Исследование управляемости судов с гироскопическими средствами управления

0.1 Анализ управляемости судов, оборудованных гироскопическими средствами управления.

В настоящее время для обеспечения управляемости судов используются большое количество различных средств управления. Эти средства принято разделять на главные средства управления (ГСУ) и вспомогательные средства (ВСУ) [11, 39, 81, 82, 101, 102]. К ГСУ относятся судовые рули, поворотные насадки, крыльчатые движители, поворотные винтовые колонки и фланкирующие рули. К ВСУ относятся подруливающие устройства различных конструкций [82, 101, 102]. На большинстве судов главным средством управления является перьевой руль. Управление судном? осуществляется за счет гидродинамической силы, возникающей в результате взаимодействия воды и пера руля. Поэтому, управление судном возможно только при наличии скорости хода. Известны следующие недостатки рулевых устройств [66 — 68]:

— потеря скорости хода судна при перекладке руля [66, 68, 106], вызывающая значительные затраты мощности главных двигателей судна, что особенно проявляется для судов технического флота, буксиров и паромов;

— фактическая потеря управляемости судна на малых скоростях движения, отсутствии хода и при движении судна на заднем ходу, что является недопустимым по требованиям безопасности при швартовке, входе в шлюз и других аналогичных маневрах, выполняемых судном в условиях стесненной акватории;

— незащищенность и повреждения судовых рулей при эксплуатации па засоренном фарватере и на мелководной акватории (удары о плавающие предметы и лед, повреждения при посадке на мель, задевании о грунт, камни, затопленные конструкции).

Для обеспечения управляемости судна на малых скоростях, при отсутствии хода и в швартовочном режиме (в гаванях, в сложных условиях плавания, при значительном скоплении судов) его необходимо дополнительно оборудовать средствами активного управления (САУ), которые способны создавать боковую силу при нулевой скорости хода. К таким устройствам' относятся крыльчатые движители, раздельные поворотные насадки, поворотные винтовые колонки, фланкирующие и активные рули.

Раздельные поворотные насадки (РПН) обеспечивают довольно эффективное управление судном. Применение РПН возможно только для судов оборудованных двумя винтами при режиме работы «враздрай» [16, 102]. Другой особенностью РПН, препятствующей их широкому-, применению, является наличие конструктивных ограничений по углу отклонения вектора тяги.

Эффективным САУ являются также поворотные винтовые колонки, (ПВК). Их принцип действия на судно аналогичен использованию РПН, однако углы отклонения векторов тяги не ограничены и поэтому-эффективность ПВК выше, чем у РПН. Широкому распространению ПВК препятствует их недостаточная эрозионная стойкость, слабая защищенность от механических повреждений, относительно высокая стоимость, вызванная сложностью конструкции [102].

Активные рули [16, 101, 102] позволяют обеспечить управляемость судна практически на месте. Недостатком этого средства является повышение сопротивления движению судна, что особенно сильно проявляется в случае, когда винт застопорен, а в режиме свободного вращения винта резко возрастает его износ и сильно снижается его ресурс.

Для обеспечения режима швартовки на речных судах устанавливаются подруливающие устройства (ПУ), однако они весьма энергоемки, имеют значительные габариты, уменьшают водоизмещение судна на величину объемов каналов ПУ. В то же время, период их использования составляет незначительный промежуток ходового времени [101, 102].

Наибольшей эффективности все традиционные САУ достигают при работе в швартовочном режиме и на предельно малых скоростях. С ростом скорости хода судна эффективность использования САУ резко уменьшается [34, 53]. Поэтому для обеспечения управляемости судна на всех режимах эксплуатации необходимо его оборудование как судовыми рулями, так и дополнительными средствами активного управления.

В то же время существует возможность использования гироскопического эффекта для управления курсом судна, на основе которого предлагается применение гироскопического средства управления курсом судна [61, 63, 64, 67, 90, 116, 122], позволяющего в значительной степени обеспечить управляемость судна на всех режимах эксплуатации.

В настоящее время гироскопические средства управления подвижными объектами получили широкое распространение во многих областях науки и техники [14, 28−31, 33, 43−46, 57, 76, 84, 127]. В судостроении силовые двухстепенные гироскопы впервые нашли применение в качестве средства успокоения бортовой качки [4, 33, 109, 111]. Кроме того, силовые гироскопы широко используют для локальной стабилизации различных приборов, устройств и объектов [9, 10, 18, 28, 29, 38, 44, 57, 75, 77, 92, 121, 123].

