авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 29 | 30 || 32 | 33 |   ...   | 39 |

«Федеральное агентство по рыболовству Мурманский государственный технический университет (МГТУ) Мурманский морской биологический институт (ММБИ) ...»

-- [ Страница 31 ] --

При сравнении фрикционных характеристик материалов необходимо исключить влияние нагрузки N и номинальную площадь контакта на величину коэффициента трения. Для этого сравнивать фрикционные характеристики необходимо при одном и том же значении нагрузки N и одинаковой номинальной площади контакта. Лучшей фрикционной характеристикой будет обладать та пара материалов, у которой коэффициент трения будет больше.

Список литературы:

1) Крагельский И.В., Добычин М. Н., Комбалов В. С. Основы расчётов на трение и износ. «Машиностроение». М. - 1977. С. 181.

2) Торбан С.С. Промысловые механизмы для комплексной механизации кошелькового лова рыбы. «Пищевая промышленность». М. - 1971. С. 92-96.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТРЕНИЯ И ДУГИ КОНТАКТА НА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКЕ ТРЕНИЯ С КОНТАКТОМ ПО ОБРАЗУЮЩЕЙ Орлов Е.К. (Калининград, КГТУ, кафедра промышленного рыболовства, orlovhome@mail.ru) Abstract. The technique of definition of coefficients of friction on laboratory installation which also allows to share, an arch of contact into an arch of rest and an arch of sliding is submitted.

Исследования процесса выборки орудий лова механизмами фрикционного типа (МФТ) включают в себя определение коэффициентов трения µ для всего многообразия трибопар, образованных материалами, применяемыми для орудий лова и тяговых барабанов МФТ.

Для определения коэффициентов трения µ используют установки двух типов: 1) установки, в которых образец сетематериалов контактирует с плоскостью (Полуляк, 1975);

2) установки, в которых образец сетематериалов контактирует с диском по образующей поверхности (Крагельский, 1977).

На лабораторной установке трения с контактом по образующей схема взаимодействия образца сетематериалов с Рис. 1. Схема установки для испытаний исполнительным органом соответствует схеме одного из материалов трением методов оценки фрикционных свойств материалов (см. рис.

1), рекомендованного И.В. Крагельским (Крагельский, 1977).

Лабораторная установка кафедры промышленного рыболовства ФГОУ ВПО «КГТУ» представлена на рис. 2. Такая установка в полной мере воспроизводит физику процесса трения, имеющего место при взаимодействии орудия лова и МФТ.

При проведении экспериментальных работ использовалось следующее оборудование (см. рис. 1):

1) стенд, выполненный на базе лебедки ЛЭ-4:

2) съемные макеты исполнительных органов: стальной цилиндр, D0=64 мм;



стальной цилиндр, D0=96 мм;

стальной цилиндр, D0=126 мм;

стальной цилиндр D0=116 мм, оклетнёванный капроновым канатом ККЗО;

стальной шкив с углом наклона щек =36°, D0=148 мм;

3) самописец комплекса IS -5000S "АВТОГРАФ" фирмы "Шимадзу";

4) датчики усилий типа LU-0005 S (5 кг) и LU-0100 S (100 кг) комплекса IS- "АВТОГРАФ";

5) канат капроновый КК 30 мм 56 ктекс Об ГОСТ 10293-77 длиной l = 1,5 м (мокрый);

6) набор грузов до 1,2 кг;

7) весы аптечные с разновесами.

Методика проведения экспериментов:

1) нa вал лебедки ЛЭ-4 устанавливался съёмный макет исполнительного органа;

2) вес мокрого каната Р определялся взвешиванием его на весах;

3) канат укладывался на исполнительный орган, набегающая ветвь каната присоединялась к датчику усилий, а сбегающая нагружалась грузом;

4) включался самописец;

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

Рис. 2 - Лабораторная установка для определения коэффициентов трения S1, Н t, c Эксперимент № 22 Эксперимент № трибопара: канат капроновый (мокрый) трибопара: канат капроновый (мокрый) - стальной цилиндр D0=126 мм;

угол стальной цилиндр D0=126 мм;

угол обхвата =180°;

S2=8370 Н обхвата =180°;

S2=9370 Н Рис. 3. Динамограммы натяжения набегающей ветви капронового каната S1=f(t) Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

5) включалась лебедка, приводя во вращение исполнительный орган;

6) при помощи самописца проводилась запись показаний датчика усилий, соответствующих натяжению набегающей ветви S1;

7) замерялась длина сбегающей ветви каната lсб;

8) лебедка и самописец выключались.

Было проведено 5 серий экспериментов: серия № 1 со стальным цилиндром D0 = 64 мм;

серия № 2 со стальным цилиндром D0 = 96 мм;

серия № 3 со стальным цилиндром D0 = 126 мм;

серия № 4 со стальным цилиндром D0 = 116 мм, оклетнёванным канатом капроновым ККЗО мм;

серия № 5 со стальным шкивом с углом наклона щек =36°, D0=148 мм. Общее количество экспериментов составило 84 (НПО промрыболовства, 1991).

В качестве примера на рис. 3 приведены динамограммы натяжения набегающей ветви S1, полученные при проведении экспериментов №22 и №23 серии 1.

Основным недостатком этого метода считается расчет коэффициента трения µ из уравнения Эйлера:

S1 = S 2e µ, (1) где S2 - натяжение сбегающей ветви орудия лова;

– угол, характеризующий дугу контакта.

Это уравнение составлено для случая скольжения нити по неподвижному цилиндру. Взаимодействие орудия лова и фрикционного механизма носит иной характер. Экспериментально установлено (Торбан, 1977), что на дуге контакта существуют два участка, на которых реализуются разные фазы трения скольжения. На одном участке действует фаза предварительного смещения. Этот участок называется дугой покоя и характеризуется коэффициентом трения покоя или статическим коэффициентом трения µст. На дуге покоя орудие лова перемещается вместе с фрикционным барабаном, т.е. осуществляется процесс выборки. На другом участке действует фаза скольжения. Этот участок называется дугой скольжения и характеризуется коэффициентом трения скольжения или динамическим коэффициентом трения µдин. На дуге скольжения орудие лова скользит по поверхности фрикционного барабана в направлении, противоположном направлению вращения фрикционного барабана (см. рис. 4).





Рис. 4. Схема разделения дуги контакта на дугу покоя (АС) и дугу скольжения (СВ) В 2000 году на Международной научно-технической конференции, посвященной 70-летию Калининградского государственного технического университета, был сделан доклад «Исследование возможности выборки трала механизмами фрикционного типа» (Орлов, 2000), в котором было предложено рассчитывать коэффициент трения покоя µп с использованием зависимости Амонтона:

F = µ N, (2) где Fп - сила трения;

Nп - нормальная сила покоя.

Значение силы трения покоя определяется как Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

F = S1 S 2. (3) Значение нормальной силы покоя определяется как N = S1 + S2. (4) Значение коэффициента трения покоя определяется как µ = F / N = ( S1 S2 ) / ( S1 + S2 ). (5) Если теперь подставить в уравнение Эйлера (1) значения всех параметров, полученных в ходе экспериментов (S1п, S2, ) и µп, рассчитанного с использованием зависимости Амонтона, то в уравнении Эйлера (1) равенство будет нарушено и оно превратится в неравенство. Причиной этому служит завышенное значение угла, поскольку дуга покоя меньше полной дуги контакта.

Значение угла для дуги покоя п следует находить из уравнения Эйлера, поскольку значения S1п, S2 и µп уже известны:

ln S1 ln S =. (6) µ После того, как определён угол п для дуги покоя, можно определить угол ск для дуги скольжения:

=. (7) Такой подход даёт возможность определить значения дуг скольжения и покоя. В качестве примера в таблице приведены результаты экспериментов серии 2 на лабораторной установке трения с контактом по образующей.

Таблица. Результаты экспериментов серии № на лабораторной установке трения с контактом по образующей Исполнительный S2, S1, Н Fп, Nп, п, ск, µп орган Н Н Н град S1п S1пср рад град 5346 11463,3 6117,3 16809,3 0,364 2,10 120 Стальной цилиндр 8346 17406, 17500 9060,7 25752,7 0,352 2,09 120 D0=96 мм 11346 24133, 23750 12787,3 35479,3 0,360 2,09 120 Примечание: S1пср - среднее значение натяжения покоя набегающей ветви S1п Список литературы:

1) Полуляк С. И. Методика исследования процесса трения элементов сетного полотна о рабочие поверхности неводовыборочных машин//Рыбное хозяйство, №12, 1977. С. 47-48.

2) Крагельский И. В., Добычин М. Н., Комбалов В. С. Основы расчётов на трение и износ. «Машиностроение». М. - 1977.С. 444-445.

3) Торбан С. С. Промысловые механизмы для комплексной механизации кошелькового лова рыбы. «Пищевая промышленность». М. - 1971. С. 88-90.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

4) Создание средств непрерывной выборки тралов повышенных размерений с использованием механизмов навивного, транзитного и фрикционного типа:

Техническая проработка/НПО промрыболовства.- Калининград, 1991.- Отв.

исполн. В.В. Лебедев;

Соисполн. В. В. Суслов, Е. К. Орлов. С. 67-70.

5) Орлов Е.К. Исследование возможности выборки трала механизмами фрикционного типа// Сб. тезисов докладов Международной научно технической конференции, посвященной 70-летию Калининградского государственного технического университета. - Калининград, 2000 г. – Часть I "Промрыболовство", с.314.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

САМООЦЕНКА КАЧЕСТВА УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДОВ КОМПАНИИ ПО ДАННЫМ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ Пасечников М.А., Душин В.Л, Майков А.Б. (Мурманск, МГТУ, каф. судовождения) По данным Международной морской организации (IMO) значительная часть аварийных случаев с судами мирового флота связана с так называемым «человеческим фактором». В целях обеспечения международного стандарта по управлению безопасной эксплуатацией судов был введен Международный кодекс по управлению безопасной эксплуатацией судна и предотвращением загрязнения моря (International Management Code for the Safe Operation of Ships and for Pollution Prevention – ISM Code).

