Учет влияния мелководья при маневрировании судном

• Автор: Драчев, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.22.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

1. Теоретические закономерности движения судна 1

1.1 Движение судна на глубокой воде

1.1.1 Общий случай движения судна.

1.1.2 Криволинейное движение судна

1.1.3 Силы, действующие на корпус судна на глубокой воде

1.1.4 Циркуляция и ее элементы

1.2 Движение судна на мелководье

1.2.1 Формализация понятия мелководье.

1.2.2 Закономерности движения судна на мелководье.

1.2.3 Особенности движения судна на мелководье
2. Использование моделей для определения маневренных
характеристик судна.
2.1 Математические модели судов и их структурная классификация .
2.1.1 Учет мелководья в математических моделях движения
2.2 Применение математических моделей судна в морской практике .
2.2.1 Стандарты маневренных качеств морских судов.
2.2.2 Условия и порядок применение математических моделей .
2.2.3 О расчете маневренных характеристик.
2.3 Навигационный тренажер и математические модели фирмы
..
2.3.1 Общие сведения о тренажере
2.3.2 Математические модели навигационного тренажера
2.3.3 Формирование данных моделирования и система
разработки программного обеспечения
2.3.4 Силы, действующие на математическую модель судна
2.3.5 Уравнения движения математической модели судна в
тренажере.
2.3.6 Движение математической модели судна в штиль на
глубокой воде.
3. Статистический анализ результатов моделирования движения
судна на циркуляции
3.1 Условия и результаты моделирования движения судна на
циркуляции.
3.2 Статистические зависимости элементов циркуляции от отношения
глубины к осадке.
3.2.1 Радиус установившейся циркуляции
3.2.2 Тактический диаметр циркуляции
3.2.3 Выдвиг
3.3 Сравнительный анализ результатов моделирования.
4. Навигационное использование элементов циркуляции с
учетом мелководья. 6
4.1 Оценка смещения судна при выходе на новый курс.
4.2 Планирование и выполнение поворотов в стесненных водах
4.2.1 Особенности криволинейного движения в стесненных
4.2.2 Расчет точки начала перекладки руля при повороте
методом касательной
4.2.3 Сравнительный анализ существующих методов
определения точки перекладки руля
4.3 Расчет точки перекладки руля при повороте на мелководье
4.4 Расчет и построение промежуточных циркуляций.
Заключение.
Список литературы


Для решения задачи движения судна в горизонтальной плоскости необходимо знать силы и моменты, действующие на корпус судна и параметры его средств управления. Они разделяются на три 1руппы: движущие, внешние и реактивные. Движущие сипы - это упор гребного винта, боковая сила руля, силы, создаваемые средствами активного управления и т. Внешние силы - это силы, возникающие от давления ветра, волнения моря и течения. Эти силы в большинстве случаев создают помехи при маневрировании. Реактивные силы - разделяются по своей природе на инерционные и нс-инерционные. Инерционные силы и моменты (Яи и Ми) обусловлены инерционностью судна и присоединенных масс воды. Они возникают только при наличии ускорений - линейного, углового, центростремительного. Неинерционные силы и моменты (Яб и М„) обусловлены вязкостью забортной воды, т. Гидродинамические силы и моменты принято подразделять по характеру движения судна на позиционные и демпфирующие. Позиционные силы и момент (Яп и М») действуют на судно при прямолинейном движении судна с углом дрейфа. Демпфирующие силы и моменты (Я() и Мд) - обусловленны вращением судна вокруг вертикальной оси. R* ~ R-xu **¦ RM = R. Rxn **¦ R. Ry = Ryu + Rye = Ryu + Ryn + Ryd; (1. M: = Mu + Me = Mu + Mn + Л/д. При рассмотрении задач управляемости используется подвижная система координат, связанная с судном, и началом в центре тяжести (ЦТ) судна, обозначаемом как G (рис. Движение судна определяется тремя взаимно перпендикулярными направленными вдоль осей и тремя вращательными движениями вокруг этих осей. При движении плавающего судна реализуется шесть степеней свободы. Z — расположена перпендикулярно первым двум и направлена вверх и вниз; положительным считается движение вниз. X вызывает изменение курса, положительным считается поворот вправо. Положительный отсчет углов принимается по часовой стрелке, однако, за исключением в отношении угла перекладки руля <5, угла дрейфа /? КУ) ветра (течения). Рис. За положительное направление перекладки руля 6 принимают перекладку, вызывающего циркуляцию по часовой стрелке, т. За положительный угол дрейфа принимается угол /? Такой угол дрейфа возникает при правой циркуляции судна. При описания маневра не учитывается качка. У (Х2б - статистический момент присоединенных масс воды; Х^~ момент инерции присоединенных масс воды. Приведенные формулы для определения присоединенных масс по трем осям дают приближенные значения - более точно можно посчитать через коэффициенты присоединенных масс кг к, к6бу которые можно выбирать из графиков, приведенных в справочниках по теории корабля [, ]. Определение сил и моментов осуществляется фемя способами: теоретическим, экспериментальным и расчетно-экспериментальным. Для. В большинстве задач управляемости рассмафивается криволинейное движение судна в плоскости ватерлинии. Если не принимать во внимание случаи движения судна на волнении с изменением углов крена и дифферента вследствие качки и динамического воздействия вефа или поворота судна, то в остальных случаях можно предположить, что движение судна плоское. Для описания такого движения вводят две системы координат: неподвижную г|, связанную с земной поверхностью, и подвижную С! АУ, жестко связанную с судном (рис. Начало подвижной системы располагается в ЦТ судна, который считается лежащим в плоскости миделя, т. Корпус судна считается симмефичным относительно диаметральной плоскости. Используются так называемые левые системы координат, у которых поворот оси ОХ к СУ (и О? Од) осуществляется по часовой сфелке. При решении задач управляемости определяют несколько кинематических параметров. Угол (р между осью GX и осью 0% называют углом курса, угол pG между вектором скорости центра тяжести судна и осью GX - углом дрейфа, угол