Капитану о прочности корпуса судна (Максимаджи А.И.)

специальных норм допускаемого износа и деформации

дополнительно следует учитывать, что такие нормы

разрабатываются расчетом, ориентированы на определенные

нагрузки, превышение которых не должно допускаться.

Соблюдение этого условия может быть гарантировано, только

если на судне имеются нормативные значения нагрузок

(информация о прочности) и соответствующие средства конт-

роля их значений (график контроля прочности, прибор).

Уменьшение строительных размеров связей корпусов

судов за счет применения СПП, совершенствование

конструкций и нормирования прочности сопровождаются и

другим важным явлением — ростом гибкости корпуса и

связанным с нею увеличением вибрационных нагрузок,

контроль за которыми может внести существенный вклад в

повышение безопасности и увеличение долговечности

корпуса судна.

С учетом указанных тенденций развития транспортных

судов во всех правилах классификационных обществ

появились требования к контролю прочности корпуса в

эксплуатации. В частности, в части II «Корпус» Правил

классификации и постройки судов Регистра СССР вопросам

контроля прочности уделено большое внимание.

Для судов, находящихся длительное время в эксплуатации

и в связи с износом связей корпуса, имеющих пониженную

прочность, Регистр рекомендует обеспечивать средствами

контроля (приборами, информацией о прочности) все

грузовые суда независимо от их длины и условий

эксплуатации (характера загрузки). Эта рекомендация

приобретает смысл требования в случаях, когда для оценки

технического состояния корпуса данного судна применяются

«Специальные нормы допускаемых износов и деформаций», в

которых возможные избытки прочности корпуса уже

реализованы.

Экономическая целесообразность контроля прочности

с помощью приборов. В соответствии с требованиями

современной экономики не только эксплуатация судна, но и

управление им должны выполняться с минимумом потерь,

например, связанных с нерациональной загрузкой или

влиянием плохой погоды. Такие требования—следствие того,

что сами суда

180

стали  дороже  и  каждый  дополнительный  час  плавания  или
небольшой  недобор  груза  в  рейс  приводят  к  заметному
удорожанию  перевозок.  В  то  же  время  хорошо  известно:  ни
одно  судно  не  может  быть  построено  таким  прочным,  чтобы
выдержать  любое  распределение  груза  и  балласта  или  все
возможные воздействия взволнованного моря. Это вытекает и
из  требований  Правил  технической  эксплуатации  судов  [16],
где  четко  оговорено:  судно  будет  эксплуатироваться  в
соответствии  с  «хорошей  морской  практикой» (учет
предусмотренного  и  допустимого  для  него  распределения
груза, балласта, топлива и запасов. целесообразные изменения
курса  и  скорости  в  тяже  лых  погодных  условиях,  некасание
грунта).

«Хорошая морская практика»—термин совершенно ясный

капитанам. В то же время каждый капитан может вкладывать
в него свои собственные представления в зависимости от
опыта, характера и других факторов.

Рассмотрим пример: изменение скорости судна как

функции погодных условий. Для выбора оптимального
режима движения

на волнении современных гигантских или

высокоскоростных  судов  капитаны  должны  обладать
большим  искусством  и  иметь  длительный  опыт  плавания  на
судах данного типа. Однако даже весьма опытные капитаны в
своих  оценках  режима  движения  не  могут  избежать
субъективизма,  связанного  с  рядом  трудно  учитываемых
факторов, особенно в условиях плохой погоды и темного вре-
мени  суток.  Поэтому  в  сложных  штормовых  условиях
принимаемые  «на  морской  глаз»  решения  обычно  будут
несколько  отличаться  от  оптимальных  в  безопасную  или
опасную сторону.

На

рис. 5.1

сплошная кривая показывает, как скорость

судна  медленно  уменьшается  вследствие  возрастания
волнового  сопротивления  с  ухудшением  погоды  (развитием
волнения).  В  некоторой  точке  капитан  решает,  что
окружающие  условия  слишком  суровы  и  принудительно
снижает скорость, тем самым

________________

Под оптимальным понимается такой режим, который в данных

условиях  волнения  позволяет  двигаться  с  максимальной  скоростью  и
минимальным  отклонением  от  расчетного  курса  при  соблюдении
требований  к  общей  и  местной  прочности  корпуса  и  других  условий
безопасности.

