СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОЛОЖЕНИЯ ТАНКЕРА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ГРУЗОВЫХ РАБОТ
METHOD OF TANKER STABILISATION IN FREIGHT OPERATION

Изобретение относится к водному транспорту и может быть использовано для стабилизации положения танкера, занятого погрузкой нефтепродуктов, относительно нефтяного терминала в открытом море, при условии, когда в районе погрузки местоположение танкера подвержено воздействиям ветроволновых возмущений, течения, льда.
Известен способ управления судном в режиме стабилизации положения судна, основанный на измерении продольного и поперечного смещений судна относительно заданного положения и отклонения его по курсу, сравнении измеренных величин смещений и отклонения с допустимыми значениями и формировании на их основе разности сигнала управления для осуществления воздействий на судно средствами его движительно-рулевого комплекса с учетом сигнала обратной связи, а также на измерении курсового угла и скорости кажущегося ветра [1], [2], [3].
Цель стабилизации положения танкера в процессе выполнения им грузовой операции на нефтяном терминале принципиально отличается от цели стабилизации судна, например, занятого буровыми работами, так как при стабилизации положения танкера не ставится задача удержания танкера в заданной точке (точка с заданными координатами, значения которых постоянны) с известными допустимыми отклонениями от нее.
В соответствии с требованиями безопасности выполнения грузовых операций на нефтяном терминале танкер должен постоянно находиться на прямой линии, проходящей через центр нефтяного терминала, диаметральная плоскость (ДП) танкера должна совпадать с указанной линией. При этом допускается изменение во времени направления линии, проходящей через центр нефтяного терминала, т.е. в отличие от случая стабилизации судна в заданной точке при стабилизации танкера в заданном направлении относительно нефтяного терминала допустимо изменение положения заданной точки.
Задачей изобретения является совершенствование управления танкером, занятым погрузкой нефтепродуктов в условиях открытого моря, для стабилизации его положения относительно нефтяного терминала.
Она решается в способе стабилизации положения танкера при выполнении грузовых операций, основанном на формировании сигнала управления исполнительным механизмам, тем, что непрерывно определяют во времени текущие координаты следующих точек:
O
O
- геометрического центра нефтяного терминала O(φ, λ);
A
A
- кормовой точки танкера А(φ, λ);
F
F
- носовой точки танкера F(φ, λ),
1
1
1
F1
F1
1
1
1
1
определяют точку F, лежащую на линии, соединяющей центр нефтяного терминала и кормовую точку А танкера, при этом точка F расположена на фиксированном расстоянии d от центра нефтяного терминала, рассчитывают текущие координаты точки F(φ, λ), затем рассчитывают расстояние между текущими положениями точек F и F, определяют величину отрезка FF и пропорционально величине отрезка FF формируют сигнал управления исполнительным механизмам для приведения носовой точки танкера F в точку F. При этом расстояние d определяется требованиями безопасности проведения грузовых операций, а носовая точка F расположена как можно ближе к крайней носовой точке танкера, определяемой геометрическими контурами последнего, или совпадает с ней.
Благодаря наличию указанных признаков возможно достижение поставленной задачи.
Способ управления танкером, занятым погрузкой нефтепродуктов в условиях открытого моря, для стабилизации его положения относительно нефтяного терминала заключается в следующем.
Непрерывно во времени определяют текущие координаты следующих точек (фиг.):
O
O
- геометрического центра О(φ, λ) нефтяного терминала 2;
A
А
- кормовой точки А(φ, λ) (условно кормовая точка) танкера 1;
F
F
- носовой точки F(φ, λ) (условно носовая точка) танкера 1.
Две последние точки А, F должны находиться в ДП танкера 1, кроме того, носовая точка F должна быть расположена предельно близко к крайней носовой точке (геометрическая точка контура танкера 1) или, в соответствии с техническими возможностями конструкции корпуса танкера 1, совпадать с ней. Последнее условие продиктовано необходимостью более точного соблюдения требования безопасности грузовых операций, а именно сохранению постоянным значения дистанции между центром (точка О) нефтяного терминала 2 и крайней точкой носовой оконечности танкера 1, которое мы обозначим буквой d. Координаты точек О, А, F определяются спутниковой навигационной системой (СНС) GPS или ГЛОНАСС с использованием дифференциальных поправок, повышающих точность определения координат до величины не более ±1,0 м [4].
1
F1
F1
1
1
O
O
А
A
Рассчитывают текущие координаты точки F(φ, λ) (фиг.). Положение точки F на линии, соединяющей центр нефтяного терминала 2 с кормовой точкой танкера 1, определяется заданным по условиям безопасности значением расстояния между центром терминала 2, точкой О, и крайней точкой носовой оконечности танкера 1. Это расстояние фиксировано и, как сказано выше, равно d. Координаты точки F рассчитывают с использованием значений текущих координат известных точек O(φ, λ) и А(φ, λ) и заданного расстояния d по формулам:
В выражениях (1), (2) текущая величина отрезка ОА является переменной величиной и определяется зависимостью:
1
1
1
Рассчитывают расстояние между точками F и F, т.е. величину отрезка FF - текущее отстояние носовой точки F танкера 1 от точки F, расположенной на расстоянии d от центра нефтяного терминала 2 на линии, соединяющей центр нефтяного терминала 2 с кормовой точкой А танкера 1:
1
F
F1
F
F1
2
2
0,5
FF=[(λ-λ)+(φ-φ)].
1
1
Пропорционально величине отрезка FF формируют сигнал управления для движительно-рулевого комплекса танкера 1, работа которого приводит к приведению носовой точки F танкера 1 в точку F, лежащую на расстоянии d от центра (точка О) нефтяного терминала 2 на линии, соединяющей центр нефтяного терминала 2 (точка О) с кормовой точкой А танкера 1. В итоге все известные точки О, F, А будут находиться на одной линии, что соответствует требованиям безопасного выполнения грузовых операций танкера 1 на нефтяном терминале 2 в условиях открытого моря.
Литература
3
1. Система автоматического удержания судна над заданной точкой морского дна. А.с. №944988, М.кл. В63Н 25/04, заявл. 10.03.77, з. №2461278/27-11. Опубл. 23.07.82. Бюл. №27. Авторы: В.И.Жилин, Д.А.Каинов, О.А.Лосев. Заявитель: Севастопольский приборостроительный институт.
2. Способ динамического позиционирования судна при возникновении шквала. Пат. №2392182, МПК В63Н 25/00, заявка 2009110336/11, 20.03.2009, опубликовано: 20.06.2010. Авторы: Васильев К.К. и др. Патентообладатель: ФНПЦ ОАО «Научно-производственное объединение «Марс»» (RU).
3
3. Способ управления судном в режиме без хода. А.с. №766958, М.кл.В63Н 25/04. Заявл. 17.03.78, з. №2591281/27-11. Опубл. 30.09.80. Бюл. №36, 02.10.80. Автор: В.К.Болховитинов.
4. Липкин И.А. Спутниковые навигационные системы. - М.: Вузовская книга, 2001. - 215 с.