ECJbX0hoe8zCbGavCmHBCWTX36c

Φίλες και φίλοι,

Σας καλωσορίζω στην προσωπική μου ιστοσελίδα «Περί Αλός» (Αλς = αρχ. ελληνικά = η θάλασσα).
Εδώ θα βρείτε σκέψεις και μελέτες για τις ένδοξες στιγμές της ιστορίας που γράφτηκε στις θάλασσες, μέσα από τις οποίες καθορίστηκε η μορφή του σύγχρονου κόσμου. Κάθε εβδομάδα, νέες, ενδιαφέρουσες δημοσιεύσεις θα σας κρατούν συντροφιά.

Επιβιβαστείτε ν’ απολαύσουμε παρέα το ταξίδι…


Κρίστυ Εμίλιο Ιωαννίδου
Συγγραφεύς - Ερευνήτρια Ναυτικής Ιστορίας




Παρασκευή, 26 Απριλίου 2013

ΜΙΑ ΠΛΑΤΦΟΡΜΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΗΣ ΕΛΙΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΝΑΥΤΙΚΩΝ ΜΟΝΑΔΩΝ ΣΕ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟ ΧΡΟΝΟ (SMART)


 
ΜΕΡΟΣ Α

Περί Αλός

Tου Ηλία N. Μαλαμά, Mονίμου Πολιτικού Yπαλλήλου (Β),
ΠΕ Μηχανικών Πληροφορικής, Hλεκτρολόγου Mηχανικού &
Tεχνολόγου H/Y, MSC

Δημοσιεύτηκε στο περιοδικό «Ναυτική Επιθεώρηση»,
τ.572, σ.67. Έκδοση  ΥΙΝ / ΓΕΝ, ΜΑΡ – ΜΑΪ 2010.
Ανάρτηση στο Περί Αλός με την έγκριση της ΝΕ.

 





Φ/Γ ΥΔΡΑ (F 452).
ΦΩΤΟ: Πολεμικό Ναυτικό
hellenicnavy.gr

 

Περίληψη

Σε αυτήν την εργασία παρουσιάζουμε τα αποτελέσματα του σχεδιασμού και της ανάπτυξης μιας πρότυπης πλατφόρμας αξιολόγησης ελικτικότητας με διακριτικό όνομα SMART (Ship Maneuver Analysis and Representation Tool), η οποία χρησιμοποιείται στις σχετικές μετρήσεις που πραγματοποιούνται στον Ελληνικό Σταθμό Ελέγχου Ακριβείας Συστημάτων του Ναυστάθμου Κρήτης. Η εν λόγω πλατφόρμα συγκεντρώνει ορισμένα καινοτόμα χαρακτηριστικά τα οποία την καθιστούν εφάμιλλη αντίστοιχων εμπορικών εφαρμογών, χωρίς όμως την αντίστοιχη επιβάρυνση του κόστους ανάπτυξης και αγοράς. Σε αυτά τα χαρακτηριστικά περιλαμβάνονται, μεταξύ άλλων: α) Η δυνατότητα για πραγματικού χρόνου εισροή δεδομένων και εκτέλεση υπολογισμών ελικτικότητας και γραφικής αναπαράστασης αυτών, β) η δυνατότητα παροχής εν πλω προκαταρκτικών αποτελεσμάτων τόσο σε ηλεκτρονική όσο και σε έντυπη μορφή, γ) η δυνατότητα για επεξεργασία ελικτικών δοκιμών σε περιβάλλον γραφείου, με χρήση διορθωμένων ως προς την ακρίβεια δεδομένων θέσης και πορείας, δ) η δυνατότητα επεξεργασίας δεδομένων θέσης τόσο σε ελλειψοειδείς συντεταγμένες όσο και σε συντεταγμένες τοπικού συστήματος αναφοράς, ώστε να είναι δυνατή η πραγματοποίηση των μετρήσεων σε οποιοδήποτε πεδίο δοκιμών. Η συγκριτική μελέτη των αποτελεσμάτων της πλατφόρμας με τα αποτελέσματα άλλων προγραμμάτων, χρησιμοποιώντας πρότυπα δεδομένα μετρήσεων διαφόρων τύπων πλοίων, παρουσιάζεται επίσης στην εργασία αυτή και πιστοποιεί την ορθότητα των εκτελούμενων υπολογισμών.


Πρόλογος
Η γνώση της συμπεριφοράς ενός σκάφους και ιδιαίτερα ενός πολεμικού σκάφους, τόσο κατά τη διάρκεια ελιγμών πλοήγησης, όσο και κατά τη διάρκεια τακτικών επιχειρήσεων, είναι σημαντική παράμετρος για την εκτέλεση της εκάστοτε αποστολής με αποτελεσματικότητα και ασφάλεια. Μια σειρά από Διακηρύξεις και Συστάσεις Διεθνών Οργανισμών σχετικών με σχεδιασμό πλοίων και ασφάλεια στη θάλασσα, προβλέπουν συγκεκριμένες απαιτήσεις για την ελικτικότητα και ελεγξιμότητα των Ναυτικών μονάδων και απαιτούν να εξασφαλίζεται η επαρκής γνώση των ελικτικών δυνατοτήτων τους, πριν αυτές πλεύσουν στη θάλασσα, αλλά και κατά τη διάρκεια της επιχειρησιακής τους ζωής.

