NAUKA_RT_1-37_2009

ехнический контроль винторулевых колонок (ВРК)

Оценка большинства реальных сигналов, полученных в

морских и речных судов [1], организованный пу-

результате измерений параметров, проводимых на СТС,

Ттем анализа интегральных характеристик вибраци-

например для ВРК, основана на вычислении среднеквад-

онного сигнала, является наиболее информационным и

ратического значения (СКЗ) и определяет общую энергию

доступным методом исследования технического состояния

сигнала в обусловленной точке замера (рис. 1). Различного

[2-5]. Стремление судовладельцев к снижению расходов на

рода изменения формы сигнала, трансформация во времени

непредвиденные аварийные ремонты судовых технических

учитываются как раз этим параметром.

средств (СТС) и к сокращению затрат на выполнение теку-

Для оценок, полученных посредством измерений вибра-

щих работ вызывает огромный интерес и необходимость

ционного сигнала на ВРК «Aquamaster» («Rolls-Royse») US205,

в эффективном использовании технологии вибрационного

установленных на морских буксирах применим Фурье–пре-

анализа к переходу обслуживания СТС по состоянию.

образование. В результате быстрого преобразования Фурье

Спектральные методы обработки вибрационных сигна-

(БПФ) получим оценку вида (2) путем суммирования спек-

лов составляют основу интегральных оценок параметров

тральных составляющих в полосе анализа (октава). Вопрос

сигнала.

достаточности статистики измерений решается алгоритмом

На основании теоремы Парсеваля для двух функций g(t)

БПФ, обрабатывающим массив данных в 4096 отсчетов сиг-

и h(t):

нала, при принятии гипотезы о нормальном распределении

процесса.

,

(1)

Полученные при нормальной эксплуатации буксиров

результаты оценки уровней вибрации ВРК типа US205

где g(t) и h(t) временные функции сигналов, G(f) и H(f) их

при изменении частоты вращения двигателя (960, 1200,

Фурье-преобразования.

1500 об/мин) можно на основании (2) оценить как эк-

При g(t) = h(t) имеет место теорема для энергии:

вивалентную энергию вибрации в определенной полосе

частот.

.

(2)

ВРК являются элементами сложной статически неопре-

деленной системы, что осложняет процесс установления

Рис. 1. Точки, в которых проводится контроль вибрационного состояния ВРК

В настоящее время на современ-

владельцам возможность ввести на суд-

– параметрический контроль, кото-

ных буксирных и транспортных судах

не систему технического обслуживания

рый предусматривает наблюдение за

находят широкое применение винтору-

СТС по состоянию, что позволяет: уве-

температурой смазочного масла в ВРК.

левые колонки (ВРК). Лидерами в про-

личить период между разборками СТС

На основании повахтенных записей

изводстве и основными поставщиками

для предъявления к освидетельство-

каждые 3 месяца фиксируются сред-

ВРК на рынок судостроения являются

ванию; сократить продолжительность

ние значения температуры за период

фирмы «Aquamaster»/«Rolls Royce»,

ремонта и увеличить эксплуатационный

эксплуатации;

«Schottel»/«Siemens» (рис. 1).

период; снизить трудозатраты на все

– контроль качества масла, который

Нормативно-правовые и техничес-

виды ремонтов и технического обслу-

проводится не реже 2 раз в год соглас-

кие требования российских и между-

живания; снизить расходы на приобре-

но Сборнику инструкций по браковоч-

народных классификационных обществ

тение сменно-запасных частей (СЗЧ).

