Парфеньев А.И., Морева И.Н.

Севастопольский национальный технический университет

Устройство для исследования динамических

характеристик плавучих объектов

Проблема освоения морских ресурсов шельфовой зоны Украины может быть успешно решена только при широком использовании океанотехнических систем. В настоящее время создание таких систем относится к наиболее приоритетным задачам судостроения, так как они являются основным средством освоения нефтегазового потенциала шельфа. Океанотехнические установки для освоения шельфа представляют собой чрезвычайно сложные, дорогостоящие и опасные для человеческой жизни и экологии окружающей среды системы. Это связано, с одной стороны, с особенностями их эксплуатации, с другой стороны, опыт проектирования таких систем недостаточен для решения многих проблем, связанных с воздействиями на них морской среды. Поэтому для каждого нового проекта создается физическая модель, которую необходимо испытывать на волнении для определения параметров перемещений при различных видах качки с целью представления обоснованных рекомендаций для повышения стабильности создаваемого нового проекта. Для проведения таких работ в СевНТУ для опытового бассейна была разработана инерциальная навигационная система на основе ИМС ADXRS150, которая состоит из двух акселерометров и одного гироскопического датчика.

Для определения углов крена и дифферента, а также ускорения по трем осям X, Y, Z была произведена калибровка прибора с помощью математического маятника радиусом 11,5 см.

В ходе испытаний с прибора, подключенного к COM-порту компьютера при помощи специально разработанного программного обеспечения, были сняты цифровые коды, которые пересчитывались в физические величины. Результаты пересчетов представлены в виде графиков на рисунках 1 – 5. По оси абсцисс показаны цифровые коды: для определения углов показаны текущие значения кода, для определения ускорений – амплитуда кода при амплитудном положительном значении угла. По осям ординат – углы и значения, полученные по законам математического маятника с точностью аппроксимации R².

Рисунок 1 – Зависимость угла крена (Θ) от значения машинного кода N

Рисунок 2 – Зависимость угла дифферента (Ψ) от значения машинного кода N

Рисунок 3 – Зависимость амплитуды ускорения по оси X

от значения амплитуды кода N

Рисунок 4 – Зависимость амплитуды ускорения по оси Y

от значения амплитуды кода N

Рисунок 5 – Зависимость амплитуды ускорения по оси Z

от значения амплитуды кода N

Вывод

Созданная система отслеживания поведения модели на волнении позволяет производить исследования различных морских сооружений при различных видах волнения и различном угле набегания волновых возмущений. С ее помощью можно определить координаты в пространстве, скорость и ускорение экспериментальной модели.