ЖУРНАЛ СТА 3/2009
Г ЛИССИРУЮЩИЕ СУДА И УПРАВЛЕНИЕ ИХ ДВИЖЕНИЕМ Для достижения высоких скоростей в судостроении применяются динамиче- ские принципы поддержания корпуса. Судно с динамическим поддержанием (СДП) в основном режиме удерживается на поверхности воды не архимедовой си- лой, а другими силами, возникающими только при движении. К СДП относятся глиссеры, суда на подводных крыльях, суда на воздушной подушке, экрано- планы. Наиболее простую и дешёвую конструкцию имеют глиссирующие суда, поэтому они являются наиболее распространёнными. При движении глиссирующего судна нижняя часть его корпуса работает как крыло, создавая подъёмную силу, под- нимая судно из воды и уменьшая за счёт этого сопротивление движению. Глис- серы применяются давно, но также давно известны их недостатки. Прежде всего, это ограниченная мореходность: волны порождают высокие динамиче- ские нагрузки на корпус, что создаёт не- комфортные условия для людей и уско- ряет износ механизмов, а также разру- шает сам корпус. Поэтому скоростное движение возможно только по спокой- ной воде. Ещё один недостаток заклю- чается в том, что на некоторых скоростях движения корпус за счёт своей формы стабилизируется в невыгодном с точки зрения расхода топлива положении. Для устранения этих недостатков сравнительно недавно изобретена схема управления подъёмной силой днища при помощи системы интерцепторов [1]. Суть такой системы состоит в том, что на днище располагаются управляемые по- верхности – интерцепторы (рис. 1). Каждый интерцептор представляет со- бой пластину, выдвигаемую из днища поперёк движения. При выдвижении пластины перед ней образуется область повышенного давления, и при незначи- тельном увеличении силы сопротивле- ния движению растёт подъёмная сила на днище перед интерцептором. В про- стейшем варианте приводы интерцеп- торов могут управляться вручную, чтобы настраивать их для различных режимов движения. Но более совершенный ва- риант – это управление интерцепторами от автоматической системы, замыкаю- щей обратные связи по крену, диффе- ренту и производным этих параметров. В таком варианте заданный дифферент можно сделать функцией от скорости (оптимизация угла атаки днища), задан- ный крен формировать в зависимости от крутизны поворота, а система управ- ления будет удерживать корпус в задан- ном положении. Таким образом, во-пер- вых, производится оптимизация поло- жения корпуса в зависимости от скорости, то есть уменьшаются сопро- тивление движению и расход топлива, а во-вторых, благодаря системе стабили- зации уменьшается влияние волнения поверхности воды, в результате чего по- вышается мореходность. Традиционный глиссирующий корпус имеет на днище два поперечных уступа (редана), глиссирование происходит на двух участках днища. Так обеспечива- ется устойчивое движение, но мощность двигателя эффективно используется только при определённой скорости, дви- жение в других режимах сопровождается повышенным расходом топлива. Суще- ствует также однореданная схема кор- пуса, обеспечивающая сочетание высо- кой эффективности и многорежимно- сти судна. Однако судно такой схемы неустойчиво относительно продольной оси в определённых режимах движения. Для обеспечения устойчивости одноре- данного глиссера управляемые интер- цепторы и система стабилизации не- обходимы, а не просто улучшают харак- теристики. Таким образом, центральной систе- мой управления для глиссирующего судна является система стабилизации положения корпуса [2], управляющая интерцепторами, или просто система управления интерцепторами (СУИ). Эта система получает информацию о поло- жении корпуса от датчиков, измеряю- щих крен, дифферент и угловые скоро- сти изменения этих величин. Далее в за- висимости от скорости движения, крена, дифферента, сигналов от датчиков уско- рений, сигналов о прямолинейном дви- 28 www.cta.ru CTA 3/2009 СИСТЕМНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ СУДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Опыт комплексной автоматизации скоростных судов Ярослав Евдокимов, Андрей Сорокин В статье описаны проблемы, возникающие при создании систем автоматики высокоскоростных судов. Показаны основные пути решения этих проблем на примере системы комплексной автоматизации, являющейся совместной разработкой ООО«Агат Дизайн Бюро» и НПК «ЛЕНПРОМАВТОМАТИКА». Система внедрена на скоростном пассажирском теплоходе и морском многоцелевом катере. Рис. 1. Проверка работы интерцепторов скоростного теплохода на стапеле Зеленодольского судостроительного завода © СТА-ПРЕСС
Made with FlippingBook
RkJQdWJsaXNoZXIy MTQ4NjUy