ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ СТОЛКНОВЕНИЯ СУДОВ НА ПОДВОДНЫХ КРЫЛЬЯХ С ПРЕПЯТСТВИЕМ

Авторы
Файлы

Ярополов В.А. Ярополов Ю.В. Статья в формате PDF 792 KB

При проектировании судов с подводными крыльями особое внимание уделяется конструктивным мерам обеспечения безопасности СПК в соответствии с Кодексом безопасности судов с динамическими принципами поддержания [1]. Тем не менее, встречаются аварийные ситуации при эксплуатации судов на подводных крыльях, связанные с ударом о мель и плавающие предметы.

Проблему предотвращения столкновения судна с препятствием можно рассматривать в двух аспектах:

- предупреждение посадки на мель и удара о плавающие предметы с использованием специальных средств навигации и локации, а также автоматических систем остановки главных двигателей и перехода судна в водоизмещающий режим;

- принятие мер безопасности в случае возникновения аварийной ситуации.

Первая часть проблемы связана с мониторингом глубины акватории и наличия плавающих предметов. Непрерывный контроль глубины акватории и наличие плавающих предметов возможен путем гидролокации водоема. В случае уменьшения глубины водоема ниже критической, система автоматической остановки главных двигателей позволяет перейти судну в водоизмещающий режим. Такое решение позволяет судну отойти в безопасное место и выполнить маневрирование.

Известна ультразвуковая и звуковая активная и пассивная гидролокация, широко применяемая в морской навигации для обнаружения невидимых глазом подводных препятствий и объектов. Однако применение ультразвуковой и звуковой гидролокации на судах с подводными крыльями может оказаться проблематичным, по причине возникновения помех из-за излучения звуковой вибрации в воду от работающей энергетической установки.

Поиск препятствия зависит от качества отраженного от него сигнала, которое ухудшается с уменьшение глубины, и наличием посторонних шумов от ударов волн о поверхность суши.

Известно, что механизмы взаимодействия, приводящие к рассеянию электромагнитного излучения (световых волн), значительно отличаются от механизмов, приводящих к рассеянию звука. Дело в том, что длина световой волны значительно короче длины волны звуковых волн, что значительно уменьшает влияние посторенних помех на изменение структуры отраженного сигнала. Поэтому гидролидарные лазерные системы смогут значительно расширить возможности дистанционных методов зондирования акватории.

Для оценки дальности действия под водой лазерных локаторов используется формула [2]

где γ - заданное отношение сигнал/шум; - мощности сигнала излучателя и шума приемника; k_λ - коэффициент ослабления излучения.

Исследования в этой области [2] показывают, что наиболее оптимальным для обнаружения подводных предметов являются лазерные лидары, работающие в сине-зеленой области спектра с длиной волны 0,53 мкм, имеющие наименьший коэффициент ослабления излучения k_λ и наибольшую дальность действия под водой.

Принцип действия лидара основан на том, что короткий импульс лазерного излучения входит в воду и по мере распространения освещает дно или иные плавающие предметы, находящиеся в ней (рис. 1). Отраженный от дна и плавающие предметы, оптический сигнал принимается, детектируется и обpaбатывается на борту судна [3].

Решение проблемы принятия мер безопасности в случае возникновения аварийной ситуации может идти в направлении:

- поиск способа эффективного торможения судна до полной остановки судна и исключения посадки на мель;

- поиск способа предупреждения удара судна о плавающий предмет.

Известно, что одним из путей упрощения эксплуатации перспективных СПК является оборудование их подъемными крыльями. Существуют различные способы подъема крыльев:

- подтягивание крыльев к корпусу для уменьшения осадки;

- подъем из воды над верхней палубой [1].

Первый способ, в какой-то части решает проблему безопасности эксплуатации судна на мелководье. Подъем из воды крыльев в процессе его движения проблематичен. Все эти способы только упрощают обслуживание и ремонт крыльев в стационарных условия, но никак не решают полностью проблемы принятия мер безопасности в случае возникновения аварийной ситуации.

В момент остановки главных двигателей судно имеет скорость равную скорости хода на подводных крыльях. С момента погружения корпуса судна в воду до полной его остановки будут возрастать силы сопротивления трения. Скорость судна убывает сначала быстро, а затем все медленнее и медленнее. Если принимать во внимание действие сил трения на судно, то путь, пройденный судном за время подхода к препятствию, будет определяться функцией в виде экспоненты. Таким образом, увеличивая сопротивление воды движению судна, сокращается путь подхода судна к препятствию.

Решение второй части проблемы направлено на генерирование искусственной волны в носовой части корпуса судна (рис. 2). Это возможно путем мгновенного выброса воды с большой скоростью гидропушкой в направлении движения судна в момент остановки главных двигателей. Выброс осуществляется в слое воды акватории. В направлении искусственного потока будут действовать силы инерции, силы вязкости и силы давления.