Он был принят резолюцией А.741 (18) 04.11.93 г. как стандарт по внедрению системы управления безопасностью (СУБ) и предотвращения загрязнения. Причинами внедрения МКУБ является стремление к уменьшению влияния «человеческого фактора», улучшение взаимосвязи между судном и Компанией, обеспечение безопасности грузовых операций, снижение количества несчастных случаев и уменьшение риска загрязнения моря и окружающей среды. Главная идея МКУБ переход от обеспечения и контроля безопасности мореплавания и охраны окружающей среды к управлению ими в рамках структуры компании.

В этом стандарте были определены функциональные требования к СУБ компании, процедуры управлений, которые призваны максимально уменьшить вероятность появления ошибок и устранить влияние «ошибки человека». Кроме того, была определена необходимость функциональной диагностики СУБ в части оценки ее эффективности. Опыт использования МКУБ как на международном уровне, так и на национальном уровне показал необходимость поиска эффективных методик функциональной диагностики СУБ.

Признанная организация – Российский Морской Регистр Судоходства 04.07. г. утвердила Рекомендацию по самооценке эффективности системы управления безопасностью судоходных компаний НД-2 089902-001. В этом документе, в частности, отмечено (п.4.1.8.), что «зачастую на судах анализ состояния СУБ производится формально, что не только вводит судоходную компанию в определенное заблуждение относительно функционирования ее СУБ, но и затрудняет принятие эффективных управляющих решений по совершенствованию СУБ самой компании».

РМРС была предложена «модель совершенства СУБ судоходной компании» в которой было использовано словесное описание состояния и степени решенности задач в ключевых областях и соответствующие им численные коэффициенты (факторы). Словесное описание факторов соответствует статистическим данным Службы по освидетельствованию СУБ и ОК и С ГУР РС, информации Парижского Меморандума по контролю судов и результаты добровольного освидетельствования СУБ некоторых судоходных компаний. В модели совершенства СУБ судоходной компании определены численные значения критериев A, B, C, D, E, F характеризующих ключевые области и соответствующие разделы МКУБ, далее по каждой ключевой области формируется массив численных значений оценок факторов, имеющих существенное значение для данной ключевой области. Каждая ключевая область в зависимости от ее влияния на безопасность эксплуатации характеризуется своим весовым коэффициентом. Сумма критериев определяет численное значение средневзвешенного коэффициента системы по которому определяется уровень Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

совершенства СУБ судоходной компании. В зависимости от процентного соотношения коэффициента совершенства СУБ компании и максимально возможного численного значения моделью совершенства предусматриваются начальный (меньше 60%), стабильный (меньше 80%) и управляемый (больше 80%) уровни состояния функционирования СУБ.

Внедрение рекомендаций РМРС по самооценке эффективности СУБ судоходных компаний в конце 2006 года унифицировало систему критериев самооценки, предложило форму сводного отчета и определило план мероприятий по улучшению их деятельности.

В дипломной работе, выборочно, по некоторым судам компании ОАО «Мурманский траловый флот» проведен анализ эффективности СУБ по предлагаемой методике за период с 2003 по 2007 г.г. При формировании оценки по критериям учитывались результаты периодических освидетельствований СУБ судов по перечню факторов соответствующих разделам МКУБ. Расчет оценки уровня совершенства СУБ по десятибалльной шкале осуществлялся по программе «Экспертная система: Оценка уровня совершенства СУБ Компании». Результаты расчета уровня совершенства СУБ представлены в табл. Таблица. Год 2004 2005 2006 0,37 0,39 0,42 0, Из приведенной таблицы следует, что эмпирически полученные показатели уровня совершенствования характеризуют состояние СУБ компании как «начальный». В тоже время обработка эмпирических данных и построение уравнения регресии позволяют говорить все же о небольшой, но положительной динамике показателя уровня совершенствования. Таким образом, внедрение рекомендаций РМРС по самооценке эффективности СУБ судоходных компаний не только унифицирует подход к самооценке состояния функционирования СУБ и позволяет составить план мероприятий по улучшению деятельности СУБ, но, кроме того, дает возможность оценить в перспективе динамику уровня совершенствования системы управления состоянием безопасной эксплуатации судов компании.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА УПРАВЛЕНИЯ СУДОВЫМ И БЕРЕГОВЫМ ПЕРСОНАЛОМ В СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ СУДОВ РЫБОЛОВНОЙ КОМПАНИИ Пеньковская К.В., Кузьминых И.С., Помахо С.В. (Мурманск, МГТУ, каф. судовождения) Происходящие в мировой экономике процессы, меняющиеся отношения между предложениями и запросами рынков приводит к изменению роли безопасности и качества в обеспечении конкурентоспособности рыболовных компаний. Поэтому потребовалась единая концепция обеспечения качества и безопасности, основанная на подчиненности товаропроизводителей запросам потребителей и интересам общества в целом. В современных условиях система обеспечения безопасности и качества становится «тотальной». Это означает, что любой сотрудник компании, не зависимо от занимаемой должности и возложенных на него обязанностей, является неотъемлемой «частью» системы. Более того, в рамках МКУБ безопасность должна обладать свойством транзитивности, начинаясь на высшем административном уровне компании, и распространяясь на более низкий уровень руководителей и рядовых сотрудников. В таких условиях «человеческих фактор» должен приниматься за центральную фигуру в системе управления безопасностью, рассматриваемую с позиции организационных систем.

Целью настоящего исследования является разработка методики оценки качества управления судовым и береговым персоналом в системе управления безопасной эксплуатацией судов рыболовной компании. Для достижения поставленной цели была составлена структура подчиненности СУБ рыболовного судна, рассмотрены и рекомендованы к использованию приемы оценки управленческой деятельности командного состава и деятельности рядового состава судна. Кроме того, выделен набор факторов, позволяющих стимулировать деятельность как судового, так и берегового персонала СУБ при управлении состоянием судов компании.

Оценку деятельности управляющего персонала СУБ судна, функционирующего в рамках структуры подчиненности можно свести к ответам на простые вопросы:

насколько соответствуют актуализованные способности членов экипажа судна их квалификационным требованиям и должностям. А если те или иные способности соответствуют не вполне принятым показателям, то очень важно узнать потенциал работника: способен ли конкретный человек достичь нужного уровня или задатки этих способностей у него на сегодня отсутствуют.

В настоящее время существует довольно много подходов к проблеме оценки способностей к управлению и способностей выполнять определенные функциональные обязанности. Наиболее многочисленны методики оценки, в основе которых лежит мультифакторная концепция способностей, согласно которой эффективный сотрудник СУБ должен обладать определенным набором качеств. Однако единого взгляда на то, каким является этот набор, пока не существует. Вторая, менее многочисленная группа методик оценки базируется на понятии «фактора G», т.е. могут определяться каким-то одним, общим фактором. Выполненный в дипломной работе анализ показал, что применительно к судовым СУБ для рядовых исполнителей наиболее предпочтительными методиками можно считать такие, которые базируются на понятии «фактора G». В тоже время для оценки качества управленческой деятельности персонала в структуре подчиненности целесообразно привлекать тест «Позиция», на основе которого сегодня создана целая технология диагностики систем управления.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

Позиционная оценка способностей к управлению командного состава СУБ в рамках структуры подчиненности имеет серьезные преимущества по сравнению с другими способами оценки. Она проста и технологична, ее можно применять в массовом масштабе. Поэтому именно позиционную оценку способностей к управлению командного состава СУБ целесообразно рекомендовать к использованию в СУБ рыболовной компании.

Управление персоналом на уровне компании представляет собой важный элемент более широкого понятия - управления человеческими ресурсами, хотя на практике оба эти термина зачастую используются взаимозаменяемо, как синонимы.

Такая взаимозаменяемость подчеркивает тот факт, что люди, используемые в качестве персонала СУБ, являются ресурсами, которые не менее важны, чем финансовые или материальные ресурсы, и которым так же следует уделять внимание и заботу.

Управление человеческими ресурсами в СУБ компании должно иметь долгосрочную перспективу, стремиться к интегрированию всех аспектов человеческих ресурсов компании в единое целое и установлению высоких целей для сотрудников. Подход, характерный для управления человеческими ресурсами на уровне компании должен основываться на прямых коммуникациях с работниками, а не только с их кол лективными представителями. Более того, такой подход должен дополнительно использовать:

- разработку организационной культуры, которая была бы благоприятной для внедрения гибких методов работы;

- участия работников в выработке групповых решений;

- улучшения долгосрочных возможностей работников, а не только достижения уровня конкурентоспособности в выполнении своих текущих обязанностей.

Управление человеческими ресурсами на уровне компании должно дополнительно включать применение мер, призванных вдохновлять и мотивировать судовой и береговой персонал СУБ, информирование персонала о подробностях общих целей, поставленных перед компанией, разработку политики для обеспечения лояльности и преданности персонала своей компании. На судне система мотивации может складываться из материального и морального поощрение, а так же самоутверждения. Материальное поощрение – это заработная плата и ставки, вознаграждение за результаты, премии из дохода или прибыли, компенсации.