Одним из направлений применения силовых гироскопов в судостроении является обеспечение устойчивости судна на курсе [68, 70, 106]. Применение гироскопов как средства управления курсом судна является перспективным направлением теории корабля [63, 64, 66, 90, 116, 122]. Применение силовых двухстепенных гироскопических средств управления курсом судна позволяет:

— обеспечить необходимую управляемость судна, в том числе на малых скоростях движения и при отсутствии хода, что необходимо по требованиям безопасности при эксплуатации судов в условиях ограниченной акватории или извилистого фарватера, для судов буксирного и технического флота, паромов и других судов;

— исключить значительное снижение скорости при маневрировании за счет отсутствия сопротивления переложенного руля;

— обеспечить высокую надежность и ремонтопригодность устройства, благодаря размещению устройства внутри корпуса судна в любом его месте;

— обеспечить повышение курсовой устойчивости судна, за счет возникновения гироскопического момента, удерживающего судно на курсе.

Исследование управляемости судна с гироскопическим средством управления необходимо на всех этапах определения весовых, инерционных и эксплуатационных характеристик силового гироскопа, для оценки величины гироскопического момента необходимого для управления курсом. При этом требуется произвести учет гидродинамических сил и моментов, действующих на судно при различных режимах его движения, что является принципиальным отличием гироскопических средств управления в корабельной практике от стабилизаторов космических летательных аппаратов (КЛА), для которых плотность окружающей среды незначительна. Этим объясняются и облегченные по сравнению с судостроением весовые и габаритные характеристики гироскопических средств управления и стабилизации КЛА [18, 31, 77, 84, 92, 121]. Кроме того, ветро-волновое воздействие на судно вызывает его боковое движение, влияющее на курсовой угол, то есть движение происходит со значительным углом дрейфа.

В отличие от исследования курсовой устойчивости судов с гироскопическими средствами управления, при котором допустима линеаризация системы дифференциальных уравнений движения, в изучении поворотливости судов с гироскопическими средствами управления линеаризацию дифференциальных уравнений движения можно производить только с целью получения приближенных аналитических зависимостей.

Математической моделью управляемости судна с гироскопическим средством управления может служить система нелинейных дифференциальных уравнений движения, в которой неизвестными переменными являются кинематические параметры движения судна (координаты центра масс и углы дифферента, курса и крена), а также углы собственного вращения и поворота (перекладки) рамы ротора двухстепенного гироскопа и их производные по времени первого и второго порядка. С проблемами создания такой модели, разработкой на ее основе методов расчета управляемости судов с гироскопическими средствами управления, а также расчета напряженно-деформированного состояния основных узлов гироскопического устройства, связана тема диссертационной работы.

0.2. Обзор работ в области управляемости судов с гироскопическими средствами управления.

Основы теории управляемости судов разработаны в трудах A.M. Басина [5], Г. В. Соболева [98], К. К. Федяевского [107]. Особенности влияния условий плавания на управляемость судов рассмотрены в работах А. Д. Гофмана [16, 17], В. Г. Павленко [53], Е. Б. Юдина [112], Я. И. Войткунского [101]. В работах Г. В. Соболева [98] и A.B. Васильева [11] выполнено исследование маневра судна «Разворот на месте». Особенности влияния углов дрейфа на гидродинамические силы и характеристики судов при выполнении ими различных маневров исследованы А. Д. Гофманом [16], Г. В. Соболевым, [98], A.B. Васильевым [11]. В качестве математической модели для теоретического исследования управляемости судов этими авторами применялись системы дифференциальных уравнений движения [5,.

98, 101], в том числе при движении судна на тихой воде [16, 82, 98, 107] и выполнении характерных маневров [16, 104].

Классификация средств управления, их конструктивные особенности, методы проектирования и расчета рассмотрены М. Н. Александровым [102], М. Г. Шмаковым [110], Я. И. Войткунским [101].

В работах Я. И. Войткунского [101], М. Н. Александрова [1], Г. В. Соболева [98], Ю. А. Нецветаева [48], Р. Я. Першица [82] выполнен анализ особенностей испытаний управляемости натурных судов и нормирования их маневренности, в том числе для судов, оборудованных средствами активного управления [79].