181

ограничивает

нагрузки

на

корпус. Однако точка, в которой
капитан

приступает

принудительному

снижению

скорости (вмешивается воля
человека),

субъективна

зависимости от степени его
осторожности. На

рис. 5.1

приведены

два

возможных

случая. В первом случае
(пунктирная

кривая)

выполняется  излишне  большое
снижение  скорости  и  (или)
отклонение  от  основного  курса,
во

втором

случае

(штрихпунктирная

кривая)

снижение  скорости  и  (или)  изменение  курса  мало.  Оба  реше-
ния  связаны  с  экономическими  потерями,  так  как
«осторожный»  капитан  доставит  груз  к  месту  назначения  с
опозданием,  а  «смелый»  может  повредить  судно,  вызвать
дорогой ремонт и сопутствующие убытки. В прошлом капитан
мог проявлять осторожность, основываясь на «чувстве судна»
и опыте, что обычно всех удовлетворяло. Однако в последние
10  лет  размеры  судов  сильно  возросли,  суда  стали  двигаться
намного быстрее. Личный контакт между человеком и судном
(«чувство судна») в значительной степени потерял свое былое
значение.  Такое  ослабление  надежного  контакта  между
человеком  и  судном,  с  одной  стороны,  и  возрастание
требований  к  эффективности  судовождения  (цены  времени  в
пути)—с  другой,  обусловили  создание  приборов,  способных
дополнить  субъективную  оценку  человека  беспристрастными
числовыми показателями

( рис. 5.2

5.3)

Стремление к сокращению времени для надежного

решения вопроса о степени безопасности того или иного
варианта загрузки судна в порту при новых динамичных
условиях

перевозок

также

потребовало

создания

соответствующих приборов. Расчетная оценка реальных
нагрузок на тихой воде связана иногда с затратами времени, в
то время как решение той же задачи практически немедленно
осуществляется системой контроля приборами. Такая система
может

182

Рис. 5.1. Изменение скорости в

зависимости от состояния моря.

/—естественное  уменьшение  ско-
рости  вследствие  роста  волнового
сопротивления;  2—  искусственное
уменьшение

скорости

«осторожным»

капитаном;

3—

искусственное снижение скорости
«смелым» капитаном.

Рис. 5.2. Вероятность повре-

ждения корпуса.

I—визуальный контроль; 2—
контроль приборами; 3—область
возможных повреждений; р

—

плотность вероятности нагрузки.

Рис. 5.3. Среднее повышение

скорости в бурную погоду.

1—визуальный контроль; 2—
контроль приборами; 3—среднее
увеличение скорости; 4—область
возможных повреждений; р

—

плотность вероятности скорости
в бурную погоду.

мгновенно сигнализировать о состоянии нагрузки, возникших
перенапряжениях и их значениях [27].

В связи с изложенным возникает очевидная потребность в

контроле  приборами  за  напряженностью  связей  корпуса  при
выполнении  грузовых  операций,  а  также  при  выборе
оптимального  режима  движения  во  время  плавания  в
штормовых  условиях.  В  первом  случае  достигается  экономия
времени  в  порту,  во  втором—в  море.  В  целом  повышаются
экономические показатели работы судна.

Виды приборов для контроля прочности. Все приборы,

используемые  для  контроля  прочности  корпуса,  можно
разделить  на  две  принципиально  различные  группы:
пассивные  и  активные.  Пассивные  приборы  представляют
собой,  по  существу,  специализированные  калькуляторы,
помогающие

судоводителю

оперативно

рассчитать

конкретный грузовой план и оценить его соответствие
действующим

нормам.

