C1 (en) * 2022-12-07 2023-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" Method for determining the area of damage to the skin of an aircraft

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2169422B1 (en) System and method for acoustic tracking an underwater vehicle trajectory
CN104407340A (en) Device and method for calibrating lineup of dragging linear array
BRPI0111493B8 (en) method of detecting and monitoring damage to a structure and apparatus for use in detecting and monitoring damage to a structure
RU2634787C1 (en) Method of detecting local object against background of distributed interference
CN105004413B (en) Acoustic propagation path comprehensive speed assay method and device for submarine target positioning
DE602004003132D1 (en) METHOD FOR DETERMINING A POSITION OF AN OBJECT
KR102082263B1 (en) Underwater Acoustic Positioning System and Method thereof
RU2692505C1 (en) Method of localizing and determining the nature and dimensions of damage to hull skin
CN202230200U (en) Tethered underwater vehicle supersonic wave positioning and track monitoring system
CN115236592B (en) Ice sound positioning method based on single-array-element time-frequency curve matching
JP5757303B2 (en) Underwater acoustic positioning system
NO801538L (en) DEVICE FOR REAL TIME AA MEASUREMENT OF SEA CURRENTS IN DEEP WATER
Shirokov et al. Localization and Determination of the Nature and Size of Damage of the Ship Body Plating
RU117018U1 (en) NAVIGATING HYDROACOUSTIC STATION
JP2006194627A (en) Sound source position estimation method and device, and sonar
US5247489A (en) Digital range measurement system
RU2470317C1 (en) Differential-range hydroacoustic device for determining position of surface or underwater vessel relative given channel
Bonito Acoustic system for ground truth underwater positioning in DEEC's test tank
JP3395072B2 (en) Ocean acoustic tomography data analyzer
RU2650829C1 (en) Method of determining the speed of sound by the sonar under the signal distribution path to the target
CN111337881B (en) Underwater target detection method utilizing propeller noise
SU1657641A1 (en) Method for determining coordinates of the source of acoustic and electromagnetic emission
CN105807272B (en) A kind of electronic submarine navigation device speed of a ship or plane measuring method and device based on Doppler effect
WO2023106237A1 (en) Spatial position calculation device
JPH11211809A (en) Underwater position measuring method