Большинство экспериментальных исследований по определению гидродинамических сил, действующих на корпуса и средства управления судов, выполнялись в ЦНИИ имени академика А. Н. Крылова и Ленинградском кораблестроительном институте (в настоящее время Санкт-Петербургский государственный морской технический университет). Работы в области управляемости судов, их устойчивости на курсе, определения гидродинамических сил были обобщены в изданиях справочника по теории корабля под редакцией Я. И. Войткунского [101].

Исследования в области определения присоединенных масс корпусов судов выполнялись И. С. Риманом и Р. Д. Крепе [86], М. Д. Хаскиндом [109], А. И. Короткиным [36], Н. Н. Митцих [47].

Теоретические основы и методы решения прикладных задач теории гироскопов были заложены и развиты в работах А. Н. Крылова [38], А. Ю. Ишлинского [28, 29, 31], К. Магнуса [44], Р. Граммеля [18], С. С. Ривкина [87], Д. С. Пельпора [75 — 78].

В настоящее время гироскопические системы по виду силового воздействия на управляемый объект принято разделять на гироскопы-датчики и силовые гироскопы. Гироскопы-датчики отслеживают изменение направления движения управляемого объекта и подают сигнал на управляющие средства, которые осуществляют необходимое управление объектом. Силовые гироскопы отслеживают изменение направления движения объекта и одновременно оказывают па него силовое воздействие, управляя параметрами его движения.

Начало применения силовых гироскопов в судостроении было положено О. Шликом в 1904 г., предложившим гироскопическое устройство в качестве средства успокоения бортовой качки [44]. В дальнейшем конструкция гироскопического устройства успокоения бортовой качки судна была усовершенствована Э. Сперри [33].

В 1970 г. в Великобритании было запатентовано гироскопическое устройство управления курсом судна W.L. Lithgow [122], а в 1972 г. в Японии Cato Tadoo [116] был получен патент на гироскопическое рулевое устройство. В обоих изобретениях прецессия гироскопа осуществляется относительно вертикальной оси, поэтому гироскопический момент не может управлять курсом судна.

В 1985 г. Л. И. Седовым и И. М. Кирко было зарегистрировано маховичное устройство управления курсом для малых судов [90], состоящее из двух гироскопов с одной степенью свободы, роторы которых вращаются в противоположных направлениях с одинаковыми угловыми скоростями. При рассогласовании скоростей возникает момент, поворачивающий судно.

В 1983 г. А. Ю. Панов и Ю. Л. Панов зарегистрировали изобретение «Способ управления курсом судна» [72]. Главная ось гироскопа (ось прецессии) горизонтальна и параллельна диаметральной плоскости (ДП) суднаротор гироскопа вращается в раме относительно горизонтальной оси перпендикулярной к ДП (рис. 0.1). Такое гироскопическое устройство может работать как в режиме стабилизации (обеспечения устойчивости) на курсе, так и в режиме управления курсом судна.

Рис. 0.1 — Гироскопическое средство управления курсом судна 1 -ротор- 2 — ось собственного вращения ротора- 3 — ось прецессии.

В режиме управления судоводитель, включая двигатель на оси рамы, создает прецессию ротора, при этом вершина вектора кинетического момента К0 приобретает скорость О. В соответствии с теоремой Резаля [41 ] имеем.

0 = Ме Л где Ме0 — момент внешних сил, действующих на ось рамы со стороны подшипников.

В соответствии с законом о действии и противодействии на подшипники со стороны рамы действует момент, равный по величине и противоположный по направлению, который образован парой сил Этот момент Мвр является гироскопическим моментом, приводящим судно во вращательное движение.

Обеспечение устойчивости судна на курсе с помощью гироскопического средства управления рассмотрено в работах А. Ю. Панова, IO. J1. Панова и A.B. Федотова [67, 68, 73, 106]. В работе А. Ю. Панова и IO. J1. Панова [62] представлена математическая модель динамики механической системы «Судно-гирорама». В 1987 году ими было зарегистрировано авторское свидетельство «Способ управления гироскопами курсом судна» [61]. Разработанное устройство имеет два ротора, вращение которых происходит с одинаковыми угловыми скоростями в противоположных направлениях, что позволяет уравновесить силы инерции и их моменты и избежать крена судна.

Гироскопические устройства с двумя роторами, вращающимися в противоположных направлениях (гирорамы), широко применяются в приборостроении [29, 31, 44−46, 83]. Применение силовых гирорам для управления курсом судна, имеет свои особенности, связанные с большой инерционной нагрузкой на ее элементы и требованиями обеспечения безопасных режимов эксплуатации.