Активные

приборы

—

это

измерительные системы, способные с помощью датчиков
оценить

напряженность

корпуса

его

элементов,

сигнализировать  о  превышении  допускаемого  уровня  или
зафиксировать процесс нагружения. Активные приборы могут
работать  как  в  статическом  режиме—во  время  грузовых  опе-
раций,  так  и  в  динамическом — во  время  движения  судна  по
взволнованному морю.

183

§ 21 Пассивные приборы

Изгибающие моменты и перерезывающие силы на тихой

воде  применительно  к  основным  случаям  нагрузки  судна  с
грузом и балластом для состояния прибытия и отхода обычно
вычисляют  в  конструкторском  бюро,  а  результаты  этих
расчетов  сводят  в  «Информацию  об  остойчивости  и
прочности грузового судна»

( см. § 7)

. В Информации,

естественно,  приводятся  только  основные  случаи  загрузки,
так  как  практически  нельзя  заранее  предусмотреть  все
многочисленные  реальные  варианты  распределения  грузов  и
запасов,  необходимость  в  которых  может  возникнуть  в
процессе  эксплуатации,  и  оценить  соответствующие  этим
распределениям

значения

изгибающих

моментов

перерезывающих сил

Степень оптимальной и практической допустимости того

или

иного

конкретного

распределения

грузов,

не

предусмотренного в Информации, с  позиции  удовлетворения
требованиям  безопасности  судна  (обеспечения  должной
посадки, остойчивости  и прочности) оценивается с помощью
графиков  прочности.  Такая  проверка  в  ряде  случаев
представляет  собой  достаточно  сложную  задачу,  для  ее
решения  требуются  большие  затраты  труда  и  времени.
Естественно  поэтому  появление  приборов,  облегчающих  и
упрощающих выполнение подобных расчетов на борту судна.

В последние два десятилетия в качестве специа-

лизированных  приборов  широкое  распространение  получили
лодикаторы,  сталодикаторы  шведских  фирм  «Кокумс»  и
«Гетаверкен»,  а  также  приборы  УПВЗОС  (унифицированные
приборы

выбора

загрузки

остойчивости

судна)

отечественного производства. Все  эти  приборы  базировались
на  расчетных  методах  оценки  остойчивости  и  прочности.
Приборы  выполняли  электрическими  или  механическими,
опираясь  на  аналоговые  принципы.  В  электрических
приборах, к этому  типу,  в  частности,  принадлежат  УПВЗОС,
используются  мостовые  схемы  с  реостатными  преобразова-
телями.

Данные о нагрузке в порожнем состоянии и другие

неизменные характеристики корпуса, такие, как положение
ЦТ помещений (трюмов, цистерн), их объ-

184

емы, фиксируются в специальном устройстве прибора при его
настройке  на  параметры  конкретного  судна,  После  того  как
оператор  с  помощью  ручек  управления,  установленных  на
панели  прибора,  введет  данные  о  нагрузках,  входящих  в
дедвейт,

на

информационной

шкале

можно

снять

характеристики прочности и остойчивости судна. Подробное
описание устройства приборов типа УПВЗОС, их работы и
управления приведено в книге [II].

В настоящее время приборы, базирующиеся на

аналоговых принципах, постепенно вытесняются более
совершенными,

опирающимися

на

современную

вычислительную технику (ЭВМ).

Бурное развитие производства малогабаритных ЭВМ с

относительно большой памятью способствовало появлению
различных их разновидностей, приспособленных к решению
задач оптимальной загрузки судна. Имеющиеся модификации
таких ЭВМ можно подразделить на две группы:

1. Универсальные мини-ЭВМ, снабженные

рядом

программ, записанных на магнитных лентах. Эти ЭВМ могут
в  равной  мере  использоваться  как  в  специализированных
режимах  работы  при  формировании  грузового  плана,  так  и
для  выполнения  различных  обычных  расчетов.  Типичные
представители данной группы — отечественная разработка на
основе  ЭВМ HP-97 [12],  а  также  финская  система  «Опти-
лоуд», основой  которой является  универсальная ЭВМ HP-85.
Обе  эти  ЭВМ  имеют  печатающие  устройства  для  фиксации
результатов расчета на бумаге.