Моральное поощрение – это стимулы, направленные на удовлетворение духовных и нравственных потребностей человека: благодарности, почетные грамоты, доски почета, почетные звания, повышение в должности. Самоутверждение – это внутренние движущие силы человека, побуждающие его к достижению поставленных целей без прямого внешнего поощрения. Поэтому в систему мотивации как судового, так и берегового персонала СУБ компании целесообразно включить непрерывное обучение.

Работа становится гораздо интереснее, что обеспечивает быстрый рост квалификации.

Появляется стимул к учебе, что и ведет к совершенствованию личности и существенно влияет на безопасность и качество выполняемой работы.

При управлении береговым управленческим персоналом СУБ важна его ротация, которая может выполняться в плановом порядке. Ротация расширяет кругозор, помогает состыковать смежные процессы, создает неформальные дружеские связи, способствует разрешению межфункциональных проблем. Конечно, система ротации не должна касаться командного состава СУБ судна, но вполне применима для рядовых членов экипажа.

Управление персоналом в судоходной компании должно вестись по четырем направлениям: корпоративная преданность, компетентность, командная согласованность и корпоративная эффективность с точки зрения затрат. Под Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

корпоративной преданностью подразумевается лояльность сотрудников по отношению к компании, личная мотивация и привязанность к своей работе. Компетентность касается уровня квалификации работников, их профессиональных навыков, необходимости их подготовки и переподготовки и потенциала для исполнения работы более высокого уровня. Этот показатель можно оценить, если использовать систему аттестации сотрудников с ориентацией на перечень профессиональных навыков.

Таким образом, в общем, политика управления как судовым, так и береговым персоналом СУБ компании должна быть сконструирована так, чтобы привлекать, удерживать и мотивировать высокопрофессиональных компетентных сотрудников.

Кроме того, эта политика должна учитывать командную согласованность, при которой руководство и персонал СУБ компании разделяют взгляды на цели организации и ра ботают совместно для их достижения. В правильно управляемой СУБ компании персонал всех уровней должен с единой позиции оценивать факторы, определяющие и процветание компании, и будущие ее перспективы.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

АНАЛИЗ АВАРИЙНОСТИ МОРСКИХ СУДОВ РФ В ПЕРИОД 2003 – 2007 г.г.

Рамков И.А., Анисимов А.Н. (МГТУ, кафедра управления судном) Из года в год увеличивается оснащённость морских судов последними достижениями науки и техники в соответствии с требованиями международных норм и правил. К этому следует добавить и такие меры по повышению безопасности морского судоходства, как внедрение и усовершенствование систем управления движением судов в портах и узкостях, создание современных программ и методик для курсов повышения квалификации командного состава судов, принятие и ратифицирование международных документов по повышению уровня безопасности мореплавания и т. д.

Однако аварийность морских судов на протяжении долгих лет продолжает оставаться высокой. Анализ аварийности морских судов РФ по ведомствам за последние несколько лет демонстрирует, что тенденций к её снижению не наблюдается. За период 2003 – 2007 г.г. она сохранялась практически на одном уровне с незначительными отклонениями. Так, в 2004 году наблюдалось некоторое снижение количества морских происшествий.

На рисунках 1 и 2 представлены данные Минтранса и капитанов морских рыбных портов за отмеченный период.

Из приведенной статистики видно, что более 50 % всех аварийных случаев (АС) имеют навигационный характер. Из них наиболее часто встречаются посадки на грунт – 55 %, столкновения и навалы – 28 %, потеря остойчивости – 17 %. Среди судов рыбопромыслового флота распространена намотка на винторулевой комплекс, составляющая 22 % от общего количества АС с судами этой отрасли.

Следует отметить, что структурная перестройка рыбной отрасли страны отразилась, как на состоянии аварийности судов, так и на регулярности и достоверности сбора и учета информации по АС. Так, в 2006 году данные о количестве АС были получены от капитанов 8 морских рыбных портов из 16. Исходя из этого, можно допустить, что аварийность морских судов рыбопромыслового флота за данный период занижена, поскольку сбором и анализом информации об АС централизованно и ответственно занимались не все капитаны морских рыбных портов, это, в свою очередь, отражается на качестве профилактических мер и уровне безопасности мореплавания в данных регионах.

Из АС навигационного характера большинство их связано с неудовлетворительной организацией штурманской службы на судах, невыполнением требований МППСС-72, недостаточным знанием судоводителями маневренных характеристик и возможностей судов, вследствие которых происходят навалы на причальные и другие гидротехнические сооружения, столкновения с другими судами или плавающими объектами, посадки на грунт и т.д.

В основе аварийных случаев, происшедших по техническим причинам, лежат нарушения правил технической эксплуатации, физическая изношенность корпусов, судовых устройств, механизмов ввиду старения морских судов, возраст которых превышает пределы допустимого. Это еще одна проблема обеспечения безопасности мореплавания. Средний возраст судов поднадзорных Российскому морскому регистру судоходства – 24,3 года.

Пожары и взрывы также относятся к техническим причинам морских аварий, но имеют не столь выраженную связь с проблемами мореплавания. Поэтому проблему пожаробезопасности можно рассматривать отдельно, связывая ее не с мореплаванием, а с безопасностью жизнедеятельности в целом.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

Рис.1. АС на судах рыбопрмыслового флота и на судах морского флота РФ в % к общему количеству АС за период 2003-2007 г.г.

2003 г 2004 г 2005 г 2006 г 2007 г РЫБОПРОМЫСЛОВЫЙ ФЛОТ (ГОСКОМРЫБОЛОВСТВО) МОРСКОЙ ФЛОТ (МИНТРАНС) Рис.2. Процент кораблекрушений, аварий и аварийных происшествий к общему количеству АС на судах морского и рыбопромыслового флотов РФ за период 2003-2007 г.г.

2003 г 2004 г 2005 г 2006 г 2007 г Кораблекрушения Аварии Аварийные присшествия Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

Опираясь на вышеизложенную статистику аварийности можно утверждать – порядка 70% всех АС произошли по вине человека («человеческий фактор») из-за невыполнения судовыми специалистами нормативно-технических требований, нарушения правил и инструкций, халатности и небрежности и т.д.

В узкозтях и портовых водах происходит практически 2/3 всех АС с морскими судами. Столь высокий процент аварийности на стесненных акваториях говорит о том, что в судоходных компаниях и в портах недостаточно уделяется внимания обеспечению безопасности судоходства. Причины возникновения АС в той или иной мере связаны с повторяющимися недостатками как в организации работы судовых экипажей и их профессиональной подготовки, так и в действиях многих береговых служб управления и обеспечения, технического обслуживания и судоремонта.

Из проведенного анализа аварийности за отчетный период ясно, что аварийность на морских судах РФ остается актуальной проблемой. Предлагается ряд мер, разработка и внедрение которых должны способствовать снижению количества аварийных случаев:

• разработка и совершенствование практических рекомендаций по прокладке пути судна при плавании в стеснённых водах;

• определение маневренных качеств судов после проведения капитального ремонта в соответствии с требованиями Резолюции А.751(18), а также судов в условиях эксплуатации и сравнение их с имеющимися;

• совершенствование программ и методик пятилетней переподготовки командного состава кадров в соответствии с требованиями МК ПДНВ-78/ на ФПК;

• по результатам НИР выработка рекомендаций по совершенствованию систем управления движением судов в портах и узкостях.

Список литературы:

1) Безопасность мореплавания и ведение промысла. Выпуск 118. Сборник материалов. - Санкт-Петербург, ФГУП «Гиперфлот» 2004.

2) Безопасность мореплавания и ведение промысла. Выпуск 121. Сборник материалов. - Санкт-Петербург, ФГУП «Гиперфлот» 2006.

3) Безопасность мореплавания и ведение промысла. Выпуск 122. Сборник материалов. - Санкт-Петербург, ФГУП «Гиперфлот» 2006.

4) Безопасность мореплавания и ведение промысла. Выпуск 124. Сборник материалов. - Санкт-Петербург, ФГУП «Гиперфлот» 2007.

5) Безопасность мореплавания и ведение промысла. Выпуск 126. Сборник материалов. - Санкт-Петербург, ФГУП «Гиперфлот» 2008.

6) Газета «Морские вести России». Выпуски с №1 2004 г – №24 2008 г.

7) http://mintrans.ru/ 8) http://www.rostransnadzor.ru/sea/regions/index.php?UNIT=0&REDIR= Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАКОНА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТРАЛОВЫХ УЛОВОВ АТЛАНТИЧЕСКОЙ СЕЛЬДИ Левченко С.В., Розенштейн М.М. (Калининград, КГТУ, кафедра промышленного рыболовства, rozenshtein@klgtu.ru, lion2912@mail.ru) Abstract. In article the law of distribution trade catch a herring in area to Northeast Atlantic, received is resulted as a result of passage of trade practice.

Для совершенствования методов проектирования разноглубинных и донных тралов необходимо располагать математической моделью, связывающей случайную величину улова с поведенческими характеристиками объекта лова (плотностью облавливаемых косяков, скоростью их перемещения, дальностью реакции рыб на раздражители). Такая задача применительно к лову сардины и скумбрии Центрально Восточной Атлантике (ЦВА) на основе использования статистических данных решена в работах Николаева В.

В. [1,2 ] Нами аналогичные исследования выполнены для сельди района Северо Восточной Атлантики (СВА). Один из авторов статьи в период с июня по декабрь г. находился в указанном районе и собирал статистику уловов сельди, добываемых судами БАТМ «Арменак Бабаев» и «Старый Арбат». В результате удалось собрать данные об уловах в 261 тралении. На промысле использовался трал 186/6500 «Раптор», оснащенный траловыми досками «Thyboron», площадью 10 кв.м, подъемным щитком, площадью 7,2 кв.м, грузами углубителями массой 7000 кг., оснастка нижней подборы цепь массой 300 кг. Скорость траления находилась в диапазоне от 2 м/с до 3 м/с, среднее значение скорости 2,49 м/с. Обработка собранного статистического материала заключалась в следующем. По величине уловов и времени траления определялось значения уловов, приходящиеся на 1 час траления. Весь диапазон значений уловов ( от 0 до 360 центнеров) был разбит на 18 равных участков (по 20 центнеров). Для каждого участка определялась частота встречаемости соответствующих величин уловов.