ным показателям всех видов смазочных

(КО) (Российские Морской Регистр и

Для проведения контроля техни-

и гидравлических масел, применяемых

Речной Регистр, DET NORSKE VERITAS,

ческого состояния СТС и повышения

на судах морского флота в сертифици-

LLOID и др.) дают возможность прово-

эффективности их технической экс-

рованной КО лаборатории;

дить освидетельствование с исполь-

плуатации на основе требований КО

– вибрационный контроль, который

зованием безразборных методов диа-

авторами разработаны методики и

проводится анализатором вибрации

гностики судовых технических средств

рекомендации по проведению безраз-

и результаты его обрабатываются на

(СТС), таких, как насосы, вентиляторы,

борных контролей. Впервые разрабо-

персональном компьютере по разрабо-

газотурбонагнетатели главных и вспо-

таны методики по проведению конт-

танной нами методике.

могательных дизелей, центробежные

роля и оценки технического состояния

Наиболее эффективным и инфор-

сепараторы и т. д.

ВРК, которые включают в себя:

мативным видом оценки техническо-

Результаты контроля технического

– визуальный контроль, который

го состояния является вибрационный

состояния СТС, сведения о выполнен-

заключается в регулярном осмотре

контроль. Он дает возможность зафик-

ных работах при проведении техничес-

систем и элементов ВРК в период экс-

сировать начальное техническое состо-

кого обслуживания, а также информа-

плуатации. Во время планового доко-

яние СТС и его изменение в процес-

ция об отказах и заменах деталей в пе-

вания судна производится наружный

се эксплуатации, а также обнаружить

риод между освидетельствованиями

осмотр подводных элементов ВРК в

дефекты подвижных (вращающихся)

заносятся в базу данных и предостав-

объеме, предусмотренном инструкция-

элементов на этапе их зарождения и

ляются в КО при проведении освиде-

ми по эксплуатации и рекомендациями

проследить за их развитием. На этой

тельствования. Такой подход дает судо-

изготовителя;

основе (при условии их регулярного

Рис. 1. Точки установки акселерометра на винторулевой колонке

Рис. 2. Спектр вибрации ВРК SRP1010С «Schottel» в точке 1X буксирного судна, nГД = 1800 об/мин

роблема оценки точности сама

приемоиндикатору СРНС[1] необходи-

ченные данные при измерениях) и най-

по себе представляет непрос-

мо использовать стоянку судна в порту

дем среднее арифметическое значение

Птую задачу и оказывается пред-

у причала, через равные промежутки

широты:

метом многочисленных исследований.

времени

регистрировать

координа-

В результате решения навигационной

ты, выдаваемые СПИ и свести их в

,

задачи в текущий момент времени t

таблицу.

Наблюдения целесообразно

дается оценка вектора состояния q(t)

вести сериями по 50-70 измерений с

среднее арифметическое

значение

движущегося

объекта. Компонентами

дискретностью 15-30 с, чтобы пери-

долготы:

этого вектора являются в общем слу-

од наблюдений одной серии составлял

чае пространственно-временные коор-

12-35 мин. Для облегчения процесса

,

динаты определяющегося объекта, а

наблюдения обсерваций и регистрации

также их производные. Оценка вектора

координат, выдаваемых СПИ, можно

где n — число обсерваций, проведен-

состояния зависит от всей имеющей-

фиксировать их с интервалом 5 мин., но

ных СПИ в одной серии наблюдений.

ся к данному моменту информации:

необходимо удлинить период наблюде-

Далее необходимо снять с крупно-

результатов измерений, их статис-

ний до 60 мин. (1 ч). Необходимо про-

масштабной карты или плана порта

тических характеристик, сведений о

вести наблюдения и получить серию

с максимальной точностью широту и

маневренных свойствах объекта и ста-

измерений как с одним созвездием

долготу у причала, т. е. определить

тистических

характеристик случайных

НКА, так и при изменении созвездия.

координаты станции СПИ. Рассчитать

возмущений, действующих на него.

Кроме того, наблюдения целесообраз-

систематические погрешности обсер-

Наиболее полные сведения о точ-

но провести как в дневное, так и в

вованных координат:

ностных свойствах

радионавигаци-

ночное время.

.