2. Специализированные ЭВМ, способные выполнять

только расчеты оптимальной загрузки судна. Они
оборудуются

соответствующим

дисплеем.

На

нем

высвечиваются  силуэт  судна,  уровни  моментов  и  пе-
ререзывающих  сил  по  нескольким  поперечным  сечениям  и
приводятся  характеристики  остойчивости.  Прибор  снабжен
также устройством для вывода результатов расчета на печать.
Типичным  примером  специализированной  ЭВМ  является
прибор «Лоуд-мастер» фирмы «Кокумс».

Остановимся коротко на описании прибора «Лоуд-мастер

Д-50», имея в виду, что другие известные модификации
отличаются от него лишь второстепенными деталями.
Прибор служит специализированной

185

Рис. 5.

4. Общий вид прибора «Лоудмастер Д-50».

I—выключатель; II—печатающее устройство; III—боковой вид судна; IV —

нормативные уровни напряжений изгиба и среза; V—коды панели управления;—

9— номера сечений; М— значение изгибающего момента; N—значение

перерезывающей силы; DW— дедвейт; Т

—осадка носом; Т

—осадка кормой; h

н.ц.

—метацентрическая высота.

ЭВМ, предназначенной для быстрого вычисления нагрузок в
связях корпуса и, если требуется, метоцентрической высоты
при любом распределении груза

(рис. 5.4

5.5).

Прибор

вычисляет и представляет на дисплее дедвейт, осадку носом и
кормой. Одновременно определяются срезывающие силы и
изгибающие моменты в ряде заданных сечений по длине судна
для каждого фиксированного состояния загрузки.

Кривые изгибающих моментов и перерезывающих сил

могут быть представлены на экране дисплея альтернативным
ключом и сопоставлены с соответствующими нормативами
для гавани или моря. Число рассчитываемых точек зависит от
типа

размеров

судна

отвечает

требованиям

классификационных обществ. Программа расчета, а также
постоянные данные о судне вводятся в запоминающее
устройство,

откуда

могут

считываться

по

мере

необходимости.

Все результаты расчета показаны на дисплее. Дедвейт,

осадка носом и кормой представляются

186

цифрами  справа  на  экране.  Левее  воспроизводятся  значения
изгибающего момента и перерезывающей силы для выбранного
сечения,  а  также  метацентрической  высоты,  если  она
вычисляется.  В  районе  рассматриваемого  сечения  на  боковой
проекции  корпуса  под  линией  100 % лимита  загорается  лам-
почка.

Большая часть экрана используется для информации о

нагрузках  в  связях  корпуса.  Соответствующие  светящиеся
диоды, расположенные в середине экрана, свидетельствуют,  к
какому  случаю  относятся  кривые  (изгибающий  момент  или
срезывающая  сила,  гавань  или  море).  Загорание  лампочек
«сверх  лимита»  показывает  сечения,  в  которых  превзойден
допускаемый уровень.

Клавиши управления прибором смонтированы в двух

группах

(см. рис. 5.5)

. Одна содержит цифровые клавиши (0—

9). Вторая имеет ключи команд (I — XIII). Значение цифрового
ключа определяется ключом команды.

Прибор

оборудован

печатающим

устройством

горизонтальным алфавитом и электрической головкой,
работающей на специальной металлизированной бумаге.

Рис. 5.5. Коды управления прибора «Лоудмастер Д-50».

/—взаимное изменение нормы напряжений моря и гавани; //—вызов напряжений
в  определенном  сечении; ///—цепной  ввод;  IV—  серия  вводов;  V — взаимное
изменение  кривых  N  и  М; VI—вызов  помещения; V//—печать  введенных  и
выходных  данных:  VIII—  плотность  груза;  IX—  масса  груза;  Х — судно  в
порожнем состоянии; XI—часть объема танка, занятого жидкостью;

XII—перевод команды памяти в расчет; XIII—снятие предшествующей команды.

