Тема: Разработка системы автоматического управления качкой корабля

Первые суда появились около 10 000 лет назад в виде плотов, бревен из бамбука, связок тростника, наполненных воздухом шкур животных и покрытых смолой корзин с целью пресечения небольших водоемов. Корабли, с которыми мы сталкиваемся в настоящее время, представляют собой большие, прочные и самоходные суда, которые используются для круизов, путешествий, перевозки грузов через моря и океаны [1].
Мировой флот насчитывает в настоящее время свыше 30 млн. судов. Он выполняет чрезвычайно важные функции: перевозит до 90 процентов всех внешнеторговых грузов мира и многие миллионы пассажиров, добывает свыше 80 процентов потребляемой человечеством рыбы, морского зверя и морепродуктов осуществляет в недрах Мирового океана добычу нефти, газа и иных полезных ископаемых, проводит важные научные исследования, в том числе гидрометеорологических факторов и чрезвычайных природных явлений, осуществляет охрану морской среды [2], обеспечивает проведение морских буксировок, ледокольных и лоцманских проводок, морского туризма, водного спорта и других видов деятельности в Мировом океане.
Каждое судно должно обладать комплексом мореходных и эксплуатационных качеств. К эксплуатационным качествам относятся грузоподъемность, маневренность, скорость, дальность плавания, автономность и обитаемость судна. Одним из важнейших эксплуатационных качеств является прочность, которая обеспечивает безопасность плавания, как и мореходные качества [3]. Под мореходными качествами принято понимать качества корабля, которые обеспечивают безопасного плавание и выполнение всех соответствующих его назначению задач [4]. К мореходным качествам относят плавучесть, остойчивость, непотопляемость, ходкость, плавность качки и управляемость.
На мореходные качества судна, а в последствии и на безопасность плавания, существенно влияет такое негативное явление как качка судна. Вследствие влияния качки на судно возникают неблагоприятные, а иногда катастрофические последствия. Экстремальная качка может привести к авариям различного характера [4]. Из анализа материалов Европейского морского агентства по безопасности за 2010-2019 г. [5] следует, что среднее число морских аварий в год составляет 253, из них 54 аварии происходят вследствие потери остойчивости, вызванной качкой судна.
Вследствие выше сказанного можно с уверенностью сказать, что тема выпускной квалификационной работы является весьма актуальной.
Целью работы является разработка системы автоматического управления (САУ) бортовой качкой грузопассажирского корабля.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
1) анализ существующих решений по успокоению качки;
2) выбор схемного решения САУ бортовой качки корабля;
3) подбор необходимого оборудования САУ;
4) разработка функциональной схемы, математической модели и структурной схемы автоматической системы успокоения бортовой качки корабля;
5) моделирование процессов успокоения бортовой качки корабля.

Купить

В результате проведенной работы была разработана система автоматического управления успокоителя бортовой качки кораблямс помощью жидкостный цистерн. При выполнении ВКР были решены все поставленные задачи:
1) проведен анализ существующих решений по успокоению качки;
2) выбрано схемное решение САУ бортовой качки корабля;
3) подобрано необходимое оборудование САУ;
4) разработана функциональная схема, математическая модель и структурная схема автоматической системы успокоения бортовой качки корабля;
5) проведено моделирование процессов успокоения бортовой качки корабля.
При проведении численного моделирования мы убедились в эффективности разработанной системы: первоначальный угол крена бортовой качки корабля был равен 4°, стабилизирующий момент, созданный переливанием жидкости в цистернах, уменьшил значение данного угла до 0,57°, что соответствует уменьшению бортовой качки судна на 85,75%.

Купить