Из-за большой скорости искусственного потока (большие числа Рейнольдса) силы вязкости будут малы около стенок плавающего предмета или у поверхности на мелководье по сравнению силами инерции и давления.

Известно, что зависимость между скоростью потока жидкости и давлением жидкости на данном участке описывается уравнением Бернулли [4]:

Из выражения видно, что если на каком либо участке скорость движения жидкости увеличивается, то для сохранения равенства должно понизиться давление. В результате чего, верхние слои воды под действием сил тяжести будут перемещаться вниз и создавать искусственную волну. Возникшая волна будет препятствовать движению судна, отбрасывая его назад.

В случае неожиданного подхода к мелкому месту носовая часть судна может резко «оттолкнуться» от него из-за внезапно возросшего сопротивления воды, а также потому, что перед носовой частью вода будет вытесняться на мелкое место, сталкивая судно на большую глубину.

В случае неожиданного появления плавающего предмета, он будет вовлечен потоком воды за счет сил инерции и отброшен от судна. Реакция струи воды от взаимодействия с упругой средой (вода акватории) приведет к торможению судна.

Список литературы

1. Колызаев Б.А. Справочник по проектированию судов с динамическими принципами поддержания / Б.А. Колызаев, А.И. Косоруков, В.А. Летвиненко. - Л.: Судостроение, 1980. - 472 с.

2. Борейшо А.С. Лазеры: Устройство и действие: учеб. посо- бие. - СПб: Мех. ин-т ., 1992. - 215 с.

3. Институт оптики атмосферы имени В.Е. Зуева СО РАН [Электронный ресурс] / Бортовой лидар «АТМАРИЛ-3»/ отв. исполнитель проекта В.С. Шаманаев. - Режим доступа: URL: http://www.iao.ru/ru/resources/equip/lidars/atmaril/ (дата обращения: 15.05.11).

4. Справочник по теории корабля. Т. 1. Гидромеханика. Сопротивление движению судов. Судовые движетели / под. ред. Я.И. Войткунского. - Л.: Судостроение, 1989. - 328 с.

ПРОФИЛАКТИКА НЕИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ У ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ УРБАНИЗИРОВАННОГО СЕВЕРНОГО РЕГИОНА

Статья в формате PDF 141 KB...

10 10 2026 22:41:55

БИОТЕХНИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ЧИСЛЕННОСТЬ НАБЛЮДЕНИЙ

Статья в формате PDF 390 KB...

09 10 2026 17:14:38

Применение аппарата "Миомед" у детей с нейрогенной дисфункцией органов малого таза

Статья в формате PDF 115 KB...

08 10 2026 4:50:56

УЧАСТИЕ ИНСУЛИНА В РЕГУЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОЛИТОВЫДЕЛИТЕЛЬНОЙ ФУНКЦИИ ПОЧЕК

Статья в формате PDF 74 KB...

07 10 2026 6:22:36

РАЗВИТИЕ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО МИРОВОЗЗРЕНИЯ ОДАРЕННЫХ СТАРШЕКЛАССНИКОВ В ХОДЕ ПРОЕКТНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Сообщение содержит примеры актуализации, мотивации и организации разнородных исследований, выполняемых учащимися совместно с преподавателем Курса "ОБЖ и экология" в составе научно-познавательного общества гимназии "Зеркало". Пpaктика освоения одаренными учащимися естественно-научного мировоззрения в ходе работ, имеющих отклик коллектива, стимулирует творческое саморазвитие и убеждает в своей способности добиться не только радости открытия, но и общественного признания. ...

06 10 2026 10:58:29

Теорема о количестве и структуре особых точек n–мерной динамической системы популяционной динамики Лотки-Вольтерра в контексте информационного анализа и моделирования

С помощью элементарных методов комбинаторной математики и единственности решений систем линейных алгебраических уравнений для невырожденных случаев доказана теорема о количестве и структуре особых точек n–мерной динамической системы популяционной динамики Лотки-Вольтерра. Показано, что количество особых точек для этой системы равняется 2n, а их структура в отношении сочетания нулевых и ненулевых координат совпадает с биноминальными коэффициентами. Сделано предположение, что с помощью этой динамической системы можно моделировать конкурентные взаимодействия среди n научных фронтов в рамках широкой области научных исследований. ...

05 10 2026 22:14:36

СТАНДАРТИЗАЦИЯ НА ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Статья в формате PDF 94 KB...

04 10 2026 23:36:25

Проблемы планирования в российских компаниях

Статья в формате PDF 119 KB...

03 10 2026 21:44:28

Некоторые особенности жизненности ценопопуляций вязеля разноцветного

Статья в формате PDF 112 KB...