187

Спецификация прибора

Получение данных

Малая ЭВМ, смонтированная на
четырех печатных платах

Экран

Световые диоды

Ключи

12 цифровых клавиш, от 10 до 16
клавиш команд

Печать

Электрическая с горизонтальным
шрифтом

Размеры, мм

2,4 X 1,1

Строка

32 знака, 47,4 мм

Питание

110, 220 В от 45 до 65 Гц, 45 Вт (от
сети или батареи)

Температура, °С

От+

5 до+

Влажность, %

Масса, кг

9,0

Размеры, мм

470 • 270 • 200

§ 22. Активные приборы

Виды автоматических систем контроля. Рост знаний о

поведении судна на взволнованном море и прогресс в технике
приборостроения  позволяют  заменить  опытно-интуитивный
метод  управления  судном  методом,  опирающимся  на
объективные  данные  приборов  о  степени  напряженности
корпуса  и  его  мореходных  качествах  в  конкретных  условиях
движения.  Приборы  позволяют  оперативно  контролировать
состояние  загрузки  судна  в  порту  в  период  грузовых
операций,  выбирать  наилучший  курсовой  угол  и  скорость
судна,  обеспечивают  наименьшую  вероятность  повреждений
конструкций

корпуса,

снижают

расход

топлива

оптимизируют время в пути.

Признавая вклад, который может внести контроль

приборами  за  поведением  судна  в  море  в  обеспечение
безопасности  и  надежности  судов,  а  также  учитывая
эффективность  снижения  расхода  топлива  и  времени  в  пути,
ряд

научно-исследовательских

учреждений

классификационных  обществ  на  протяжении  последних  лет
провели  комплекс  исследований,  направленных  на  создание
соответствующих  автоматических  систем  наблюдения  за
корпусом в эксплуатации.

Автоматические системы наблюдения за корпусом

проектировали таким образом, чтобы выполнять одну или
несколько из следующих функций.

1. Управление грузовыми операциями и предупреждение

недопустимого перенапряжения в порту.

188

Контролируются напряжения в  продольных связях палубы во
время  операций  по  загрузке  и  выгрузке  судна.  Подается
сигнал  тревоги,  как  только  достигается  опасный  уровень
напряжений.

2. Управление движением судна и предупреждение

недопустимого  перенапряжения  корпуса  при  ходе  на
волнении.  Контролируются  напряжения  в  продольных  связях
палубы, а также в  наиболее напряженных местных элементах
конструкции  корпуса  (например,  в  днищевых  конструкциях
носовой  оконечности  во  время  движения  в  штормовых
условиях).

Дополнительно

можно

контролировать

гидродинамическое давление, расход топлива, частоту
вращения двигателя, скорость ветра.

Оценка

усталостной

долговечности

корпуса.

Фиксируются  долговременные  распределения  напряжений  в
продольных  связях  палубы  (за  год  или  более),  которые
используют  для  оценки  усталостной  долговечности  наиболее
нагруженных  деталей  судового  корпуса.  Принимаются
гипотеза  линейного  суммирования  повреждений  и  данные  о
реальной концентрации напряжений.

4. Предсказание поведения судна в различных условиях.

Фиксируются в конкретных волновых условиях и режиме
движения реакции корпуса для управления судном. Эти
данные

используют

для

предсказания

уровня

соответствующих реакций при предполагаемых изменениях
скорости и (или) курсового угла, которые могут потребоваться
в эксплуатации.

5. Расчет эксплуатационных характеристик судна.

Получаемая  информация  о  реакции  судна  на  предполагаемые
волновые  условия  используется  для  выбора  расчетных
скорости  судна,  мощности  главного  двигателя,  необходимого
количества топлива на планируемый рейс и т. п.

6. Оптимизация маршрутов и условий движения.

