Диаграмма удержания позиции и курса судна

Что такое диаграммы удержания и для чего они нужны?

Диаграммы удержания судна – это важный инструмент, разработанный для оценки способности судна удерживать позицию и курс в определенных условиях окружающей среды.

На основе дизайна судна мы оцениваем внешние силы, действующие на судно и вызванные ветром, волнами и течением. Оценка сил производится для каждого угла атаки от 0 до 359.9 градусов. Важной особенностью является то, что действие ветра, волн и течения считается совпадающим по направлению при расчете сил для каждого угла атаки.

Опять же, исходя из характеристик судна, мы оцениваем силы, которые само судно может создавать пропульсивными механизмами в каждом направлении для противодействия внешним воздействиям.

Сравнивая силы, действующие на судно и создаваемые им, и учитывая силу течения, мы рассчитываем предельную скорость ветра, при котором судно все еще в состоянии удерживать позицию.

Результаты расчета представлены на диаграмме ниже.

В центре диаграммы находится центр вращения судна.

На внешней стороне окружности вокруг диаграммы указаны углы, с которых действуют ветер, волны и течение, по всей боковой поверхности судна. При этом 0 градусов обозначает направление, когда силы действуют в нос, и 180 градусов – в корму судна.

На пунктирных кругах внутри окружности указана скорость ветра от 0 до 50 узлов. При всех значениях ветра, находящихся внутри заштрихованной области, судно способно удерживать позицию.

DP capability plot.png

В таблице ниже приведены значения ветра, отмеченные оранжевыми точками по краям заштрихованной области. Это максимальные значения ветра для каждого угла атаки, при которых судно еще способно удерживать позицию для заданного течения 2 узла (для данного примера).

Направление ветра и течения 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330
Течение, узл. 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Ветер, узл. 50 49 31 33 37 50 50 50 37 33 31 49

Для простоты восприятия величина волнения не представлена в данной таблице. Но вы можете найти силу волнения в приложении, которое оформляется к каждому отчету о способности судна к удержанию позиции.

Погода Движители
Сила Направление (град) Величина

(узл, м, узл)
Продольная сила

X (кН)
Поперечная сила

Y (кН)
Момент

Z

(кН*м)
Движитель

Упор % Упор

(кН)
Упор X

(кН)
Упор Y

(кН)
Момент Z

(кН*м)
Ветер 90 36 – 0.0 – 15.7 9.4 Тр 1 100 4.2 0.0 4.2 28.6
Волна 90 5.1 – 0.0 – 1.8 – 0.0 Тр 2 100 4.2 0.0 4.2 25.2
Течение 90 0.0 – 0.0 – 0.0 – 0.0 Тр 3 52 22.4 21.9 4.5 – 35.5
Внешнаяя 0 – 0.0 – 0.0 – 0.0 Тр 4 100 22.4 – 21.9 4.6 – 29.9
Всего – 0.0 – 17.6 9.4 Всего 0.0 17.6 – 9.4

В приложении указываются значения любого из погодных факторов для каждого угла атаки, создаваемые данными факторами силы и вращающий момент, процент использования каждого движителя, создаваемые движителями упоры, силы и момент.

Считается, что если сил, создаваемых пропульсивными механизмами судна достаточно для противодействия силам от внешних воздействий, то судно способно удерживать позицию.

Примеры диаграмм удержания.

На следующей диаграмме показаны максимальные скорости ветра, воздействующего под углом 90 градусов, при которых судно способно удерживать позицию, для различных скоростей течения: 0, 1, 2 и 3 узла соответственно (см. Примечания на правой стороне диаграммы). Для каждого течения применены различные цвета (указаны на левой стороне диаграммы).

Обычно мы показываем результаты для всех течений на одной диаграмме.

DP capability plots all 100.png

Такие же расчеты обычно производятся для различных вариантов отказов электроэнергетической системы или пропульсивных устройств.

Ниже приведена диаграмма удержания для этого же судна, но для случая отказа только носового подруливающего устройства.

DP capability plot bow thrutser failure.png

Вы можете легко увидеть, что максимальные силы ветра, при которых возможно удержание, стали меньше, чем в предыдущем варианте, причем сила течения осталась такой же.

Следующая диаграмма рассчитана для случая наихудшего отказа, например – при отказе цепи, питающей носовой и кормовой пропульсивные устройства.

Для наглядности мы отобразили значения только для течения 2 узла. Легко увидеть, что теперь судно сможет удерживать позицию и курс при ветре, например, не превышающем под углом 90° 3 узла.

DP capability plot worst case failure.png

Интерактивная диаграмма

Пожалуйста, попробуйте интерактивный способ, чтобы полностью понять содержание диаграмм.
Наведите курсор в заштрихованные области. Во всплывающем окне вы увидите максимальные значения ветра для каждого угла атаки при определенном течении. Вы можете включить или отключить отображение данных для определенного течения, выбрав нужное вам значение в таблице справа от диаграммы.

Часто задаваемые вопросы

Могу ли я оценить точность позиционирования, используя диаграммы?
Нет. Диаграммы помогают определить только предельные погодные условия для позиционирования судна.

Какие методы используются для расчета диаграмм?
Пожалуйста, обратитесь к отчету о возможности удержания судна над точкой позиционирования. Свяжитесь с нами, если у вас все еще остались вопросы.

Могу ли я узнать из отчета необходимую для удержания позиции мощность движителей?
Это возможно. Основываясь на характеристиках судна и заданных погодных условиях для удержания, мы можем вычислить требуемую мощность пропульсивных устройств.

Зависят ли полученные условия для позиционирования судна от системы управления ДП?

На самом деле – нет. Величина внешних сил зависит от скорости ветра и скорости течения, а также от формы корпуса судна, а силы, которые судно может создавать для противодействия, зависят исключительно от мощности движителей и их конструкции (типа, расположения и т.п.).