Οι βάσεις για τη συστηματική μελέτη της ελικτικότητας τέθηκαν το 1968 από τον διεθνή οργανισμό International Maritime Organization (IMO), με τη Διακήρυξη Α.160 στην οποία περιλαμβάνεται η σύσταση να υπάρχουν στη Γέφυρα του πλοίου όλα τα στοιχεία που μπορούν να παρέχουν ολοκληρωμένη εικόνα για τις ελικτικές δυνατότητες του πλοίου. Το 1971 με τη Διακήρυξη Α.209 (VII) οι παραπάνω συστάσεις γίνονται πιο συγκεκριμένες και έτσι καθιερώνεται μεταξύ άλλων και το γνωστό Wheelhouse Poster με διαγράμματα ελικτικής συμπεριφοράς. Εξάλλου, το 1985 μετά από συστηματικότερη μελέτη, προέκυψε η προσωρινή οδηγία MSC circular 389 του ΙΜΟ, η οποία προβλέπει συγκεκριμένες μεθόδους αξιολόγησης ελικτικότητας, αλλά όχι και συγκεκριμένες απαιτήσεις ελικτικότητας (Standards). Όσο η μελέτη ελικτικότητας γινόταν συστηματικότερη από κατασκευαστές και κυβερνητικούς φορείς και συγκεντρώνονταν επιπλέον δεδομένα από μετρήσεις, έγινε φανερή η ανάγκη αναθεώρησης της Διακήρυξης Α.209(VII), οπότε το 1987 εκδόθηκε η Α.601(15) στην οποία προβλεπόταν μεταξύ άλλων η παρουσίαση των ελικτικών δεδομένων των πλοίων με συγκεκριμένη μορφή (Pilot Card) επί της γέφυρας. Επίσης, για πρώτη φορά δίνεται η δυνατότητα για θεωρητικό υπολογισμό
(προσομοίωση) ορισμένων εκ των ελικτικών στοιχείων, χωρίς να είναι απαραίτητη η πραγματοποίηση μετρήσεων σε πλήρη κλίμακα. Καθώς μέχρι το 1993 είχε αρχίσει να γίνεται σαφής η διασύνδεση της ασφάλειας πλεύσης και των ελικτικών ικανοτήτων, υιοθετήθηκαν προσωρινά πρότυπα απλών, μετρήσιμων και περιεκτικών κριτηρίων με βάση τη σχετική Διακήρυξη Α.751(18) που εκδόθηκε για αυτό το σκοπό. Τέλος δε, το 2002 με τη διακήρυξη MSC 137(76) τα παραπάνω πρότυπα οριστικοποιήθηκαν με μικρές τροποποιήσεις και ισχύουν μέχρι σήμερα.


ΠΙΝΑΚΑΣ 1: Σύγκριση μεθόδων μέτρησης ελικτικότητας.
Στον Πίνακα 1 επίσης παρουσιάζονται τα θετικά και αρνητικά
σημεία κάθε μιας από τις παραπάνω μεθόδους.



  
Παράλληλα με τα παραπάνω, ειδικές ομάδες μελέτης έχουν συσταθεί από το Διεθνή Οργανισμό ISO για την τυποποίηση τέτοιων ελέγχων και έχουν προταθεί ή βρίσκονται υπό μελέτη διάφορα πρότυπα, όπως περιγράφεται στην [1].
Ιδιαίτερα για τα Πολεμικά σκάφη, η γνώση των ελικτικών ικανοτήτων απαιτείται από τις σχετικές Διατάξεις του Π.Ν. καθώς και από Συμφωνίες Τυποποίησης STANAG του ΝΑΤΟ (π.χ. ATP 1 (C) Vol. II). Στα ίδια πλαίσια, πολλά σύγχρονα Ναυτικά όπως το Αμερικανικό, επιβάλλουν τις δοκιμές ελικτικότητας ως αναπόσπαστο μέρος τόσο των δοκιμών αποδοχής νέων σκαφών, όσο και κατά τη φάση προ της ένταξής τους στην επιχειρησιακή δύναμη του Στόλου [2].
Στον Ελληνικό χώρο και συγκεκριμένα στο Ναύσταθμο Κρήτης, έχει αναπτυχθεί πεδίο δοκιμών ελικτικότητας στο πλαίσιο λειτουργίας του Σταθμού Ελέγχου Ακριβείας Μετρήσεων (ΣΕΑΣ) του Ελληνικού Ναυτικού. Ο ΣΕΑΣ ιδρύθηκε το 1983 με έδρα το Ναύσταθμο Κρήτης και οργανικά αποτελεί Τμήμα της Διεύθυνσης Ελέγχου Μετρήσεων (ΔΕΜ) της ανωτέρω Ναυτικής Υπηρεσίας. Κύριο σκοπό έχει να παράσχει πρότυπους στόχους για την εκτίμηση σε πραγματικό χρόνο της ακρίβειας του συνόλου των αισθητήρων (Γυροπυξίδες, Fire Control Radars, SONARs, RADARs, Ηλεκτροοπτικά/Οπτικά, ESMs, κ.λπ.) και της απόδοσης των συστημάτων τα οποία είναι εγκατεστημένα στις υπό έλεγχο μονάδες, ήτοι σε πλοία επιφανείας, υποβρύχια, καθώς και ιπτάμενες μονάδες ναυτικής συνεργασίας (ελικόπτερα και αεροπλάνα).