Выбираются  маршруты  и  условия  движения  судна  (скорость,
курсовые  углы),  обеспечивающие  минимальные  расход
топлива или время в пути. Определение правильной стратегии
движения  на  длительных  маршрутах  с  учетом  реальной
погоды,

безопасности,

потребления

топлива

может

осуществляться координацией данных бортовой аппаратуры и
усилиями береговых служб.

189

7. Регистрация аварийных случаев на борту судна. Фиксируются

данные  о  поведении  судна,  командах  с  мостика,  радарной
информации.  Автоматический  прибор,  выполняющий  функции
«черного  ящика»,  устанавливается  в  месте,  легкодоступном  при
затоплении  судна.  Информация  используется  для  анализа  и
расследования аварийных случаев.

Системы, обеспечивающие выполнение первых двух функций,

сравнительно  просты,  дешевы,  нашли  практическое  использование
и  уже  установлены  на  многих  судах.  К  этому  типу,  например,
относится  система  «Ведар»  норвежской  фирмы  «Статроник»,  уста-
новленная  на  танкере  «Антонио  Грамши»  Латвийского  морского
пароходства.

Системы, способные выполнять функции оценки усталостной

долговечности,  применяют  в  основном  во  французском  флоте  и
главным  образом  с  целью  совершенствования  требований  Правил
постройки  Бюро  Веритас.  В  практическом  судовождении  их
использование ограничено.

Достаточно подробно разработаны и экспериментально

опробованы  системы,  способные  предсказывать  поведение  судна  в
различных  условиях.  Применительно  к  нагрузкам  общего  изгиба,
нагрузкам  слеминга  и  заливаемости  необходимую  информацию
могут  дать  системы  первых  двух  типов.  Для  предсказания  других
реакций  корпуса  на  волновые  воздействия  (различные  виды  качки,
вибрация  и  т.  п.)  следует  применять  более  сложные,  а
следовательно,  и  более  дорогие  системы  приборов.  Чтобы
эффективно  использовать  такие  системы,  нужно  специально  обу-
чать  плавсостав.  В  связи  с  изложенным  применение  систем
приборов  для  этих  целей  пока  ограничивается  областью
исследований.

Весьма перспективным и сулящим высокую эффективность

представляется  применение  систем,  позволяющих  оценивать
эксплуатационные характеристики судов и давать рекомендации по
оптимальным  маршрутам  и  условиям  движения.  Теоретическая  и
техническая  базы  для  использования  таких  приборов  имеются.
Однако  необходима  большая  организационная  работа,  которая
обеспечит  оперативное  и  слаженное  взаимодействие  береговых
служб  с  экипажами  судов.  Можно  считать,  что  практическое  и
массовое

190

применение указанных приборов—дело ближайшего будущего.

Создание и применение приборов, обеспечивающих функции

«черного ящика», в связи с рядом технических и политических
трудностей пока могут рассматриваться, как отдаленная
перспектива.

Учитывая практическую направленность справочника, далее

основное внимание уделено системам контроля работы корпуса, с
которыми судоводители могут встретиться в своей повседневной
деятельности. О принципах работы систем контроля, которые
будут применяться в перспективе, только упомянуто.

Теоретические основы контроля приборами за корпусом.

Физические  и  математические  основы  теории  волн,  вызываемых
волнами  процессов  качки  судна  и  нагрузок  достаточно
разработаны.  Для  частных  задач,  которые  необходимы,  чтобы
понять  теоретическую  основу  контроля  приборами,  можно
ограничиться  относительно  простыми  положениями,  приведен-
ными в

гл. 3

. Более полное его описание дано в работе [7].

Основы общей методики применения статистических методов

для  оценки  вероятности  встречи  судна  с  наибольшей  волной  за
некоторый  промежуток  времени  при  движении  по  развитому
ветровому  волнению  с  известными  характеристиками  были
изложены в

§ 11.