Полученные данные приведены в табл. Табл. 1. Результаты обработки траловых уловов i q (i) q (i+1) qi ni p*i 1 0 20 10 38 0. 2 20 40 30 43 0. 3 40 60 50 51 0. 4 60 80 70 51 0. 5 80 100 90 21 0. 6 100 120 110 14 0. 7 120 140 130 9 0. 8 140 160 150 7 0. 9 160 180 170 4 0. 10 180 200 190 3 0. 11 200 220 210 5 0. 12 220 240 230 1 0. 13 240 260 250 4 0. 14 260 280 270 4 0. 15 280 300 290 1 0. 16 300 320 310 3 0. 17 320 340 330 2 0. 18 340 360 350 0 0. 360 261 1. Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

0.

0.

• •••••• ••••••••• •• 0.

0.

0.

0.

0.

0.

0.

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 •••••••• ••••• q • ••••••••• Рис. 1. Гистограмма траловых уловов сельди В первом столбце табл. 1 указаны порядковые номера участков (рангов), во втором - минимальные значения улова в каждом ранге q(i), в третьем - максимальное значение улова в каждом ранге q(i+1), в четвертом - среднее значение уловов в каждом ранге qi, в пятом - число уловов, соответствующих каждому из рангов ni, в последнем столбце приведена частота встречаемости уловов каждого ранга.

Частота встречаемости уловов определялась по формуле:

(1) где ni- количество уловов, попавших в каждый i- участок траления;

N- число тралений;

Данные табл. 1 представлены на рис. 1 в виде гистограммы.

Из анализа гистограммы следует, что, так же как и для сардины и скумбрии ЦВА, случайная величина траловых уловов атлантической сельди подчиняется логарифмически-нормальной плотности распределения, которая имеет вид:

(2) - параметр формы, среднее квадратичное отклонение случайной величины где ;

- параметр масштаба, медиана величины q, причем:

(3) - математическое ожидание (МО) величины lnq где На основании данных рис. 1 и формулы (2) построена кривая логарифмически нормальной плотности распределения траловых уловов атлантической сельди (рис. 2).

Числовые характеристики полученной плотности распределения определялись по формулам:

(4) где k- число рангов;

qi – среднее значение i-го разряда, то есть:

(5) (6) Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

0. 0. f ( q) 5 0 100 200 q Рис. 2. Эмпирическая кривая плотности распределения траловых уловов атлантической сельди.

где Dlnq- эмпирическая дисперсия величины lnq, которая определяется по формуле:

Вычисления численных значений плотности распределения траловых уловов приведены в таб. 2.

Числовые характеристики плотности распределения Табл. i Dlnq i Dlnq 1 0.3352 0,3767 10 0,0603 0, 2 0,5604 0,0429 11 0,1024 0, 3 0,7644 0,0000 12 0,0208 0, 4 0,8302 0,0222 13 0,0846 0, 5 0,3621 0,0279 14 0,0585 0, 6 0,2521 0,0334 15 0,0217 0, 7 0,1678 0,0315 16 0,0659 0, 8 0,1344 0,0324 18 0,0444 0, 9 0,0787 0,0230 18 0,0000 0, Числовые характеристики плотности распределения имеют следующие значения: Dlnq=0,819 и =3, Таким образом, на основе обработки собранного статистического материала установлено, что плотность распределения траловых уловов атлантической сельди в СВА определяется следующим выражением:

(7) Определение плотности распределения траловых уловов атлантической сельди позволяет уточнить математическую модель процесса лова этого объекта разноглубинным тралом, имеющую вид [3]:

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

(8) где: lµ - линейный размер орудия лова (трала);

µ - скорость буксировки трала;

–плотность облавливаемых косяков рыб;

р – скорость ухода рыбы от трала;

rmin и rmax – дальность реакции рыбы на трал;

– коэффициент, который находится по формуле:

(9) где: Fу – площадь устья трала;

l – горизонтальное раскрытие трала;

В этой модели по найденной плотности распределения траловых уловов находятся законы распределения случайных значений, скорости ухода рыбы от трала р, дальности реакции рыбы на трал rmin и rmax, плотности облавливаемых косяков рыб, и их математические ожидания, что позволит прогнозировать величину уловов при работе с соответствующими конструкциями тралов.

Список литературы:

1) Николаев В.В. Моделирование законов распределения поведенческих характеристик объектов тралового лова // Актуальные проблемы современной науки: Сб. статей 4-ой Международной конференции молодых ученых и студентов. Естественные науки. Части 21-23.- Самара, 2003. – с. 98-99.

2) Николаев В.В. Определение закона распределения величин траловых уловов // Инновации в науке и образовании – 2003: Материалы Международной научной конференции, посвященной 90-летию высшего рыбохозяйственного образования в России.- Калининград, 2003, - с110, 3) Розенштейн М.М. Проектирование орудий рыболовства. ч. 2. Проектирование тралов. – Калининград, 2001 – 135 с.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

НАВИГАЦИЯ НА МАГНЕТИЗМЕ ЗЕМЛИ ДЛЯ СПАСАТЕЛЬНЫХ ШЛЮПОК И НАДУВНЫХ ПЛОТОВ В ОТКРЫТОМ МОРЕ Санаев А.И.1, Шутов В.В.2 (Мурманск, МГТУ, 1 кафедра судовождения, кафедра управления судном и промсудовождения) Аннотация. Предлагается автономный способ определения места спасательных средств в открытом море. Анализируется магнитное поле Земли, которое существует, не зависимо от воли людей и технического прогресса. О котором учёные узнали после путешествия Колумба, во время его первого плавания к берегам Америки в 1492 - году, где было установлено, что магнитная стрелка не показывает на Полярную звезду.

Началось изучение данного явления. Появились приборы для измерения магнитных элементов Земли. Появились идеи, как использовать эти явления, в частности, для определения места судна в море.

Содержание. Даётся краткое описание планеты Земля. Открытие Америки.

Основы земного магнетизма. Рассмотрены составляющие магнитного поля Земли.

Полная составляющая магнитного поля Земли, в виде вектора Т, а также горизонтальная составляющая Н и вертикальная составляющая Z. Проанализированы изолинии магнитного наклонения, склонения и другие изолинии, которые наносятся на магнитные морские карты. Под каким углом разные изолинии пересекаются на этих картах. Как использовать эти изолинии, которые пересекаются под углом близким к 900, для определения своего места. Даны формулы, где указана связь между различными элементами земного магнетизма. Приводится проекция горизонтальной составляющей на истинный меридиан и на параллель, по которым можно определить своё место. Указаны современные измерители элементов земного магнетизма. Даётся самый простой способ графического определения своего места, где высокая точность определения не нужна, например, для спасательных средств. Указаны современные приборы для определения магнитных элементов Земли и других планет, которые применяются на космических аппаратах, которые запускаются вокруг Земли и к планетам солнечной системы.

1.1. Земля – одна из планет солнечной системы с площадью 510,1 миллиона квадратных километров, из которых 381,3 – площадь Мирового океана, 128,8- площадь поверхности суши. Планета окружена сплошной газовой оболочкой – газовым океаном.

Космическими исследованиями установлено, что нашу Землю охватывает невидимая, неосязаемая материя магнитного океана. Магнитный океан проникает всюду, и его действия распространяются на десятки и сотни радиусов Земли от её поверхности. Как более полно и грамотно использовать этот магнитный океан, человечество пока не может. В данный момент с помощью магнитного поля Земли производится определение направления движения судов, самолётов, ИСЗ и кое-что другое. Это следует считать слишком мало уже для данной эпохи. Мы знаем, что изобретение магнитной стрелки и магнитного компаса имело огромное значение для развития цивилизации. Бурно стала развиваться навигация. Появились великие открытия в океанах. Стали изучаться открытые неведомые континенты, страны, острова и так далее. Не так много можно назвать изобретений человечества, которые помогли так сильно развитию цивилизации. Например, изобретение колеса, солнечных часов, водяных и ветряных мельниц и кое-что другое. Можно сказать, небольшой магнитный компас помог так быстро открыть Христофору Колумбу Америку, Магеллану совершить кругосветное путешествие вокруг Земли. Христофор Колумб, ведя свои Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

каравеллы по Атлантическому океану в 1492 году, через неделю многие члены экипажа заметили, что магнитная стрелка перестала показывать на Полярную звезду. Разница в направлении достигла более одного румба. Только великий исследователь мог убедить всех, что сама Полярная звезда ушла от обычного своего места в другую точку, и так было дважды за это плавание к неизвестной земле. Благодаря находчивости Колумба, экипаж судов не поднял мятеж и каравеллы, хотя с большими трудностями, но всё же дошли до страны чудес и богатства Индии, хотя достигли островов Америки.

Магнитный компас и в настоящее время обязательно устанавливается на все морские суда даже тогда, когда судно оснащено самыми современными электрорадионавигационными приборами. При правильной эксплуатации магнитного компаса, это один из самых автономных и надёжных приборов.

В последние годы учёные, инженеры практики обратили внимание на использование магнитного поля Земли, чтобы более точно измерять составляющие элементы земного магнетизма. Для создания более точных приборов для определения направления движения объектов и, частности, для определения своего места в пространстве.

1.2. Земной магнетизм.

