Поведение судна в экстремальных ситуациях на волнении – интеграция в бортовой интеллектуальной системе нового поколения

Проблемы моделирования поведения судна вообще и в критических ситуациях на волнении, в частности, являются предметом дискуссий на международных конференциях по безопасности мореплавания уже много лет. Именно при исследовании частных случаев, подтвержденных практикой, проявляются критические ситуации бифуркационного характера, о которых проектировщики судов, особенно большого водоизмещения, даже не подозревали. По информации, полученной при испытаниях самоходных радиоуправляемых моделей на естественном волнении, проведенных в бухте Сан-Франциско, выполнено моделирование остойчивости. Представлены три характерных случая опрокидывания: полная потеря остойчивости, резонансные режимы и брочинг. Практический интерес при интерпретации поведения судна представляют особенности крена и опрокидывания при полной потере остойчивости и заданном уровне нестационарных внешних возмущений. Анализ математической модели взаимодействия позволил установить некоторые общие закономерности изменения процесса динамического наклонения и опрокидывания судна при полной потере остойчивости, а также характеристик эволюционной динамики при построении модели взаимодействия. Дана характеристика особенностей представленных экстремальных ситуаций, и приведен критериальный базис при их нормировании. Установлено, что килевая качка в условиях параметрического резонанса происходит в режиме, близком к основному резонансу. В результате допустимые углы дифферента превышены, и поэтому амплитуда килевой качки достигает существенных величин. Это позволило определить требования к безопасности судна в режиме "брочинг". Они соответствуют известным физическим закономерностям крена и опрокидывания судна, что подтверждено экспериментальными исследованиями. Анализ динамики судна в режиме "брочинг" выявил катастрофическую ситуацию, возникающую в случае выхода судна из режима "захвата" и попадания его в "потенциальную яму", в состояние полной потери остойчивости.

1. France W., Levadou M., Treakle T. W., Paulling J. R., Michel R. K., Moore K. An investigation of head-sea parametric rolling and its Influence on Container Lashing Systems. SNAME Annual Meeting 2001 Presentation, pp. 1–24.

2. Нечаев Ю. И. Остойчивость судов на попутном волнении. Ленинград: Судостроение, 1978. 272 c.

3. Нечаев Ю. И. Моделирование остойчивости на волнении. Современные тенденции. Ленинград: Судостроение, 1989. 240 с.

4. Нечаев Ю. И. Теория катастроф: современный подход при принятии решений. Санкт-Петербург: Арт-Экспресс, 2011. 392 с.

5. Нечаев Ю. И. Компьютерная математика: теория и приложения. СанктПетербург: Арт-Экспресс, 2019. 368 с.