Эта методика иллюстрирует принципы, на

которых  может  базироваться  контроль  за  прочностью  с  помощью
приборов,  так  как  они  остаются  справедливыми  и  при  оценке
других  основных  реакций  корпуса  на  воздействие  волн,  если
корпус считать линейной системой

( см. § 12)

Рассмотрим судно, идущее с постоянной скоростью и

курсовым углом по стационарной волновой поверхности,
характеризуемой высотой волны трехпроцентной обеспеченности

з%

и средним периодом

___

. Запись реакций судна, таких, как

качка (вертикальная, килевая и т. п.), продольный изгибающий
момент и перерезывающие силы, напряжения продольного изгиба
в палубе и днище или ускорения, могут быть обработаны тем же
методом, что и записи волнения

(см. § 11)

. Параметры реакции

корпуса, как и волны, допустимо характеризовать величиной ,
которая является σ среднеквадратическим значением

191

отклонения рассматриваемых пиков от их нулевого уровня
(стандарт

реакции).

Превышение

амплитудами

рассматриваемой реакции некоторой заданной величины
выражается

)

exp(

)

(

−

Наиболее вероятная наибольшая реакция х

при числе

циклов реакции N по аналогии с формулой

(3.14)

для

амплитуды будет

(5. 1)

Соответственно, если σ устанавливается с помощью

измерений на борту, то наиболее вероятная наибольшая
реакция для конкретной переменной может быть вычислена
по выражению

(5.1)

. Например, при N = 100 х

≈ 3,0σ. Это

означает,  что  когда  σ  определено,  то  известно  и  значение
наиболее  вероятной  наибольшей  амплитуды  реакции  в
течение  нескольких  последующих  часов  (в  случае,  если
погода не изменяется и сохраняются неизменными скорость и
курсовой угол).

Большинство приборов контроля прочности основаны на

использовании

указанных

закономерностей.

Они

регистрируют  исследуемую  реакцию  и  определяют  ее
стандарт  σ.  Через  заданные  интервалы  времени  стандарт
корректируется  прибором  в  зависимости  от  изменения
окружающих условий, скорости, курсового угла или загрузки
судна [26].

Если применительно к данному судну заранее установить

нормативные,  опасные  для  мореходности  или  прочности,
значения  стандарта  соответствующих  реакций,  то  прибор
подаст сигнал тревоги, когда Допускаемый предел превышен.
Более  того,  заранее  рассчитав  зависимость  интересующих
реакций  судна  на  изменение  скорости  и  курсового  угла  в
различных  режимах  волнения,  капитан  по  значениям
стандарта,

измеренным

прибором,

может

получить

рациональную основу для управления судном в штормовых
условиях

( см. § 14)

Автоматические системы контроля за грузовыми

операциями и движением судна. Промышленно ос-
_______________

* В иностранных источниках 2

часто заменяют символом Е.

192

воены  и  выпускаются  серийно  различные  системы  контроля
за  грузовыми  операциями  и  движением  судна.  Все  они
основаны  на  одинаковых  теоретических  положениях,  а
отличаются  лишь  числом  используемых  датчиков  и  формой
представления  результатов  контроля  за  корпусом.  Наиболее
типичные  из  этой  группы—системы  норвежской  фирмы
«Статро-ник»  и  японской  фирмы  «Митсуи».  Системы  других
фирм  отличаются  от  них  лишь  указанными  выше
непринципиальными деталями.

С и с т е м а « B e д а р » . Авторы этой системы стре-

мились  достигнуть  главной  цели—обеспечить  контроль  за
напряженностью  связей  корпуса  в  результате  применения
трех  датчиков,  позволяющих  получить  информацию  о
состоянии  корпуса  в  виде  стандартов  регистрируемых
процессов  в  долях  некоторых  их  значений.  По  системе
«Ведар»  судно  оборудуется  двумя  датчиками  деформаций,
установленными  на  палубе  в  миделевом  сечении  корпуса  с
правого  и  левого  бортов,  и  датчиком  ускорений
(аксельрометром),  размещенным  в  ДП,  носовой  части  судна

( рис. 5.6)

. Датчики деформаций предназначены для оценки

напряженного  состояния  корпуса  при  его  общем  изгибе  на
тихой  воде  и  на  волнении,  а  датчик  ускорений—для
характеристики  силы  ударов  волн  в  днище  и  развал  борта  в
носу, а также при заливаемости носовой части корпуса.