онной системы дает поле ошибок,

Если в СПИ имеется возможности

представляющее собой набор эллип-

менять (задавать) коэффициент счи-

соидов, вероятность попадания в кото-

тывания и значение геометрическо-

По полученным данным и значени-

рые равна

некоторой

фиксированной

го фактора, то необходимо провести

ям таблицы 1 необходимо рассчитать

величине. Когда определяются лишь

ряд серий измерений при различных

средние квадратические погрешности

две поверхностные координаты, эти

значениях установленного числа коэф-

обсервованных координат:

эллипсоиды вырождаются в эллипсы

фициента

считывания и

различного

и могут быть изображены на чертеже.

значения

геометрического

фактора

Применение таких нолей эллипсов (а

соответсвенно, с тем, чтобы выявить

тем более эллипсоидов) при решение

влияние этих факторов и системати-

;

практических

задач

затруднительно.

ческую погрешность СПИ в определе-

Используется

среднеквадратическая

нии псевдодальности.

,

.

ошибка (СКО) места (σм) в качестве

Полученные координаты

каждо-

Полученные значения для Мφ и Мλ

меры точности в двумерном случае,

го местоположения судна из разных

поскольку

вероятность нахождения

серий измерений следует

сравнить

следует перевести в метры в соот-

ошибки в круге радиуса σм составляет

между собой с тем, чтобы определить

ветствии с выражениями:

63...68% (в зависимости от соотноше-

расхождение координат используемой

ния осей эллипса) и 95% в круге радиу-

карты и приемоиндикатора, а также

,

са 2σм. В двумерном варианте будет:

выявить систематическую

инструмен-

.

тальную погрешность СПИ.

,

По окончании наблюдений рассчи-

Для исследования точности опреде-

таем обсервационные координаты по

.

ления места судна (ОМС) по судовому

следующей формуле (используя полу-

Результаты наблюдений и расчета

Таблица 1

№

UT

φ

i

v

φ

v

2

λ

i

v

λ

v 2

φ

λ

1

22.55

38°41,065’N

-0,001

0,000001

09°08,670’W

-0,005

0,000025

2

23.00

41,068’

+0,002

0,000004

08,672’

-0,003

0,000009

3

23.05

41,072’

+0,006

0,000035

08,683’

+0,008

0,000064

4

23.10

41,052’

-0,014

0,000196

08,678’

+0,003

0,000009

5

23.15

41,088’

+0,022

0,000484

08,662’

-0,013

0,000169

6

23.20

41,055’

-0,011

0,000121

08,678’

+0,003

0,000009

7

23.25

41,060’

-0,006

0,000036

08,668’

+0,013

0,000169

8

23.30

41,075’

+0,011

0,000121

08,653’

-0,022

0,000484

9

23.35

41,067’

+0,001

0,000001

08,682’

+0,007

0,000049

10

23.40

41,058’

-0,008

0,000064

08,677’

+0,002

0,000004

11

23.45

41,072’

+0,006

0,000036

08,682’

+0,007

0,000049

φо

38°41,066’N

Мφ

0,010’

λо

09°08,600’W

Мλ

0,010’

σφ

+0,086’

Мφ,м

19,4

σλ

+0,075’

Мλ,м

14,7

овременная Россия, демонстри-

шением, подписанным Российской Фе-

нормативно-правовым и техническим

руя неуклонный прогресс на пу-

дерацией в 2000 году. Согласно Согла-

требованиям, с использованием сов-

Сти к созданию рыночной эконо-

шению о партнерстве и сотрудничестве

местимых систем мониторинга, та-

мики,активнопринимаетмерыдляраз-

с ЕС Россия взяла на себя определен-

моженных процедур, страхования и

вития свободной торговли и инвести-

ные обязательства по открытию ВВП

агентирования грузов и транспортных

ций, которые лежат в основе экономи-

для международного судоходства.

средств, транспортно-экспедиторского

ческой перестройки и технологической

Интеграционные процессы, проис-

обслуживания.