В 1600 году вышло шесть книг англичанина Вильяма Гильберта, где он описывал о своих опытах на магнитах. Шестая книга была озаглавлена, « О великом магните на Земле». Как учёный он знал, что в Китае за 4 000 лет до этого были известны основные свойства магнита. Плавающая магнитная стрелка или свободно подвешенная на шелковой нитке, её один конец смотрит на юг. Вильям Гильберт знал, что английский мастер Роберт Норман уже в середине 16 века заметил, что свободно подвешенная магнитная стрелка, имеющая свободу по вертикальной плоскости, наклонена относительно истинного горизонта. Это явление было названо магнитным наклонением, и что это наклонение на разных широтах различно.

В 1724 году в России была учреждена Академия наук, где академиком Ломоносовым изучался земной магнетизм. В своих трудах он утверждал, что магнитное поле Земли есть результат сложения магнитных полей огромного числа малых магнитов, находящихся в недрах планеты. Если распилить магнитный стержень, то получим два магнита и так далее. В 1832 оду К. Гаусс указал, как наиболее точно измерить составляющие магнитных сил Земли.

1.3. Начальные познания о земном магнетизме.

Наиболее известные величины земного магнетизма, это магнитное наклонение, склонение и полное значение индукции магнитного поля Земли. Надо уметь измерить полную величину индукции геомагнитного поля Земли в данной точке и её направление. Эта величина является вектором и обозначается буквой Т. Как любой вектор его можно разложить на горизонтальную составляющую Н, которая направлена на норд магнитный и на вертикальную составляющую Z, которая в северном магнитном полушарии Земли направлена вниз, а в южном вверх.

Ещё В. Гильберт утверждал, что на Земле есть две точки, где величина магнитного наклонения по абсолютной величине равна 900. Эти точки будут на магнитных полюсах, где величина Z будет максимальна, а величина горизонтальной составляющей Н будет равна нулю. Кроме того, должна быть линия на Земле, где величина Н будет максимальна, величина Z равна нулю. В этих точках на данной линии, подвешенная магнитная стрелка будет горизонтальна. Эти магнитные полюса и линию (магнитный экватор) удалось найти с помощью соответствующих измерений в 19 веке.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

В 1821 году русские шлюпы «Восток» и «Мирный» под руководством Ф.Ф. Беллинсгаузена произвели магнитные измерения в районе южного магнитного полюса, вблизи Антарктиды. По этим измерениям был указано положение южного магнитного полюса. В 1835 году русский магнитолог И.М. Симонов доказал, что магнитное поле земного шара, если его считать намагниченным однородно, подобно полю огромного магнита, ось которого проходит через центр Земли. В дальнейшем положение этого магнита было уточнено. Оказалось, что ось магнита должна быть смещена на 200 миль от центра Земли в сторону Тихого океана и повёрнута на угол 11,50 от оси вращения Земли.

В 1831 году английским капитаном Джоном Россом был открыт северный магнитный полюс в районе Канадского архипелага, примерно в 900 милях от географического полюса Земли. Свободно подвешенная магнитная стрелка, имеющая свободу в вертикальной плоскости, встала вертикально. При исследовании был найден довольно обширный район, где стрелка была вертикально. Координаты средней точки исследованного района были приняты за точку магнитного полюса.

В 1841- 1853 годах Джемс Росс на судне подошел довольно близко к Антарктиде и был примерно в 300 милях от южного магнитного полюса. Произведя магнитные наблюдения, вычислил координаты южного магнитного полюса.

В 1909 году английская антарктическая экспедиция под руководством Эрнста Шеклтона, непосредственно произвела поиск южного магнитного полюса и определила его координаты.

В самом начале 19 века натуралист Александр Гумбольдт, во время своего путешествия из Европы в Южную Америку, опытным путем установил магнитный экватор. Магнитная стрелка на магнитном экваторе Земли занимала горизонтальное положение по отношению к истинному горизонту.

В действительности магнитное поле Земли очень сложное и оно находится в динамике. Во время смены геологических эпох, магнитные полюса Земли меняли своё место и даже меняли свою намагниченность, на противоположную. Кроме того, на Земле имеются большие и малые магнитные аномалии. Но чем будет выше точка над поверхностью Земли, тем более однородным магнитное поле Земли в таких точках данного пространства.

Магнитное наклонение, склонение измеряется в градусной мере. Их изолинии наносятся на магнитные карты. Также могут наноситься изолинии Т, Н и Z. Эти величины измеряются в единицах индукции магнитного поля – теслах. Часто используют миллионную долю тесла – микротесла (мкТл). Магнитные карты переиздаются через 5-10 лет, так как магнитные параметры медленно изменяются.

Координаты полюсов также изменяются и их координаты соответствуют только для определённой эпохи.

Магнитное поле Земли относится к слабым полям и его полная индуктивная сила Т в среднем составляет 50 мкТл.(микротесла), то есть в миллионных долях тесла.). Она изменяется от магнитного экватора довольно в широких пределах.

Наименьшее значение у берегов Южной Америки ( Т=24 мкТл.). Наибольшая индуктивная сила земного поля на побережье Антарктиды, где Т=70 мкТл.

Горизонтальная составляющая индукции Н, от величины которой зависит надёжность работы магнитного компаса, достигает величины Н=41 мкТл., у южной оконечности Азии и уменьшается сравнительно равномерно к магнитным полюсам. На магнитных полюсах величина Н равняется нулю.

Вертикальная составляющая Z изменяется от 0, на магнитном экваторе до мкТл., в районе северного магнитного полюса, а в районе южного магнитного полюса Z =70мкТл.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

Диапазон изменения магнитного склонения от +1800 до –1800. Величина склонения 1800 находится на меридиане магнитного полюса между географическим полюсом Земли и магнитным.

1.4. Краткая история измерения магнитных сил Земли.

Начало измерения магнитных сил можно считать 1492 год, когда к ужасу всех мореплавателей магнитная стрелка компаса отклонилась более чем на румб от направления на Полярную звезду. Появилась потребность объяснить это отклонение магнитной стрелки, которое наблюдал Колумб и его экипаж. Вскоре, в конце 16 века начали измерять склонение и наклонение земного магнетизма. В 1785 году Ш. Кулон нашел способ определения величины индукции магнитных полей. Руководствуясь законом взаимодействия магнитных масс, Ш. Кулон разработал способ определения силовых элементов магнитного поля Земли. Далее великий учёный Карл Гаусс усовершенствовал способ определения горизонтальной составляющей геомагнитного поля Земли. Вначале 20 века был предложен новый способ измерения элементов магнитного поля Земли, который получил название «магнитные весы». В 1914 году русский учёный Н.Д. Папалекси и крупнейший специалист по магнитным компасам В.Я. Павлинов создали, феррозондовые, чувствительные приборы -тесламетры с феррозондовыми датчиками, которые стали широко использоваться в конце 1930 года.

Эти тесламетры использовались для измерения составляющих геомагнитного поля Земли, в воздухе и в космическом пространстве. Дальнейшее развитие геомагнитные измерения получили после создания, так называемых, атомных преобразователей с оптической ориентацией электронов. Эти преобразователи получили в настоящее время широкое применение и устанавливаются на ИСЗ и других космических аппаратах.

В 1958 году на третьем советском ИСЗ был впервые применён магнитометрический прибор, который отличался высокой точностью и обеспечивал регистрацию исследуемого магнитного поля Земли в широком диапазоне измерений.

Вскоре был запущен американский ИСЗ «Авангард-3», где был установлен протонный тесламетр, который при прямой видимости этого ИСЗ, передавал с высокой точностью данные об элементах земного магнетизма Земли. Эти данные на Земле обрабатывались.

В дальнейшем автоматические межпланетные станции запускались Россией, Америкой и другими странами, которые пролетали рядом с Луной, Марсом, Венерой, Меркурием, Юпитером и измеряли магнитное поле этих планет. Работы в этом направлении продолжаются.

Имеются атомные, более совершенные протонные и квантовые тесламетры.

1.5. Навигация на магнетизме Земли для спасательных шлюпок и надувных плотов.

Настало время сделать маленький шаг и создать простой автономный быстрый и надёжный способ определения своего места в открытом море и океане. Учёные всего Мира пытаются понять и изучить, как ориентируются в пространстве перелётные птицы, почтовые голуби, а в океане, открытом море киты, касатки, дельфины, акулы, морские черепахи, рыбы и многие другие существа, когда делают океанские переходы.

Проблема точного определения места судна в море и на поверхности Земли в настоящее время решена с помощью спутниковых навигационных систем. Эти системы созданы учёными, но эти системы, могут быть ими же заблокированы, или они могут не выдавать информацию другим пользователям. При глобальных войнах между государствами, такие как во время всемирной войны между фашисткой Германией, Италией и Японией с одной стороны, а с другой СССР, США и Англией, пользование всемирными системами других стран, видимо, будет затруднено или не возможно.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

Следовательно, при такой ситуации могут быть, что глобальные системы будут работать совершенно в другом режиме. Мы знаем, что астрономические определения с помощью звёзд, независимы, их не стоит забывать. Заблаговременно стоит подумать о другой системе, которая была бы независима, и которая не может быть уничтожена.

Нужно подумать о простом, автономном и надёжном способе определения своего места в открытом море с помощью магнитного поля Земли, где высокая точность, в некоторых случаях, определения своих координат и не требуется. Магнитное поле Земли существует давно и его существование пока не зависит от технического прогресса человечества. Передовые страны, такие как Россия, США и другие изучают магнитное поле Земли с помощью ИСЗ. Магнитное поле Земли изучается быстро и глобально с высокой точностью измерения элементов земного магнетизма. Морские страны, могут выпускать через каждые 5-10 лет морские магнитные карты. Имея карты в масштабе порядка 1:2 000000 - 1: 500 000, где будут нанесены изолинии наклонения, склонения, а также изолинии T, H и Z, можно определять своё место графическим способом. Сделаем небольшой шаг в определении своего места автономным, не зависимым и графическим способом.

