КРИТИЧНИЙ АНАЛІЗ СПРОЩЕНИХ УЯВЛЕНЬ НА ПРОЦЕСИ ПОВОРОТУ СУДНА:

С. М. Зінченко; П. С. Носов

С. М. Зінченко Херсонська державна морська академія, м. Херсон https://orcid.org/0000-0001-5012-5029
П. С. Носов Одеський національний морський університет, м. Одеса https://orcid.org/0000-0002-5067-9766

Ключові слова: безпека судноплавства, полюс повороту, центр бокового опору, центр обертання, віслючий ефект

Анотація

Об’єктом дослідження є процеси повороту судна.
Точні моделі у вигляді системи диференційних рівнянь можуть оброблятися у бортовому обчислювачі системи керування. Але на більшості суден такого спеціалізованого обчислювача немає, тому виникає необхідність оцінювати поведінку судна по спрощеним уявленням. Спрощені уявлення стали розроблятися для пояснення незвичних поведінкових ефектів, які спостерігаються на борту судна, як то видиме обертання навколо полюсу повороту, обертання судна, яке штовхають два буксири лагом, при появі поздовжньої швидкості, «віслючий» ефект, тощо. Обов’язковою умовою побудови спрощених уявлень є усталений рух судна. Так, видимий полюс повороту може спостерігатися лише на усталеній циркуляції. Під час перехідних процесів він швидко переміщується, не фіксуючись в одній точці. Спрощені уявлення повинні не тільки пояснювати незвичні поведінкові ефекти, але й узгоджуватися з базовими положеннями теоретичної механіки. На жаль, у деяких публікаціях і навіть керівництвах по управлінню судном, використовуються уявлення, які не вірно трактують поведінку судна. У роботі спростовано помилкові уявлення щодо полюса повороту, центру бокового опору і центру обертання. Отриманий результат пояснюється використанням повної математичної моделі (системи диференційних рівнянь лінійного і кутового руху судна) як еталону, наукового підходу, положень теоретичної механіки та гідродинаміки. Критичний аналіз існуючих уявлень проведено для правильного розуміння судноводіями поведінки судна, що дозволить уникнути прийняття помилкових управлінських рішень та підвищити безпеку судноводіння.