модернизации. Понимание того, что

ходящие в мире, напрямую затрагива-

Ряд вопросов международного со-

дальнейшее экономическое развитие

ют интересы Российской Федерации.

трудничества и взаимодействия, воз-

невозможно без улучшения отношений

Европейская транспортная политика

никающих при открытии ВВП, были уже

с международным сообществом, пос-

направлена на повышение конкурен-

отработаны при создании транспорт-

лужило причиной создания необходи-

тоспособности и эффективности рабо-

ных водных коридоров России и Китая

мых условий для учреждения в буду-

ты Европейской транспортной систе-

для прохода российских судов от устья

щем зоны свободной торговли между

мы, в которой внутреннему водному

Сунгари до Харбина и от Хабаровска до

Россией и евразийским сообществом.

транспорту отводится важная роль.

Комсомольска-на-Амуре для китайских

Существенная роль в интеграци-

Евросоюз, ЕЭК, Центральная комис-

судов. В частности, были согласованы

онных процессах отводится созданию

сия судоходства по Рейну и Дунайская

вопросы пограничного и таможенного

условий для свободного предоставле-

комиссия активно занимаются гар-

контроля, тарифного регулирования,

ния услуг по международным перевоз-

монизацией международных актов в

безопасности судоходства и многие

кам река – море. Стратегической целью

области судоходства на ВВП. В зна-

другие [1].

реформирования системы управления

чительной

степени

решению

таких

Успешно развивается «каспийский

ВВП является обеспечение потребнос-

вопросов

способствует деятельность

транзит», являющийся одним из наибо-

ти населения, бизнеса и государства в

Дунайской комиссии, в которой Россия

лее перспективных направлений пере-

дешевом, экологическом и безопасном

является полноправным членом.

возок внешнеторговых грузов, ключе-

перемещении людей, грузов, товаров

Важным этапом в развитии вопро-

вым участком международного транс-

при оптимальных расходах федераль-

са стала

ратификация Будапештской

портного коридора Север–Юг. Воз-

ного бюджета.

конвенции. На состоявшемся в октябре

можности «Каспийского транзита» к

Речной транспорт обеспечивает ре-

2006 года в г. Лиссабоне (Португалия)

2010 году оцениваются в 15-20 млн. т

ализацию транзитного потенциала Рос-

втором заседании Рабочей группы по

грузов в год. В ближайшие годы воз-

сии в рамках международных транс-

морскому, речному и внутреннему вод-

растут объемы транспортировки стро-

портных коридоров. В европейской час-

ному транспорту в рамках транспортно-

ительных грузов. В составе импортиру-

ти страны функционирует не имеющая

го диалога Россия – Евросоюз деле-

емых грузов наибольший удельный вес

аналогов в мире Единая глубоководная

гация Евросоюза подтвердила

свою

будут иметь машины, оборудование,

система протяженностью 6,5 тыс. км.

заинтересованность в открытии в обоз-

товары народного потребления, зна-

В ее состав входят Волго-Балтийский,

римой перспективе

ВВП Российской

чительная часть которых перевозится в

Беломоро-Балтийский, Волго-Донской

Федерации для захода судов под фла-

крупнотоннажных контейнерах.

судоходные каналы и канал имени

гами государств Евросоюза.

Полученный опыт позволяет гово-

Москвы, которые обеспечивают транс-

Поставленная задача может быть ре-

рить о том, что открытие ВВП для меж-

портную связь с пятью морями и пере-

шена путем создания международных

дународного судоходства будет спо-

возки транзитных грузов.

транспортных коридоров, в рамках ко-

собствовать структурной перестройке

Водные пути Единой глубоководной

торых вся система грузодвижения и то-

и модернизации транспортной речной

системы входят в состав важнейших

варораспределения

(от изготовителя

системы, развитию смешанных пере-

водныхпутеймеждународногозначения

до конечного потребителя) должна ра-

возок, поощрению международных

в соответствии с Европейским согла-

ботать по международным стандартам,

научно-исследовательских программ,