Изолинии магнитных карт, полученные с помощью ИСЗ, должны быть увязаны с морскими магнитными съемками, какие велись в своё время американской яхтой «Карнеги» и советской немагнитной шхуной «Заря». Морские магнитные карты меркаторской проекции охватывают пояс Земли от широты 800 северной до широты южной.

Для спасательных средств, примем самый простой способ определения своего места – с помощью графического нанесения изолиний различных измеренных магнитных элементов на магнитную карту. Элементы земного магнетизма на карте должны быть приведены к году плавания. Довольно часто наклонение магнитной стрелки J - изоклина, пересекается под хорошим углом со склонением d - изогоны.

Изогоны- линия равных наклонений магнитной стрелки J и по ней неплохо можно определить географическую широту своего места.

Изоклины – линии равных углов склонения магнитной стрелки d. иногда по ним можно определить географическую долготу своего места. Изогоны и изоклины измеряются в градусах.

Изодинамы – линии равных значений T, H и Z.

Для различных районов плавания необходимо, на магнитных картах, подбирать пару изолиний, которые пересекаются под углом близким к 900, и чем подробнее будет масштаб карты, тем точнее будет определение своего места. Магнитные карты надо готовить, чтобы с помощью их быстро и надёжно определять своё место по измеренным элементам земного магнетизма.

Покажем с помощью рисунка связь между всеми магнитными элементами Земли Т, Н, Z, J, d, HNИ- проекция горизонтальной составляющей Земли Н, на истинный меридиан и НЕ – проекция на параллель. Эти изолинии будут совпадать с истинными меридианами и истинными параллелями морской магнитной карты, что обеспечит простое определение своего места штурманами, которые потерпели кораблекрушение.

Напишем существующие формулы, указывающие эту связь между всеми магнитными элементами Земли и их проекциями.

Магнитные элементы Земли и их проекции.

1. T2 = H2 + Z2, 2. H2 = T2 – Z2, 3. Z2 = T2 – H2, 2. 4. TgJ = Z/H, 5. SinJ= Z/T, 6. CosJ= H/T, 3. 7. d= Nи – Nм, 8. HNИ= НCosd, 9. HЕ = HSind.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

Рис. Имея достоверные магнитные карты и высокоточный квантовый тесламетр, который не требует никакой ориентации, на спасательных средствах и проведя соответствующие измерения магнитных элементов Земли Т, Н, Z, J, d, можно подобрать два измеренных элемента и нанести их на карту и в пересечении определить своё место. Исторически, склонение определяли с помощью наклонной магнитной стрелки, а склонение с помощью формулы ИК = КК + d +. (КК- компасный курс по магнитному компасу, ИК- истинный курс судна, определялся с помощью гирокомпаса ). Девиация выбирается из соответствующей таблицы девиации магнитного компаса и рассчитывается склонение.

Даже по этому наклонению и склонению можно, приблизительно, найти своё место для некоторых районов океана на магнитной карте. Имея своё место можно выбрать направление движения, чтобы выйти в те места, где вероятность обнаружения выше.

Анализируя атлас физико-географических данных Северного моря, магнитные изолинии, склонения, наклонения, горизонтальной составляющей и вертикальной составляющей, можно определить, что изолинии магнитного склонения для 1945 года и изолинии магнитного наклонения пересекаются под углом 720-830. Имеется сетка изолиний склонения через один градус и сетка магнитного наклонения через два градуса всего Северного моря. Кроме того, для Северного моря, можно использовать изолинии склонения и изолинии горизонтальной составляющей Н, которые также пересекаются под углом 710- 840. Измерив прибором изолинии склонения и наклонения Северного моря и нанеся их на магнитную карту, определяем широту и долоту спасательной шлюпки. Можно использовать и другие пары изолиний, в конкретном Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

районе Земли. Точность места будет зависеть от масштаба магнитной карты и от методики определения. Дано теоретическое обоснование определения своего места.

Нужны практические исследования и соответствующий прибор.

Первые опыты можно проводить и на Земле, имея измерительный прибор для измерения элементов Земного магнетизма и подготовленные магнитные карты для данного района Земли. Если продолжить практические и теоретические работы, то можно надеяться на появление простого графического способа определения своего места по магнитным морским картам. Такой способ будет надёжным, автономным. Он не будет зависить от навигационных спутниковых систем. Этот способ можно использовать в любое время суток днём и ночью. В дальнейшем можно надеяться на повышение точности определения своего места. Влияние будут оказывать магнитные бури, но они не так часты и не слишком продолжительны.

Список литературы:

1) Михлин Б.З., Селезнев В.П., Селезнев А.В. Геомагнитная навигация.- М.:

Машиностроение, 1976. 280 с.

2) Михлин Б.З. Навигация в магнитном океане М.: Транспорт, 1986. 96 с.

3) Кожухов В.П., Воронов В.В., Григорьев В.В. Магнитные компасы.- М.:

Транспорт, 1981. 212 с.

4) Лесков М.М., Баранов Ю.К. Гаврюк М.И. Навигация.- М.: Транспорт, 1986.

5) 360 с.

6) Хойнацкий М.Ю. Девиация магнитного компаса. Часть 1. Военно-морское изд.

Военно – морского министерства Союза ССР. - М.: 1953.368 с.

7) Матусевич Н.Н. Справочник штурмана по математике. Выпуск 1. ГУВМС. 1948.

356 с.

8) Ушаков П.В. Атлас физико-географических данных Северного моря.

(Приложение к лоции Северного моря изд. 1944 г.) ГУВМС. 1946. 66 с.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

ОПТИМАЛЬНЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА СУДНА ПО НАВИГАЦИОННЫМ ИСКУССТВЕННЫМ СПУТНИКАМ ЗЕМЛИ (ИСЗ) Санаев А.И. (Мурманск, МГТУ, кафедра судовождения) Аннотация: Даётся частный случай оптимального определения места судна по двум навигационным спутникам, при одновременном измерении наклонной дальности или псевдодальности до двух ИСЗ. Рассмотрены две космические изолинии, одна из них широкого применения в навигации не имела. Также предлагается метод определения своего места по одному ИСЗ, при измерении двух дистанций до ИСЗ, при двух его положениях.

Содержание. Анализируются методы определения своего места по ИСЗ., с помощью измерения дистанций до навигационных спутников. Рассчитывается разность и сумма расстояний, между измеренными дистанциями до ИСЗ. Приводятся изолинии сферического двуполостного гиперболоида для космического пространства и изолинии сферического софокусного эллипсоида вращения также для космического пространства и их соответствующие формулы. Совместное решение для частного случая.

Указывается, что эти изолинии пересекаются под углом 900 При этом, геометрический фактор точности спутниковой навигационной системы равен 1.

Анализ методов определения места судна по ИСЗ.

1. Дальномерный метод, пассивный и активный.

2. Радиально-скоростной метод.

3. Разностно-дальномерный метод.

4. Пассивный псевдодальномерный метод.

Во всех методах, для определения координат, используются пересечение сферических гипербол, где рассчитывается геометрический фактор, учитывая угол пересечений изолиний при определении точности обсервации судна. Все методы используют радиосигналы, излучаемые ИСЗ. В спутниковых навигационных системах «Навстар-GPS» и «Глонасс» используется псевдодальномерный метод определения места судна. Геометрическая трактовка данного метода подобна дальномерному методу в спутниковых навигационных системах. (Баранов Ю.К. Использование радиотехнических средств морской навигации. М.: Транспорт, 1988. С. 124—132).

Ольховский В.Е. Срелнеорбитальные спутниковые навигационные системы: Учеб.

Пособие для спец. 240200 «Судовождение» и курсов повышения квалификации плавсостава.- Мурманск: Изд-во МГТУ, 1998. 13-16 с.) С помощью многоканальной судовой спутниковой навигационной аппаратурой можно одновременно измерять не менее чем до трёх ИСЗ наклонных дальностей и соответственно псевнодальностей. Зная дальность до ИСЗ, предлагается оптимальный способ определения места судна. Для этого рассчитывается разность дистанций, для получения двуполостного сферического гиперболоида вращения космического пространства. Получив сумму дистанций, получаем софорусный эллипса вращения того пространства.. В этом случае используются две разнличные изолинии (поверхности), которые пересекаются под углом 900, что даёт наиболее точные результаты.


На судне имеется многоканальная, современная спутниковая аппаратура (СНА) и в определённый физический момент могут быть измерены одновременно наклонные дальности или псевдодальности даже до трех и более ИСЗ. Имея дистанции до ИСЗ, Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

рассчитываются разность дистанций А и сумма дистанций В, до двух искусственных навигационных спутников Земли (ИСЗ). Для надёжности можно использовать одновременно три ИСЗ. Измерять до них дистанции и решить две системы, где будут для каждой пары ИСЗ использованы разность дистанций и сумма их. Это повысит надёжность и можно сравнивать между собой результаты. Для простоты будем рассматривать только два ИСЗ. Считаем, что спутники находятся в космическом пространстве в точках А и В и соответственно на данный момент координаты ИСЗ передаются на судно.

(Рис. 1).

Имея координаты, по соответствующей формуле сферической тригонометрии рассчитывается расстояние по ортодромии между ИСЗ. Это расстояние нужно для определения параметров уравнений, и отметим его как 2с. (база двух ИСЗ). Из середины базы проводится перпендикуляр, который является нулевой осью системы.

