Уреди за изследване на мореходната годност на кораби, Проверка на мореходната годност на кораби
Сред инструментите, използвани по време на пълномащабни тестове за изследване на мореходните качества на корабите, основното място заема оборудването, предназначено да измерва характеристиките на въртенето на кораба като процес, протичащ във времето. Както при изследването на морските вълни, основният метод за такива измервания е непрекъснатото регистриране на колебанията в ъглите на крен и диферент, вертикалните премествания на кораба и скоростите и ускоренията, съответстващи на тези колебания. Често се използват и инструменти за записване на ъгли на отклонение и премествания на руля, необходими за поддържане на кораба в прав курс. Освен това измервателната апаратура включва инструменти за измерване на скоростта на кораба и скоростта на витлото.
Електроуредите са с най-добри показатели по отношение на точност, надеждност и компактност. Поради това електрическите методи за измерване на всички горепосочени величини са най-широко използвани при изпитанията на кораби за годност за море. Същите методи позволяват прости и надеждни средства за синхронизиране на записите на различни процеси и осигуряват централизирано дистанционно управление на измервателни и записващи инструменти [2].
Като записващи устройства се използват многоканални магнитоелектрични осцилоскопи с оптичен запис от типа KIV-51 (4 канала, запис на хартия с ширина 120 mm), K12-21 (12 канала, запис на хартия с ширина 100 mm), H115 (12 канала, запис на хартия с ширина до 120 mm, възможен запис на саморазвиваща се хартия от тип UV), както и високоскоростни електронни по. тенциометри от типа EPP-09 и KSP-2 (написани с мастило върху диаграмна лента).
Без да се спираме на многобройните дизайни на устройства, чието описание е в моментае само от исторически интерес и което може да се намери в известната монография на Г. Е. Павленко [41] (махала, течни записващи устройства, примитивни жироскопични устройства с механичен запис, фотозаписващи устройства, релси и др.), Ще разгледаме съвременните методи за измерване на ролката и свързаните с тях процеси, базирани главно на използването на жироскопични устройства. С помощта на тези широко разпространени устройства могат надеждно и с висока точност да се решават проблеми, свързани с измерването и регистриране на движенията на корабите.
| Граници на измерване | |
| Накланяне: борд, град кил, град вертикално, м Явление, град Ъглови скорости, град/сек Ъгъл на руля, град Скорост на витлото, об/мин Ускорения, m/s2: в CG в носа хоризонтално Скорост на кораба, възли Загуба на скорост | +45 ±20 ±10 ±45 +30 ±40 До 600 |
±5 ±10 ±2,5 40 10
Оборудването, използвано за обширни изследвания на мореходността на кораба, позволява измерването на всички посочени основни характеристики на мореходността. При извършване на тестове за приемане на кораби се записват ограничен брой процеси (например се записват ъглите на крен, тангаж и отклонение). Оборудването за тестове за мореплаване по правило е универсално, т.е. предназначено е за използване на кораби с различни размери и типове дизайн и при различни навигационни условия. Следователно горните диапазони на изменение са ограничаващи и ако е необходимо да се измерват процеси с ниска интензивност в схемата на оборудването, е необходимо да се предвиди увеличениезаписваща скала.
Измерването на ъглите на накланяне на кораба може да се извърши в различни координатни системи: в системата, свързана с кораба, или в системата, свързана с равнината на хоризонта. Между ъглите, измерени в първата и втората система [19], има следните зависимости: tg ψ2 = tg ψ1 cos θ1; (3.9) tg θ2 = tg θ1 cos ψ1, (3.10) където θ, ψ са ъглите на накланяне и диферент.
Съотношенията (3.9) и (3.10) позволяват да се определят ъглите на наклон в една координатна система, ако стойностите на тези ъгли се измерват в друга система. От формули (3.9) и (3.10) се вижда, че разликата между ъглите, измерени в различни координатни системи, може да достигне забележима стойност, която трябва да се вземе предвид при точни измервания. Така при ъгъл на наклон от 20° и диферент от 10°, разликата между ъглите на диферент, измерени в различни координатни системи, е 0,6°. Изборът на координатна система зависи от задачата на изследването. В допълнение, изборът се влияе от желанието да се подобри точността и да се опрости обработката на резултатите от измерванията на ролката. Последното изискване се изпълнява от тези схеми за измерване, които осигуряват директно определяне на ъгли от записите на жироскопичния измервател на стъпката.
Анализът на кинематичните схеми на различни видове карданни подпори показва [32], че едновременното директно измерване на ъглите на накланяне и диферент, независимо от ъглите на отклонение, може да се извърши с помощта на схеми, при които оста на ротора на жироскопа е разположена вертикално, а оста на външния пръстен е успоредна на надлъжната или напречната ос на съда.
В първия случай (оста на външния пръстен е успоредна на надлъжната ос на съда), ъгълът на въртене на вътрешния пръстен е равен на ъгъла на въртене в координатната система, свързана с водолинията α = -ψ2, ъгълът на въртене на външния пръстен е равен на ъгъла на въртене в координатната система, свързана с кораба β = - θ1, Във втория случай (оста на външния пръстен е успоредна на напречната ос на съда), връзката между ъглите на въртене на карданните пръстени и съда има по-сложна форма