Система «Ведар» учитывает волновые нагрузки в носовой

части  судна  и  на  тихой  воде.  В  связи  с  этим  она  удобна  для
скоростных  судов,  плавающих  при  относительно  малых
значениях осадки носа и имеющих большие развалы бортов, а
также  для  судов,  нуждающихся  в  оперативном  контроле  за
нагрузками  на  тихой  воде  (суда  с  горизонтальной
грузообработкой, контейнерные).

Сигналы от датчиков поступают по проводам в усилитель

и  электронный  блок.  Усиленный  сигнал  датчика  усилитель
передает  в  электронный  блок,  который  на  основании  12-
минутной  выборки  вычисляет  математическое  ожидание  и
стандарт  фиксируемого  случайного  процесса.  Значения
стандартов

регистрируются

стрелочными

приборами,

показывающими их относительную величину (в процентах от
некоторого нормирующего значения). Три стрелочных
прибора,

193

Рис. 5.6. Схема установки приборов на судне: а—общий вид; б—

план.

1—датчики деформаций; 2— датчик вертикальных ускорений; 3—пре-

образователь и регистратор сигналов датчиков. НП—носовой перпендикуляр.

смонтированных на одной панели, устанавливают в рулевой
рубке

( рис. 5.7)

Палубные датчики правого и левого бортов полностью

идентичны. Каждый датчик имеет четыре тензометра,
которые расположены на алюминиевом кольце и соединены
по схеме моста

(рис. 5.8)

. Кольцо соединено с двумя

стальными  (нержавеющими)  болтами  и  вставлено  в  гибкий
корпус, заполненный полиуретаном. Каждый болт с помощью
гаек  закреплен  на  опоре,  приваренной  к  палубе.
Многожильный  кабель  датчика  подключен  к  клеммнику  в
латунной  соединительной  коробке,  находящейся  вблизи  от
датчика.  Над  этими  устройствами  установлена  массивная
стальная  крышка  для  защиты  от  механических  повреждений,
допускающая, однако, протекание воды под устройство.

Носовой датчик служит измерителем ускорений в

пределах ±2g. Для компенсации потерь в кабеле,

194

а  также  сдвига  сигнала  предусмотрена  соединительная
коробка  с  усилителем,  к  которой  подключается  кабель
датчика.  Коробка  выполнена  из  чугуна.  В  ней  размещены
усилитель и клеммник. При вертикальных перемещениях носа
судна возникает сигнал, изменяющийся в пределах ±5 В.

Пульт системы, устанавливаемый в рулевой рубке судна,

включает:

Рис. 5.7. Общий вид панели приборов, установленных на танкере «Антонио

Грамши».

А—шкала  стандартов;  В—шкала  средних  значений;  1—  регистрирующий  |
прибор  датчика  ЛБ: 2—регистрирующий  прибор  датчика  ускорений; 3—ре-
гистрирующий  прибор  датчика  ПБ;  4—регулятор  стрелки  нормативного
положения;  5—кнопка  контроля  работы;  6—кнопка  контроля  среднего
значения нагрузок на тихой воде; 7 — регулятор освещения панели;
8—сигнал  «Система  неисправна»; 9—сигнал  «Датчик  неисправен»;  10—сиг-
нал  «Норма  на  ЛБ  превышена»;  11  —  сигнал  «Норма  носового  датчика
превышена»;  12—сигнал  «Норма  на  ПВ  превышена»;  13—стрелка
среднеквадратичного отклонения; 1

—стрелка нормативного значения.

Рис. 5.8. Датчик напряжений системы «Ведар».

1—сальник; 2—контргайки; 3—полиуретановое изоляционное покрытие

кольца с тензометрами; 4—базовые площадки крепления датчика (средний

размер базы ~ 300 мм, размеры в миллиметрах).

195

Капитану о прочности корпуса судна (Максимаджи А.И.) - часть 12