Имея две дистанции до навигационных спутников, определяем разность их и можем написать уравнение двуполого гиперболоида космического пространства.

Для простоты примем следующие условия: спутники двигаются по круговым орбитам, движение ИСЗ постоянно, гравитационное возмущение не учитываем.

Можно рассматривать для определения своего места и один навигационный спутник Земли. Для этого нужен отрезок времени, чтобы была соответствующей длины база между измерениями дистанции до ИСЗ. Эту базу 2с можно определить дважды, по сферической формуле и по времени между измерениями дистанций. В этом случае необходимо привести измерения ко второму измерению дистанции до ИСЗ. Вторым способом, можно рассчитать поправки к широте и долготе. Для этого надо знать направление судна, его скорость относительно дна и время, прошедшее от первого измерения дистанции до второго.

Имея разность дистанций, запишем уравнение двуполостного гиперболоида в космическом пространстве.

tg 2 x tg 2 y tg 2 z (1), + = tg 2a tg 2b tg 2c Параметры сферической гиперболы, где с – половина расстояния между ИСЗ, Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

, b= c 2 a 2 ;

= А – В ;

a= ;

x,y- прямоугольные сферические координаты для геоцентрической системы.

Имея же эти дистанции до двух спутников, определяем сумму их и запишем уравнение софокусного эллипса вращения космического пространства.

tg 2 x tg 2 y tg 2 z + + =1 (2) tg 2a1 tg 2b1 tg 2c Параметра эллипсоида вращения, ;

в12 = 12 - с где с = с1, p = pА +pВ ;

1=.

Применим частное решение к системе уравнений (1) и (2), то есть, приравняем значение z равное нулю, получаем частное решение. При этом сферические прямоугольные координаты на поверхности референц-эллипсоида будут соответствовать.

(tg 2b1 + tg 2b) tg 2a tg 2a tgx = ± tg 2a1 tg 2b tg 2a tg 2b ± x = arctgx (tg 2a1 + tg 2a ) tg 2b tg 2b tgy = ± tg 2a1 tg 2b tg 2a tg 2b ± y = arctgy Если у знаменателей в формулах tgx и tgy будет знак минус (-), то этот знак поменять на знак плюс (+).

Получили прямоугольные сферические координаты четырёх точек на поверхности эллипса вращения и на поверхности двуполостного гиперболоида. Рис.1.

Для получения нужных координат служит приблизительное место судна по счислению.

Способ перехода от прямоугольных сферических координат к навигационным картам с приведёнными координатами данной страны имеется.

Следует указать, что это только частное теоретическое решение проблемы. Для окончательного вывода о данном способе нужны практические исследования. Подобно исследованиям, которые были проведены теоретически и практически при измерении двух расстояний до навигационных ориентиров в море.

Укажем нахождение некоторых центров тяжести различных систем, относительно центра тяжести ВГС- 72 и их отличие в метрах от данного центра тяжести.

Системы координат Х Y Z 1.ВГС- 72 0 0 2.ВГС- 84 0 0 4, 3. Красовского -28 135 4. Кларка 1 -22 157 5. Хейфорда -84 -103 - 6. Бесселя -140 516 Если использовать формулу референц-эллипсоида данного государства, на основе которого издаются морские навигационные карты меркаторской проекции, и её Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

решить как третье уравнение системы, то получим приведённые координаты для морской карты данного государства. Подобно, как получают координаты в системе ВГС-72, ВГС-84.

В данных расчётах может быть использована геоцентрическая прямоугольная сферическая экваториальная система координат X,Y,Z или геоцентрическая прямоугольная сферическая Гринвичская система координат. Начало этих систем находится в центре масс Земли. В первой системе ось Х направлена в точку весеннего равноденствия, ось Y – на восток, а ось Z параллельна оси вращения Земли. Во второй- ось Х направлена в точку пересечения Гринвичского меридиана с экватором, остальные оси совпадают.

Алгоритмы перехода от прямоугольных координат к приведённым координатам данной навигационной карты страны имеются. В современной спутниковой навигационной аппаратуре заложены 52 геодезические системы, с помощью которых можно переходить к координатам любой национальной морской карты страны.

Список литературы:

1) Баранов Ю.К. Использование радиотехнических средств в морской навигации.

М,: Транспорт. 1978. 224 с.

2) Лесков М. М., Баранов Ю.К., Гаврюк М.И. Навигация. М,: Транспорт. 1986.

360 с.

3) Ольховский В.Е. Среднеорбитальные спутниковые навигационные системы.

Учеб. Пособие для спец. 240200 «Судовождение» и курсов повышения квалификации плавсостава.- Мурманск: Изд-во МГТУ, 1998. 57 с.

4) Матусевич Н.Н. Справочник штурмана по математике. Выпуск 1. Л,: ГУВМС.

356 с.

5) Санев А.И., Меньшиков В.И., Пасечников М.А. Аналитическое определение места судна в прибрежной зоне. Вестник МГТУ, том 5, №2, 2002 г. стр. 195-202.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

КОНЦЕПЦИИ «СЛУЧАЙНОСТИ» И «НЕИЗБЕЖНОСТИ» ПРИ ОПИСАНИИ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ С МОРСКИМИ СУДАМИ Сарлаев В.Я.1, Шутов В.В. 2, Тропин Б.Л.1 (Мурманск, МГТУ, 1 кафедра судовождения, 2 кафедра управления судном и промсудовождения) Проблема аварий морских судов является актуальной, несмотря на внедрение новейших технических средств судовождения, а так же совершенствование организации несения вахты и подготовки экипажей судов. Анализ аварийности на морском транспорте Российской Федерации за 2008 год показывает, что наиболее распространёнными являются навигационные происшествия 66,7% (посадка на грунт 60%, навалы 35%, столкновения 5%) от общего числа аварийных случаев, на технические приходится 26,7% и 6,6% - пожары. Поэтому представляется целесообразным рассмотреть существующие возможности описания перехода состояния судна из эксплуатационного состояния в аварийное состояние, используя концепции «случайности» и «неизбежности».

Пусть в процессе наблюдения за текущей обстановкой судоводитель фиксирует своё внимание на конечном множестве ее параметров S = (S1,…,Se), i=1,...,e которые по его мнению могут подлежать целенаправленному изменению для предупреждения аварии судна. Тогда, объединяя эти множества, составим пространство ситуаций {S}, включающее как область безопасных ситуаций, так и область потенциально опасных ситуаций {S} = {S}В {S}О, {S}В {S}О = где {S}В – область безопасных ситуаций, а {S}О – область потенциально опасных ситуаций.

В пространстве ситуаций любая точка этого пространства вида s {S} отражает конкретную ситуацию, складывающуюся вокруг судна. В свою очередь неизбежная эволюция текущей обстановки, может привести к дрейфу ситуации s {S} и соответственному смещению точки s вдоль траектории s(t), принадлежащей пространству{S}. Поэтому в рамках составленной задачи предупреждение развития аварийной ситуации с судном следует связывать с процессом удержания точки s в области безопасных ситуаций пространства {S}В {S}. Процесс удержания ситуации в {S}В следует связывать с наличием в ней предельной точки, которая определена целевыми понятиями. Эти целевые понятия можно описать вектором Z = (z1,..., zk), в котором каждая его координата zi связана с текущей ситуацией s так zi = (s ) где – функция, определяющая зависимость текущей ситуации от координаты целевого вектора.

Если {S}В область безопасных ситуаций, то логичен вопрос о том, что способен ли судоводитель с помощью управлений u(r) U( R), где rR - ресурсы, затрачиваемые на управление, реализовать цель управления Z = (z1,..., zk). В том случае, когда траектория дрейфа ситуации s(t) проходит или находиться в близи предельной точки области {S}В, судоводителю не нужны управления, а ему достаточно лишь наблюдать за ситуацией и ее дрейфом. Подобное поведение судоводителя возможно только при Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

таком планировании и реализации плана, когда учтены все возможные риски, характерные для эксплуатации судна. При возможных существенных отклонениях ситуации от предельной точки, судоводитель должен уже управлять ситуацией, т.е.

целенаправленно ее изменять, выбирая u(r) U( R) и обеспечивая условие s(t) {S}В.

Поэтому, управление u(r) U( R) ситуацией s(t) следует рассматривать, во-первых, как средство достижения поставленных целей Z = (z1,..., zk), а, во-вторых как средство компенсации неблагоприятных внешних направленных возмущений (дрейфа), нарушающих устойчивость условия s(t) {S}В. Однако непосредственные воздействия на s в виде технических отказов, организационных сбоев, ошибок «человеческого элемента» или не преодолимых сил природы могут быть теми причинами, которые способны, безусловно, обеспечить переход ситуации из области {S}В в область {S}О.

Такой переход, отражая концепцию «случайности», можно описать, например, опираясь на элементарную теорию катастроф Тома – Зимана. Более того, в рамках этой теории прослеживается связь между отображением катастроф и адаптируемостью условия s(t) {S}В. Так чем ближе к особой точке расположено начальное значение вектора St, тем меньше степень адаптируемости условия s(t) {S}В к случайным изменениям.

Область опасных ситуаций {S}О, аналогично {S}В, имеет предельную точку, к которой неизбежно стремиться траектория s(t). Однако в данном случае концепция «неизбежности» в отличие от концепции «случайности» носит условный характер.

Движение s(t) {S}О и выход траектории в предельную точку области {S}О возможны, если судоводитель не способен решить задачу структурной идентификации ситуации в целом, или выбранные им управления u(r) U( R) не подкреплены ресурсом и практически не реализуемы. В тоже время концепция «неизбежности» не лишает судоводителя возможности управления аварийной ситуацией, хотя в этом случае должны быть изменены целевые понятия, стоящие за вектором Z = (z1,..., zk). К таким целевым понятиям следует отнести требование, направленное на минимизацию потерь при достижении траекторией s(t) {S}О предельной точки (аварии).