Посилання

1. Louda, P., Marasanov, V., Sharko, O., Stepanchikov, D., Sharko, A. (2022). The Theory of Similarity and Analysis of Dimensions for Determining the State of Operation of Structures Under Difficult Loading Conditions, Materials, 2022, 15(3), 1191. https://doi.org/10.3390/ma15031191. https://www.mdpi.com/1996-1944/15/3/1191.
2. Babichev, S., Sharko, O., Sharko, A., Mikhalyov, O. (2020). Soft Filtering of Acoustic Emission Signals Based on the Complex Use of Huang Transform and Wavelet Analysis. Advances in Intelligent Systems and Computing, Springer, 1020, pp. 3–19. https://doi.org/10.1007/978-3-030-26474-1.
3. Louda, P., Sharko, O., Stepanchikov, D., Sharko, A. (2022). Experimental and Theoretical Study of Plastic Deformation of Epoxy Coatings on Metal Substrates Using the Acoustic Emission Method, Materials, 15(11), 3791. https://doi.org/10.3390/ma15031191 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9181548/.
4. Zinchenko, S., Kyrychenko, K., Grosheva, O., Nosov, P., Popovych, I., Mamenko, P. (2023). Automatic reset of kinetic energy in case of inevitable collision of ships, IEEE Xplore, pp. 496–500, 13th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT), Wrocław, Poland. https://doi.org/10.1109/ACIT58437.2023.10275545. https://ieeexplore.ieee.org/document/10275545.
5. Zinchenko, S., Tovstokoryi, O., Mateichuk, V., Nosov, P., Popovych, I., Perederyi, V. (2024). Automatic Prevention of the Vessel’s Parametric Rolling on the Wave, CEUR-WS.org, Vol. 3668, pp. 235–246. (COLINS-2024). https://ceur-ws.org/Vol-3668/paper16.pdf.
6. Zinchenko, S., Tovstokoryi, O., Popovych, I., Nosov, P., Onyshko, D., Kalinichenko, Ye. (2025). Reconfiguration of Redundant Structures of Ship Actuators Using Zero Motion Method, IEEE Xplore. ACIT-2025, Šibenik, CROATIA, 17–19 September 2025. https://doi.org/10.1109/ACIT65614.2025.11185810.
7. Zinchenko, S., Tovstokoryi, O., Kobets, V., Kyrychenko, K. (2025). Intelligent system for reconfiguring the redundant structure of ship actuators without disturbance, CEUR, Vol 3983, pp. 115–126.
8. Zinchenko, S., Kobets, V., Tovstokoryi, O., Kyrychenko, K., Nosov, P., Popovych, I. (2023). Control of the Pivot Point Position of a Conventional Single-Screw Vessel, CEUR-WS.org, Vol. 3513, pp . 130–140, (ICST-2023). https://ceur-ws.org/Vol-3513/paper11.pdf.
9. Navi-Trainer Professional 6. Ship Motion Mathematical Modeling Description, version 6.0, Wärtsilä Voyage Oy, Date of issue: February 2024.
10. Hooyer, H. H. (1983). Behavior and Handling of Ships. Cornell Maritime Press.
11. Tzeng, Ch. (1998). Analysys of the pivot point for a turning ship. Journal of marine science and technology 6(1), pp. 39–44. http://jmst.ntou.edu.tw/marine/6/39-44.pdf.
12. Cauvier, H. The Pivot Point. (2008). The PILOT. The official organ of the United Kingdom Maritime Pilots’ Association. p. 295. http://www.pilotmag.co.uk/wp-content/uploads/2008/06/pilotmag-295-final-web.pdf.
13. Artyszuk, J. (2010). Pivot point in ship manoeuvring. Scientific Journals Maritime University of Szczecin 20(92):13-24.
14. Seo, S. G. (2011). The Use of Pivot Point in Ship Handling for Safer and More Accurate Ship Manoeuvring. Proceedings of IMLA. Vol. 1, Issue 29, pp. 271–280. https://www.academia.edu/36456506/The_Use_of_Pivot_Point_in_Ship_Handling_for_Safer_and_More_Accurate_Ship_Manoeuvring.
15. Seo, S. G. (2016). Safer and More Efficient Ship Handling with the Pivot Point Concept. The International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, Vol.10, Issue 4, pp. 605–612. https://doi.org/12.12716/1001.10.04.09.
16. Demin, S. I., Zhukov, E. M., Kubachev, N. A. (1991). Upravlenie sudnom: uchebnik dlya VUZov, 359 s.
17. Port Revel (2014). Shiphandling. Cource Manual.
18. Kryvyi, O., Miyusov, M. (2019). The Creation of Polynomial Models of Hydrodynamic Forces on the Hull of the Ship with the help of Multi- factor Regression Analysis, 8-th International Maritime Science Conference. IMSC, Budva, Montenegro.
19. Bitiukov, M. A., Herasymov, K. D., Kyrylov, P. A., Chystiakov, R. S. (2023). Zastosuvannia chyselnykh metodyk dlia otsinky vplyvu nepriamostinnosti korpusu sudna na velychynu khvylovykh navantazhen, Pratsi Krylovskoho derzhavnoho naukovoho tsentru S-I (1), 98–101, Hruden 2022. https://doi.org/10.24937/2542-2324-2022-1-S-I-98-101.
20. Davydov, I., Pecheniuk, A. (2023). Doslidzhennia vplyvu formy nosovoi chastyny sudna na yoho opir v umovakh tykhoi vodi ta khvyliuvannia, Visnyk Odeskoho natsionalnoho morskoho universytetu. D https://doi.org/10.47049/2226-1893-2023-3-7-20.
21. Chureev, E. A., Romanyuta, D. A., Belousov, V. A., Nikolaev, I. I. (2022). Obosnovanie i vybor osnovnykh kharakteristik malogo rybolovnogo sudna s bolʹshoj polnotoj korpusa, Izvestiya KGTU. https://doi.org/10.46845/1997-3071-2022-67-71-86.
22. Begovic, E., Panahi, S., Rinauro, B., Rosano, G. (2023). Determination of Hydrodynamic Maneuvering Coefficients of a Planing Hull Using CFD with the Aid of SDT, Progress in Marine Science and Technology, Vol. 7, 65–77, 2023. https://doi.org/10.3233/PMST230010.
23. Zinchenko, S., Kalinichenko, Ye., Kozachok Yu., Mateichuk V. (2024). Influence of hull and cargo contours on lateral force and yaw torque in real - time vessel control systems. Scientific Bulletin Kherson State Maritime Academy, Vol 2, № 29, p. 24–34. https://doi.org/10.33815/2313-4763.2024.2.29.024-034.

КРИТИЧНИЙ АНАЛІЗ СПРОЩЕНИХ УЯВЛЕНЬ НА ПРОЦЕСИ ПОВОРОТУ СУДНА

https://doi.org/10.33815/2313-4763.2025.2.31.143-155

Анотація

Посилання