02 10 2026 17:57:35

ФОНОВАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ МИКОФЛОРЫ ПОЧВ В ОКУЛЬТУРЕННЫХ И ПРИРОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ СЕВЕРНЫХ РАЙОНОВ КУБАНИ

Статья в формате PDF 206 KB...

01 10 2026 4:35:56

АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО И ЭКОНОМИЧЕСКОГО УЩЕРБА ОТ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ 2010 г. НА ТЕРРИТОРИИ ИВАНОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Статья в формате PDF 267 KB...

30 09 2026 9:26:32

ОЦЕНКА ИММУННОГО СТАТУСА БОЛЬНЫХ АЛКОГОЛЬНЫМ ГЕПАТИТОМ

Статья в формате PDF 226 KB...

29 09 2026 1:40:24

ЗАВИСИМОСТЬ СОСТОЯНИЯ ЗДОРОВЬЯ СОВРЕМЕННОГО СТУДЕНЧЕСТВА И СОЦИАЛЬНОЙ УСПЕШНОСТИ БУДУЩЕГО ПОКОЛЕНИЯ

Статья в формате PDF 97 KB...

28 09 2026 9:17:30

ИГНОРИРОВАНИЕ ДИДАКТИЧЕСКОГО ПРИНЦИПА «УДЕ» В ОБУЧЕНИИ КАК РАЗОБЩЕНИЕ РОДСТВЕННЫХ ПОНЯТИЙ

Статья в формате PDF 276 KB...

27 09 2026 15:27:58

Динамика и географическая структура внешней торговли Республики Корея (1995-2010 гг.)

Статья в формате PDF 304 KB...

26 09 2026 10:19:17

МАТЕМАТИЧЕСКИЙ МЕТОД ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА ПО ВЛИЯНИЮ pH ПИЩЕВЫХ ОТХОДОВ НА ВОЗМОЖНОСТЬ ИХ БИОКОНВЕРСИИ С ПОМОЩЬЮ ВЕРМИКУЛЬТУРЫ

Статья в формате PDF 412 KB...

25 09 2026 13:12:54

ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И КАЧЕСТВА ПРИРОДНОЙ И АНТРОПОГЕННО-ТРАНСФОРМИРОВАННОЙ СРЕДЫ

Статья в формате PDF 103 KB...

24 09 2026 18:25:22

РАННЯЯ ДИАГНОСТИКА НАРУШЕНИЙ ВНУТРИУТРОБНОГО СОСТОЯНИЯ ПЛОДА У ПАЦИЕНТОК С ЦИТОМЕГАЛОВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИЕЙ

Цитомегаловирусная инфекция (ЦМВИ) относится к числу самых распространенных вирусных заболеваний. Наиболее уязвимыми являются плод и новорожденный. Целью данного исследования явилась ранняя диагностика нарушений внутриутробного состояния плода у беременных с ЦМВИ. Благодаря разработке новой ультразвуковой аппаратуры, основанной на эффекте Допплера проводились исследования кровотока в магистральных сосудах, а именно маточных артериях. Согласно поставленной цели по разработанной нами методике были рассмотрены анкеты клинико-лабораторного исследования у беременных с ЦМВИ. Всего обследовано 115 женщин с различными сроками беременности и 40, составляющих контрольную группу. Из общего числа беременных у 64 (55,7 %) ЦМВИ протекала в легкой форме, первично-латентную инфекцию наблюдали у 48 (41,7 %) пациенток. Ультразвуковое сканирование проводилось в разные сроки беременности, преимущественно во II-III триместрах, однако, по показаниям в некоторых случаях УЗИ осуществляли и в более ранние сроки. Исследование проводилось на аппарате «Aloka» 1700 SSD с допплерометрическим блоком пульсирующей волны, с использованием трaнcдьюсеров 3,5 и 5 мГц и трaнcвaгинальным датчиком 6,5 мГц. При допплерографии в акушерстве применяется качественный анализ кривых скоростей кровотока (КСК). Определяются систоло-диастолическое соотношение (СДО), индекс резистентности (ИР), пульсовый индекс (ПИ). В нашем исследовании наиболее нeблагоприятным признаком явилось появление дикротической выемки на фоне двухстороннего нарушения маточно-плацентарного кровотока. У беременных с латентной формой ЦМВИ нами выявлена также ассиметрия маточно-плацентарного кровотока. Изменение кровотока в правой МА более выражено, что, по-видимому связано с наличием плацентации одноименной стороны. Снижение маточно-плацентарного кровотока в правой МА постепенно приводит к снижению в левой МА, и связано с наличием морфологических изменений в плаценте. Более выраженные нарушения маточно-плацентарного кровотока встретились у беременных с СЗРП. Из этого следует, что основная причина гипотрофии – это нарушение маточно-плацентарного кровотока. ...