Приведенное описание перехода аварийной ситуации в аварию судна показывает, что существует реальная возможность рассматривать этот переход, как результат взаимодействия концепции безусловного случайного и концепции условного неизбежного.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАЦИОНАРНОГО РЕЖИМА ДВИЖЕНИЯ СИСТЕМЫ СУДНО-ТРАЛ Суднин В.М. (Воронеж, Международный институт компьютерной техники, кафедра естественнонаучных дисциплин) Abstract. The established rectilinear movement of system a ship-trawl by means of computer program Matcad is investigated. The interrelation between an inclination corners conducting rope in a vertical plane is as a result received: in the length conducting rope, speed of a ship, a tension conducting rope and a screw emphasis.

Аннотация. Исследовано установившееся прямолинейное движение системы судно трал с помощью компьютерной программы Matcad. В результате получена взаимосвязь между углом наклона ваеров в вертикальной плоскости и: длиной ваеров, скоростью судна, натяжением ваеров и упором винта.

Под стационарным режимом движения системы судно-трал понимают процесс движения трала на постоянной глубине с постоянной длиной ваеров, когда судно следует с постоянной скоростью. Исследованию стационарного режима движения системы судно-трал посвящено достаточно много работ, в частности [1], [2], [3]. Все отмеченные работы отличаются тем, что численные методы исследования уравнений движения механической системы судно-трал недостаточно точны. Поэтому в предлагаемой статье приводится анализ уравнений стационарного движения с помощью компьютерных технологий, в частности с использованием системы, [4].

Силы, действующие на траловую систему, приведены на рисунке 1:

F - сила натяжения ваеров;

2RВ - гидродинамическое сопротивление двух ваеров;

2ql - сила тяжести в воде двух ваеров;

X - гидродинамическое сопротивление оснастки трала и траловых досок;

GО= Gосн+2 GД - сила тяжести в воде оснастки трала и траловых досок;

- угол наклона ваеров к горизонту (угол атаки);

Рисунок 1. АВ=l - длина ваеров.

Движение траловой системы описывается уравнениями:

МА(F)= 2RВ l/2+X l sin -GО l cos - 2ql l/2 cos =0;

(1) F kAB = F ( G O + 2 ql ) sin X cos = 0 (2) Из уравнения (1) найдём угол наклона ваеров к горизонту:

RВ + X sin = (GО + ql) cos. (3) 2 2 2 RВ =сх v /2d l sin =kВl v sin -нормальная сила гидродинамического сопротивления движению ваера.

сх =1,2-коэффициент сопротивления бесконечно длинного цилиндра при поперечном обтекании;

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

v-скорость потока;

d-диаметр ваера;

kВ -коэффициент гидродинамического сопротивления одного пог.м ваера.

(GО + ql)=( Gосн +2GД +ql) X = kТ v2 +2 kД v2, KТ –коэффициент гидродинамического сопротивления движению трала;

KД - коэффициент гидродинамического сопротивления движению траловой доски.

С учетом этих выражений, уравнение (3) получит вид:

kВ l v2 sin2+( kТ +2 kД ) v2 sin =( Gосн +2GД +ql) cos. (4) Как следует из уравнения (4), угол наклона ваеров к горизонту (угол атаки) зависит от длины ваеров. Сколь велика эта зависимость, можно оценить с помощью численного примера.

Рассмотрим пример из статьи [2]: гидродинамическое сопротивление канатно сетной части разноглубинного трала с оснасткой при скорости судна v=5 узл=2,575 м/с XТ = kТ v2 =100 kH.

2 2 Отсюда: kТ =100/2,575 =15,08 кН с /м.

Трал оснащен крыловидными распорными досками конструкции Зюберкрюба.

Лобовое сопротивление доски XД = kД v2 =10,6 кН.

2 2 Следовательно: kД =10,6/2,575 =1,60 кН с /м.

kВ= сх /2d =1,2*103*26*10-3/2 =15,594*10-3 кН с2/м Силы тяжести оснастки трала, траловых досок и ваеров в воде:

- (GО + ql)=( Gосн +2GД +ql)=(8,49+2*12,4 +21,6*10 *l ), -3 - где: диаметр ваера d=26,0*10 м ;

сила тяжести в воде 1 пог.м ваера 21,6*10 кН.

При v=5 узл=2,575 м/с и длине ваеров l=250 м, после подстановки числовых значений и элементарных преобразований, получим следующее уравнение:

0,446 sin4 +4,189 sin3 +10,814 sin2 – 1 = 0 (5).

Для нахождения корней полинома используем функцию polyroots(V), которая определяет все корни полинома одновременно. Корни могут быть как вещественными, так и мнимыми. Из вещественных корней физическому смыслу задачи соответствует положительный корень.

a4 := 0.446 a3 := 4.189 a2 := 10.814 a1 := 0 a0 := 4 3 F ( x ) := a4 x + a3 x + a2 x + a1 x + a V 0 := a0 V 1 := a1 V 2 := a2 V 3 := a3 V 4 := a 4.678 1.455i 4.678 + 1.455i polyroots ( V ) = 0. 0. Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

В зависимости от длины ваеров меняются коэффициенты полинома.

Результаты вычислений угла атаки ваеров в функции их длины при v=5 узл=2,575 м/с сведены в следующую таблицу:

Таблица 1.

1 2 3 4 5 6 7 i 300 400 500 600 700 800 900 l,м sin 0,292 0,300 0,306 0,313 0,319 0,324 0,326 0, При v=5 узл=2,575 м/с и длине ваеров l=250 м, sin =0,288. Это значение несколько отличается от полученного в работе [2], что можно объяснить неточностью графоаналитического метода, используемого автором [2]. По этой же причине не верен вывод о том, что “на величину угла атаки длина ваера не влияет”. Если пренебречь сопротивлением ваеров (принять, что судно связано с тралом невесомым жестким стержнем), то из уравнения (1) получим:

G tg = 0. (6) X 33, Для рассматриваемого примера: tg = = 0,275 ;

что при v=5 узл=2, 121, м/с и длине ваеров l=250 м, погрешность составляет 4,5%, а при той же скорости и l=1000 м- 17,4%.

Таким образом, учет сопротивления ваеров необходим в большинстве практических случаев, что и показано в работе [3].

Для обработки таблицы 1, представим совокупность полученных значений некоторой функцией f(i).Аппроксимирующая функция f(i) должна сглаживать вычисленные значения. Как известно, такой способ аппроксимации называется регрессией.

Используем линейную регрессию, при которой функция f(i)=a+bi, рисунок 2.

Из уравнения (2) найдем натяжение ваеров:

F = ( G O + 2 ql ) sin + X cos (7) Удобство и эффективность расчетов в Matcad прежде всего определяются возможностью создания функции пользователя. Подставив числовые значения в (7), получим функцию пользователя:

( ) + 121.208 ( ) f ( i) := 33.29 + 43.2 10 [ 300 + 100 ( i 1) ] 0.289 + i5.689 3 3 1 0.289 + i5.689 Здесь: f(i)=F Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

0. 0. 0. VYi f ( i) 0. 0. 0. 1 2 3 4 5 6 7 1 VXi i Рисунок 2.

Расчетная зависимость натяжения ваеров в функции длины представлена на рисунке 3.

Значения длины ваеров при i=1…8 даны в таблице 1.Числовые значения F,Kн приводятся в таблице 2:

139. f ( i) 129.455 1 2 3 4 5 6 7 1 i Рисунок 3.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

Таблица 1 2 3 4 5 6 7 i 300 400 500 600 700 800 900 l,м 129,455 130,801 132,191 133,626 135,106 136,630 138,199 139, F,Kн Как видно из рисунка 3 зависимость натяжения ваеров от их длины - линейная.

Исследуем влияние скорости траления на величину угла атаки ваеров. Для нахождения корней полинома вновь используем функцию polyroots(V). К примеру вычислим значение sin при v=5 узл=2,575 м/с и длине ваеров l=250 м.

4 4 a4 0.01 2.575 a3 0.095 2.575 a2 1 0.223 2.575 a1 0 a0 4 3 F ( x) a4 x a3 x a2 x a1 x a V0 a0 V1 a1 V2 a2 V3 a3 V4 a 4.732 1.391i 4.732 1.391i polyroots( V) 0. 0. В зависимости от скорости траления меняются коэффициенты полинома.

Результаты вычислений угла атаки ваеров в функции скорости при l=250 м приведены в таблице 3.

Таблица 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2, v,м/с sin 0,783 0,686 0, 592 0,508 0,436 0,375 0,325 0, График зависимости sin =f(v) при l=250 м представлен на рисунке 4.Как видно из этого рисунка зависимость эта не является линейной. Применяя функцию linfit(VX,VY,F), получим:

sin 1=0,127 v2 – 0,841 v + 1,611 (8) Используя выражение (7) в качестве функции пользователя, после вычислений придем к следующим значениям (таблица 4):

Таблица 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2, v,м/с 0,783 0,686 0, 592 0,508 0,436 0,375 0,325 0, sin 0,785 0,683 0,591 0,509 0,437 0,375 0,324 0, sin Для сравнения в этой же таблице результаты вычислений корней полинома sin =f(v) при l=250 м с помощью функции polyroots(V), формула (8).

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

0. 0. 0. SIN sin 1 0. 0. 0.280 0. 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2. v 1.2 2. Рисунок 4.



Pages:     | 1 |   ...   | 29 | 30 || 32 | 33 |   ...   | 39 |
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.