ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УТОЧНЕННЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ СУДОВОЖДЕНИЯ
Аннотация
Статья направлена на повышение безопасности движения в узкостях и при заходах в порты при сильном ветре. Предложенные в настоящей статье методики уточнения математических моделей по данным натурных наблюдений позволяют использовать их для всех судов, в том числе для тех, для которых никогда не проводились испытания в аэродинамических трубах. Подходы к проведению натурных наблюдений для уточнения математических моделей, предложенные в настоящей статье, могут использоваться непосредственно перед проведением проходов судна в узкостях, а также при заходах в порты в условиях ветра. В этом случае более точно учитывается состояние загрузки судна и ветроволновых условий предстоящих маневренных операций. Решение практических задач с использованием уточненных математических моделей гарантирует получение наиболее точных результатов для конкретных условий движения судна в условиях ветра. Предложенные в настоящей статье натурные наблюдения по уточнению математических моделей могут проводиться после выхода судна в рейс в условиях конкретной загрузки и состояния палубного груза, а также непосредственно перед проведением проходов судна в узкостях и подходах к порту в условиях ветра. Это позволяет максимально учитывать особенности конкретного прохода судна и гарантировать получение наиболее точного результата. Проведение натурных наблюдений по уточнению математических моделей судна в рейсе дает возможность снизить затраты на создание математических моделей, в том числе на проведение таких дорогостоящих мероприятий, как «продувка» моделей судов в аэродинамических трубах. Отмечается, что причиной отмены ожидаемого захода в Санкт-Петербург лайнера Celebrity Silhouette, на борту которого в июле 2018 г. находилось три тысячи пассажиров, явился сильный ветер. Лайнер должен был прибыть в северную столицу, однако «встал» у дамбы. В итоге, пробыв у Кронштадта сутки, он взял курс на немецкий Росток. При этом в тот день он был не единственным лайнером, который должен был прибыть в Санкт-Петербург, остальные суда благополучно прошли по фарватерам и каналам Финского залива и вошли в порт. Однако капитан лайнера Celebrity Silhouette сообщил об отказе от захода в порт Санкт-Петербург, что привело к многочисленным убыткам. Причиной принятия такого решения явилось то, что капитану судна были неизвестны значения скорости движения судна по фарватеру в условиях сильного ветра, которые позволили бы ему «удерживать» судно в безопасных габаритах его ширины. В результате проведенного исследования в статье сделан вывод о том, что решению данной задачи могут способствовать научное и практическое обоснования возможности увеличения скорости судна для преодоления ветра на прямолинейных участках канала или фарватера. Установлено также, что практические задачи с использованием уточненных математических моделей, описывающих движение судна в условиях ветра, позволяют надежно обосновывать условия безопасности, в том числе увеличение скорости судна при усилении ветра, что даст возможность принимать верные решения о заходах судна в конкретные порты.
Ключевые слова
движение судна в условиях ветра, уточнение математической модели, решение практических задач, увеличение скорости судна в условиях ветра
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Ершов А. А. Совершенствование управления судном при швартовках / А. А. Ершов, Д. А. Хухарев // Научно-технический вестник Поволжья. - 2015. - № 3. - С. 132-134.
Ершов А. А. Обеспечение безопасности и эффективности швартовных операций / А. А. Ершов, Д. А. Хухарев // Научно-технический вестник Поволжья. - 2015. - № 4. - С. 65-67.
Ершов А. А. Перспективы автоматизации управления судном при швартовках / А. А. Ершов, Д. А. Хухарев // XIII Международная научно-практическая конференция «Научные перспективы XXI века. Достижения и перспективы нового столетия»: ежемес. науч. журнал. - Новосибирск, 2015. - № 6 (13). - С. 144-145.
Ершов А. А. Планирование проведения экспериментальной проверки диаграммы (планшета) управления судном / А. А. Ершов, Д. А. Хухарев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2017. - Т. 9. - № 3. - С. 447-455. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-3-447-455.
Ершов А. А. Способы автоматизации штормового плавания судна / А. А. Ершов, А. В. Теренчук // Научно-технический вестник Поволжья. - 2015. - № 4. - С. 62-64.
Логиновский В. А. Моделирование оценки вероятности посадки судна на грунт с помощью нечетких чисел / В. А. Логиновский, А. А. Струков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2013. - № 1 (20). - С. 89-96.
Zubova A. A. Methodology for the Ship to Ship Hydrodynamic interaction Investigation Applying the CFD Methods / A. A. Zubova, D. V. Nikushchenko // Proceedings of the 11th International Conference on Hydrodynamics (ICHD 2014). - Singapore, 2014. - Pp. 328-340.
Zubova A. A. Hydrodynamic interaction phenomena investigations during the ship overtaking maneuver for marine related simulators with the use of CFD methods / A. A. Zubova, D. V. Nikushchenko // Proceedings of International Conference on Marine Simulation and Ship Manoeuvrability 2015 (MARSIM 2015). - Curran Associates, Inc., 2016. - Pp. 672-684.
Бурмака А. И. Стратегия расхождения судов в ситуации чрезмерного сближения / А. И. Бурмака // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2014. - № 1 (23). - С. 20-22.
Некрасов С. Н. Навигационные риски буксировки судна в стесненных навигационных условиях / С. Н. Некрасов, К. И. Ефимов, Д. В. Трененков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2014. - № 6 (28). - С. 13-19.
Паринов П. П. Новые способы обеспечения безопасного движения судов в Большом порту Санкт-Петербург и на подходах к порту: дис. … канд. техн. наук: 05.22.19; защищена 21.12.2010; утв. 12.06.2011 / Петр Петрович Паринов. - СПб., 2010. - 120 с.
Hasegawa K. On harbor maneuvering and neural control system for berthing with tug operation / K. Hasegawa, T. Fukutomi // Proc. 3rd International Conference on Manoeuvring and Control of Marine Craft. - 1994. - Pp. 197-210.
Kijima K. A Ship Manoeuvring Motion in the Proximity of Pier / K. Kijima, Y. Furukawa // Manoeuvring and Control of Marine Craft (MCMC’94). 3rd International Conference. - Southampton, UK, 1994. - Pp. 211-222.
Мальков А. А. Уточнение математической модели судна по данным натурных испытаний / А. А. Мальков // Материалы IX межвузовской научно-практической конференции аспирантов, студентов и курсантов «Современные тенденции и перспективы развития водного транспорта России» 23 мая 2018 года. - СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2018. - С. 60-63.
Ершов А. А. Совершенствование методов математического моделирования движения судна по данным натурных наблюдений / А. А. Ершов, А. А. Мальков // Проблемы развития технического потенциала и направления его повышения: сб. статей Международной науч.-практ. конф. (15 августа 2018 г., г. Казань). - Уфа: АЭТЕРНА, 2018. - С. 27-29.
Справочник по теории корабля: в 3 т. / под ред. Я. И. Войткунского. - Л.: Судостроение, 1985. - Т. 3: Управляемость водоизмещающих судов. Гидродинамика судов с динамическими принципами поддержания. - 544 с.
Гофман А. Д. Движительно-рулевой комплекс и маневрирование судна: справ. / А. Д. Гофман. - Л.: Судостроение, 1988. - 360 с.
Об авторах
Ершов Андрей Александрович - доктор технических наук, доцент
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Мальков Александр Александрович - аспирант
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»
