Определители параметров волнения

Устройства для измерения параметров воздействий среды (датчики информации в СОМ)

Одним из условий повышения эффективности и безопасности судов является возможность получения основной информации о мореходном состоянии судна в рейсе. Эта задача решается путем установки бортовых измерителей параметров мореходности. Наличие объективных данных о состоянии судна и знание их допустимых пределов позволяет СОМ (АСКМ) автоматически вырабатывать предупреждения, что эксплуатационные условия судна близки к таким, в результате которых могут возникнуть неблагоприятные последствия, и что необходимы действия для обеспечения безопасности судна и груза. Кроме того, такая информация может использоваться для улучшения управления судовыми техническими средствами с целью экономии энергоресурсов, для уточнения математических моделей, по которым предсказывается реакция судна на ветроволновые возмущения, для управления активными средствами стабилизации различных видов качки и для других нужд.

Датчики ветра

В настоящее время на судах применяются датчики скорости направления ветра разных производителей. Типичные представители этих приборов представлены на рис.1. Они включают в свой состав устройства для измерения скорости и направления ветра.

Рисунок 1. Датчики параметров ветра

Для получения скорости применяется пропеллер с лопастями спиралеобразной формы, вращение которого преобразуется в переменный синусоидальный ток. Частота генерируемого тока прямо пропорциональна скорости ветра. Указателем направления ветрового потока является флигель, на оси которого закреплен потенциометр. Сопротивление потенциометра линейно зависит от угла разворота флигеля.

На вход потенциометра подается стабилизированное напряжение. Напряжение выходного сигнала прямо пропорционально курсовому углу ветра.

Выходные сигналы датчика передаются на устройство отображения. Вид одного из них показан на рис. 2. Это устройство в наглядном виде представляет данные о средней скорости, скорости порывов и направлении ветра. Значение скорости отображаются в выбранных оператором единицах (узлах, м/с, км/ч). Курсовой угол ветра и сектор его изменений показываются на азимутальной шкале.

Рисунок 2 Устройство отображения информации о ветре

Определители параметров волнения

Системы мониторинга параметров морского волнения (СМПВ), базирующиеся на судах служат для:

1. Извлечения информации о волнении из эхосигналов РЛС;

2. Сохранения полученных данных;

3. Отображения значений параметров волнения на текущий и прошлые моменты времени;

4. уведомлений об изменении силы волнения.

Данная система на судне может работать автономно или входить в систему оценки мореходности судна (СОМ). СМПВ предоставляет данные о волнении круглосуточно и позволяет штурманскому составу определять режимы штормования не только днем, но и ночью.

Состав системы

СМПВ состоит из:

1.специальной или конвенционной навигационной РЛС;

2. высокоскоростного дигитайзера (АЦП) для преобразования эхосигналов РЛС в цифровой код;

3. блока хранения данных;

4. стандартного персонального компьютера;

5. специального программного обеспечения.

Для выполнения своих задач СМПВ должна получать информацию о курсе, скорости судна и его координатах. Поэтому обеспечивается возможность стыковки с ГК, лагом, приемником GPS, эхолотом и другими приборами.

СМПВ измеряет и отображает все существенные параметры волнового поля при скоростях судна, вплоть до 40 узлов. В число эти параметров входят(см рисунок 3):

- высота значительных волн;

- средний период и генеральное направление волнения;

- направление, скорость, период и длина преобладающих волн;

- пиковые значения направления, периода, длины двух составляющих смешанного волнения (ветровых волн зыби);

- частотный спектр волнения;

- спектр по направлению (2D спектр по частоте и направлению);

- скорость и направление поверхностного течения.