Исследование динамики судов с гироскопическим средством управления имеет следующие особенности:

— необходимость учета дополнительных степеней свободы по углам собственного вращения ротора и поворота рамы гироскопа;

— невозможность построения диаграммы управляемости судов в виде зависимости угловой скорости поворота судна со от угла перекладки руля 5, которая является основной характеристикой для судов, оборудованных перьевыми рулями.

Для оценки эффективности гироскопического средства управления курсом судна Ю. Л. Пановым, А. Ю. Пановым и A.B. Федотовым [73] были предложены диаграммы зависимостей угловой скорости поворота судна со от угловой скорости поворота рамы гироскопа d и угла поворота судна ср от времени t. Диаграмма зависимости ф = f{t) позволяет определять время полного разворота судна при различных режимах эксплуатации гироскопа.

Применение силовых гироскопов для управления судами требует внедрения современных методов их расчета на прочность, которые позволяют определять как форму и размеры роторов гироскопического устройства, так и безопасные режимы его эксплуатации.

Гироскопический момент, служащий для управления курсом судна, определяется формулой.

М = 2Ka cosa = 2/coa cosa, (0−1) где a — угол перекладки (прецессии) рамы гироскопа- - угловая скорость перекладки рамы;

АГ = /со — кинетический момент ротора гироскопа относительно оси собственного вращениясо — угловая скорость собственного вращения- - момент инерции ротора относительно оси собственного вращения.

В формуле (0.1) коэффициентом 2 учитывается наличие двух роторов в составе гирорамы, которые вращаются в противоположные стороны.

Предельное значение угловой скорости a ограничено условием насыщения гироскопа, поэтому основной задачей при определении конфигурации и размеров гироскопического средства управления курсом является определение необходимого момента инерции ротора / и его угловой скорости со. Решение этой задачи возможно на основе результатов прочностного анализа и расчета напряженно-деформированного состояния роторов.

Ротор гироскопического средства управления участвует в сложном движении. В соответствии с динамической теоремой Кориолиса [41] на ротор действуют силы инерции относительного и переносного движения, а также силы инерции Кориолиса. Характер и интенсивность распределения этих сил определяют величину напряжений в роторе гироскопического средства управления.

В работах Н. В. Гулиа [19, 20] выполнен анализ основных конструктивных типов роторов: монолитных дисков и супермаховиков. Монолитные диски различной формы изготавливаются из одного конструктивного материала, как правило, стали. К супермаховикам относят маховики с навиваемой лентой и маховики, выполненные из композиционных материалов.

Конструктивный тип ротора и характер его движения определяют выбор и формирование его расчетной модели. Методы расчета роторов рассмотрены в работах Г. С. Жирицкого [23], С. П. Тимошенко [103], Н. В. Гулиа [19] и других авторов.

В настоящее время широкое внедрение систем конечно-элементного анализа позволяет в значительной мере упростить и автоматизировать прочностные расчеты. Метод конечных элементов, разработанный Р. Курантом, был развит для решения инженерных задач О. Зенкевичем, К. Морганом [24, 25], Р. Галлагером [14], Д. Норри, Ж. де Фризом [49], В. А. Постновым, Н. Ф. Ершовым, Г. Г. Шахверди [22], А. Н. Поповым, В. М. Волковым [13] и другими авторами.

В настоящее время среди автоматизированных систем конечно-элементного анализа наибольшее распространение получили программные продукты COSMOS, NASTRAN, ANSYS, I-DEAS. В России широко применяется пакет инженерно-прикладных программ ANSYS, сертифицированный в соответствии с требованиями стандарта ISO 9000 -9001 [21]. Эта система представляет многоцелевой пакет проектирования и анализа инженерных конструкций и сооружений и широко применяется в различных отраслях промышленности.

На основании изложенного можно сделать вывод о актуальности и необходимости дальнейшего развития методов исследования управляемости судов с гироскопическим средством управления, изучения возможностей выполнения ими характерных маневров с определением численных характеристик. При этом необходимо также рассматривать особенности применения современных методов расчета напряженно-деформированного состояния (НДС), прежде всего метода конечных элементов, для прочностного расчета роторов гироскопического средства управления курсом судна.

0.3. Содержание и основные особенности диссертационной работы.

