Вестник МГТУ. 2018, №4.

Вестник МГТУ. 2018. Т. 21, № 4. С. 548-557. DOI: 10.21443/1560-9278-2018-21-4-548-557 В результате анализа данной модели выявлены как ее неоспоримые плюсы, так и недостатки. К достоинствам можно отнести следующие качества: 1) все значения, используемые в ММДС, можно получить на практике или из графиков ходовых испытаний; 2) при расчете скоростей нет необходимости моделировать гидродинамику судна. Недостатки модели: 1) изначально предназначена для судна со стандартной комплектацией ДРК; 2) не учитывает влияние ветра; 3) движение судна моделируется плоско-параллельным. Данный метод значительно упрощает моделирование движения судна при разработке алгоритмов управления различных систем автоматического управления. Кроме того, появляется возможность не производить расчет гидродинамики модели судна, как предусматривалось прежними методами [1-5]. Это позволяет избежать погрешностей, связанных с неадекватностью модели. Большая часть литературы, посвященной данной тематике, писалась в 1960-80-х гг., поэтому в расчетах используются теоретические графики обводов корпусов судов, опытные значения коэффициентов гидродинамики и аэродинамики, различные номограммы для конструкций судов и их ДРК, которые использовались в тот период времени. В настоящее же время разработано множество новых конструкций корпусов судна и новых ДРК, принципы работы которых значительно отличаются от прежних. Оценка маневренных характеристик моделируемого судна по стандарту IEC 62065 производится с помощью графика установившейся циркуляции судна, который рекомендован для данной цели сертификационными сообществами 2 и учебной литературой [6]. Одним из самых весомых недостатков модели по стандарту IEC 62065 является то, что она предназначена для судов со стандартным ДРК. Данная модель рекомендована стандартом для испытания систем автоматического управления курса судна (САУКС). Однако проанализировав работу систем динамического позиционирования (СДП) 3 и описание математических моделей [4; 7], используемых в них, авторы пришли к выводу, что для испытания данных систем она не пригодна. Целью исследования является исправление этого недостатка, а также введение параметра внешнего (ветрового) воздействия в модель по стандарту IEC 62065. Материалы и методы За основу математической модели движения судов с нестандартным движительно-рулевым комплексом, рассматриваемую в настоящей работе, принята математическая модель движения судна по стандарту IEC 62065. Обработка модели В качестве модельного объекта исследования было принято судно снабжения "Витус Беринг", имеющее в ДРК две винто-рулевые колонки (ВРК) по типу "азипод" и носовое подруливающее устройство. Параметры судна, используемые в расчетах, приведены в табл. 1. Таблица 1. Характеристики судна, используемые в расчетах Table 1. Ship's characteristics used in the calculation u max j уз v max , уз l a , м l b , м b, м P i,2 , кВт P 3 , кВт T p , с R s i , 1 °/с R s 2 , 1 °/с 16,75 4 42 26 4,7 6 500 2 600 8 4,5 9 Примечание. /< >i - скорость разворота азипода при работе с одним гидравлическим приводом; Л 52 - скорость разворота азипода при работе с двумя гидравлическими приводами. В конечном виде блок-схема ММДС, приведенная на рис. 2, описывается следующим образом: 1 - левый азипод; 2 - правый азипод; 3 - носовое подруливающее устройство; d - значение уставки; a - текущее значение; g - относительно земли; w - относительно воды; обозначения: P - значение мощности, потребляемое элементом управления; S - значение угла перекладки азипода; и - скорость продольного движения; v - скорость поперечного движения; r - угловая скорость; X' - нормированное значение тяги, обеспечиваемое ДРК; K - скоростной коэффициент; M' - нормированное значение момента, обеспечиваемое ДРК; у - коэффициент стабильности (отношение расстояния центра давления боковых сил к длине судна); W' - нормированное значение момента, создаваемое волнением; T - значение компоненты скорости влияния 2 Пояснения к стандартам маневренных качеств судна : циркуляр MSC/Circ.1053 от 05.12.2002 ; Стандарты маневренных качеств судов : резолюция MSC. 137(76) от 05.12.2002 ; Vessel Maneuverability : Guide. Houston, USA : ABS Plaza, 2006. 113 p. ; Testing and Extrapolation Methods Manoeuvrability Validation of Manoeuvring. Simulation Models // Proceedings of the 23rd ITTC Conference. Venice, 2002. P. 1-11. 3 NAVIS NavDP 4000 : Operation Manual. NAVIS ENGENEERING, 2015. 208 p. ; Rolls-Royce ICON (TM) Dynamic Positioning System. Class 2 : User Manual. 2007. 958 p. 549