В первой главе разрабатывается физико-математическая модель динамики механической системы «Судно-гирорама», рассматриваемая в абсолютной (неподвижной) системе координат, в связанной системе координат и в системе естественных подвижных осей. Производится вывод приближенных формул для определения кинематических параметров выполнения судном, оборудованным гироскопическим средством управления, маневров «Циркуляция» и «Разворот на месте».

Во второй главе выполняется анализ методов расчета сил и их моментов, действующих на механическую систему «Судно-гирорама-жидкость», а также присоединенных масс жидкости при движении судна, в том числе и при выполнении судном маневров «Циркуляция» и «Разворот на месте».

В третьей главе проводится анализ конструктивных особенностей гироскопического средства управления курсом судна (гирорамы), выполняется сравнительный анализ конструктивных типов роторов.

В четвертой главе проводится анализ сложного движения роторов гироскопического средства управления курсом судна, разрабатывается конечно-элементная модель ротора гироскопического средства управления курсом судна, приводятся результаты расчетов и анализа напряженно-деформированного состояния.

В пятой главе проводится анализ нормативных требований к маневренности судов и выполняется численный расчет выполнения паромом ледокольного типа маневров «Циркуляция» и «Разворот на месте». Определяются кинематические параметры движения судна при маневрировании, выполняется построение траектории его движения. Сопоставляются результаты численного решения дифференциальных уравнений движения судна, оборудованного гироскопическим средством управления, с данными приближенных формул для маневра «Разворот на месте».

Актуальность работы определяется возможностью обеспечения управляемости судов за счет применения гироскопических средств управления, для которых в диссертационной работе разработана математическая модель для расчетов управляемости таких судов, прочности роторов силовых гироскопов и выбора их основных конструктивных параметров. Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематикой научно-исследовательской работы кафедры «Теоретическая и прикладная механика» Института промышленных технологий машиностроения НГТУ им. P.E. Алексеева.

Целью работы является создание математической модели управляемости водоизмещающих судов с гироскопическим средством управления, методов расчета маневренных характеристик судов этого типа в условиях ограниченной акватории, а также разработка методики расчета напряженно-деформированного состояния ротора гироскопа и его численная реализация с учетом особенностей его сложного движения в составе гирорамы.

Объектом исследования диссертационной работы являются суда, эксплуатация которых происходит в условиях ограниченной акватории на малых скоростях движения, при отсутствии хода и на заднем ходу, для которых управляемость может быть обеспечена гироскопическим средством управления. В частности, к таким судам относятся морские и речные паромы, суда технического флота, другие суда, эксплуатирующиеся в условиях сложного речного фарватера.

Задачи исследования. В диссертационной работе рассматриваются следующие основные задачи, связанные с применением гироскопического средства управления курсом судна: создание математической модели динамики механической системы «судно-гирорама" — исследование динамики элементов гироскопического устройства с учетом сложного характера его движенияопределение геометрических и инерционных характеристик роторов гироскопических средств управления, расчет их напряженно-деформированного состояния и определение допускаемых режимов работыисследование выполняемых судном с гироскопическим средством управления характерных маневров «Циркуляция» и «Разворот на месте».

Методы исследования. В диссертационной работе используются методы математического моделирования на основе дифференциальных уравнений движения механической системы «Судно-гирорама» с пятью степенями свободы, численные методы интегрирования систем нелинейных дифференциальных уравнений, методы теории корабля для определения гидродинамических характеристик корпусов судов, методы исследования сложного движения элементов гироскопического устройства, а также метод конечных элементов для анализа напряженно-деформированного состояния роторов гироскопического средства управления.

Научная новизна. Разработка математических моделей движения судов с гироскопическим средством управления, а также методик численных расчетов управляемости таких судов и определения прочностных характеристик роторов силовых гироскопов потребовала выполнения ряда теоретических исследований и также ряда практических расчетов.

В частности, автором диссертационной работы впервые выполнено:

— разработана математическая модель движения судна с гироскопическим средством управления в естественной, связанной и абсолютной системах координат;

— разработана математическая модель выполнения судном маневра в ограниченных условиях, в частности, разворот на месте;

— разработан метод оценки и анализа инерционной нагрузки на ротор силового гироскопавыполнены численные расчеты управляемости морского парома для характерных для судов этого типа маневров «Циркуляция» и «Разворот на месте»;

— выполнены численные расчеты напряженно-деформированного состояния ротора силового гироскопа и определены допускаемые режимы его эксплуатации.

Практическая ценность. Практическое значение работы заключается в представлении предлагаемых методов и алгоритмов, позволяющих: на основе математической модели управляемости судов с гироскопическими средствами управления выполнять численные расчеты характерных маневров, включая маневры разворота на месте, недоступные для судов с традиционными средствами управления в виде рулевых устройстввыполнять численные расчеты напряженно-деформированного состояния роторов, определять их рациональную форму и допускаемые режимы эксплуатацииопределять конструктивные параметры узлов гироскопического устройства, а именно моменты инерции, форму поперечного сечения и размеры роторов, их угловые скорости, а также угловые скорости поворота рам гироскопического устройства.

На защиту выносятся следующие основные положения, разработанные автором: математическая модель динамики движения судов с гироскопическими средствами управленияматематическая модель динамики роторов гироскопического средства управления с учетом инерционных нагрузок, вызываемых сложным характером их движенияметод расчета кинематических и динамических характеристик маневров судов с гироскопическим средством управления в условиях ограниченной акватории, в том числе «Циркуляция» и «Разворот на месте" — метод расчета напряженно-деформированного состояния роторов гироскопического устройства управления курсом судна, позволяющий определять их рациональную форму и допускаемые режимы эксплуатации.

Достоверность результатов, полученных в работе, и их обоснованность подтверждена имеющимися данными испытаний модели судна с гироскопическим средством управления в опытовом бассейне и результатами применения такого устройства для служебного судна технического флота.

Реализация работы. Разработанные в процессе выполнения работы математические модели и методы численных расчетов нашли применение при выполнении проектно-конструкторских работ ОАО «КБ «Вымпел», учебном процессе кафедры «Теоретическая и прикладная механика» Института промышленных технологий машиностроения Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева, а также при выполнении госбюджетной темы № гос. регистрации 1.427.03 по единому заказ-наряду Минобразования РФ в 2003;06 гг.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались:

— на III Всероссийском совещании-семинаре заведующих кафедрами теоретической механики вузов, г. Пермь, 2004 г.;

— на IX Всероссийском съезде по теоретической и прикладной механике, г. Н. Новгород, 2006 г.;

— на молодежных научно-технических форумах «Будущее технической науки Нижегородского региона» в Нижегородском государственном техническом университете, г. Н. Новгород, 2003 и 2008 г.- на Всероссийской научно-методической конференции «Информационные технологии в учебном процессе» в Нижегородском государственном техническом университете, г. Н. Новгород, 2008 г.

Публикации. По результатам исследований, представленных в диссертационной работе, опубликовано 9 научных работ, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и рисунков. Она содержит 145 страниц машинописного текста, 2 таблицы, 62 рисунка, библиографию из 140 наименований, в том числе 28 на иностранных языках.

выводы.

1. Разработана математическая модель динамики движения механической системы «судно — гирорама» в водоизмещающем режиме на тихой воде.

2. Разработана приближенная математическая модель выполнения судном маневров в ограниченной акватории, в том числе и маневра «Разворот на месте».

3. Получены аналитические зависимости для определения кинематических параметров выполнения судном маневров в ограниченной акватории «Циркуляция» и «Разворот на месте».

4. Определены гидродинамические и инерционные характеристики корпусов судов, для которых целесообразно применение гироскопических средств управления.

5. Разработана математическая модель инерционной нагрузки роторов гироскопического устройства, выполнен сравнительный анализ.

• воздействия сил инерции относительного и переносного движения, а также сил инерции Кориолиса с учетом сложного характера движения роторов гироскопического устройства.

6. Определены основные конструктивные характеристики роторов гироскопических средств управления и допускаемые режимы их эксплуатации по результатам прочностного анализа.

7. Выполнены численные расчеты поворотливости морского парома ледокольного типа, оборудованного гироскопическим средством управления характерных маневров «Циркуляция» и «Разворот на месте» с построением диаграммы управляемости.

8. Определены кинематические характеристики циркуляционного движения морского парома и установлен характер их изменения от управляющего воздействия рамы гироскопического устройства.

9. Определена возможность выполнения судами, оборудованными гироскопическими средствами управления, маневров в ограниченной акватории, включая маневра «Разворот на месте».

10. Построены функциональные зависимости времени выполнения маневров в ограниченной акватории «Циркуляция» и «Разворот на месте» от угла и угловой скорости перекладки рамы гироскопического устройства управления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

По результатам диссертационной работы можно сделать следующие.