Μολονότι ο ανωτέρω σκοπός υπήρξε το αρχικό κίνητρο για την εγκατάσταση του ΣΕΑΣ, η απαίτηση για πληρότητα στην αξιολόγηση των σύγχρονων ναυτικών μονάδων, οδήγησε στον εμπλουτισμό του ΣΕΑΣ με επιπλέον δυνατότητες. Οι δυνατότητες αυτές περιλαμβάνουν Διαγράμματα Ακτινοβολίας Κεραιών, Μετρήσεις Μαγνητικής και Ακουστικής Υπογραφής, Έλεγχοι και Εκπαίδευση MCMV/R.O.V. με στόχους-αντίγραφα ναρκών, έλεγχος ετοιμότητας σε σύγχρονα αντιπειρατικά σενάρια και σενάρια ασύμμετρων απειλών, κ.λπ.

Επιπλέον των παραπάνω ελέγχων, ο ΣΕΑΣ παρέχει επίσης τη σημαντική δυνατότητα για πραγματοποίηση Δοκιμών Ελικτικότητας των Ναυτικών Μονάδων, στις οποίες περιλαμβάνονται οι Μετρήσεις Ελικτικών Στοιχείων και οι Έλεγχοι Επιταχύνσεων, Επιβραδύνσεων και Σταματήματος. Προκειμένου να υποστηριχθούν οι εν λόγω έλεγχοι από τον ΣΕΑΣ και ιδιαίτερα η αξιολόγηση των μετρήσεων αυτών σε πραγματικό χρόνο (με το πέρας της κάθε διαδρομής), αναπτύσσεται τα τελευταία χρόνια μια πλατφόρμα σε περιβάλλον MS Windows, της οποίας η δομή και οι δυνατότητες θα παρουσιαστούν στην παρούσα εργασία. Με τη βοήθεια της συγκεκριμένης πλατφόρμας ο ΣΕΑΣ ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις των σύγχρονων ναυτικών μονάδων των οποίων οι επιχειρησιακές απαιτήσεις είναι πολλές και ο διαθέσιμος χρόνος για ελέγχους περιορισμένος, καθώς παρέχεται η υποδομή για την εκτίμηση σε πραγματικό χρόνο της ελικτικότητας πλοίων επιφανείας και υποβρυχίων (τόσο στην επιφάνεια όσο και σε περισκοπικό βάθος) τα οποία εκτελούν μετρήσεις στον ΣΕΑΣ.

 
Συντμήσεις

ΝΚ Ναύσταθμος Κρήτης
ΔΕΜ Διεύθυνση Ελέγχου Μετρήσεων
ΣΕΑΣ Σταθμός Ελέγχου Ακριβείας Μετρήσεων
IDATS Integrated Data Acquisition and Test System
MCMV Mine Countermeasures Vehicle
ROV Remotely Operated Vehicle
SMART Ship Maneuver Analysis and Representation Tool
IMO International Maritime Organization
ITTC International Towing Tank Conference
SNAME Society of Naval Architects and Marine Engineers
DGPS Differential Global Positioning System
COH Change Of Heading
ΣΕΕ Σταμάτημα/Επιβράδυνση/Επιτάχυνση


Σχήμα 1: Αναπαράσταση των διαφόρων μεθόδων ελέγχου
ελικτικότητας [10]. ΦΩΤΟ: ΝΕ

Eισαγωγή
Η μέτρηση της ελικτικότητας των Ναυτικών Μονάδων σήμερα διέπεται από τη Διακήρυξη MSC 137(76) του ΙΜΟ [3], στην οποία προβλέπονται συγκεκριμένα είδη μετρήσεων για την αξιολόγηση της παραπάνω ιδιότητας, καθώς και συμπεφωνημένα όρια που πρέπει να ικανοποιούν τα πλέοντα σκάφη. Εξάλλου, για την πραγματοποίηση αυτών των μετρήσεων στις Επεξηγηματικές Σημειώσεις της [4], προβλέπονται συγκεκριμένες μέθοδοι αλλά και συνθήκες κάτω από τις οποίες τα αποτελέσματα των μετρήσεων θεωρούνται αξιόπιστα και ακριβή.
Οι σημερινά αποδεκτοί τρόποι ελέγχου ελικτικότητας καθορίστηκαν στο Συνέδριο ITTC ’08 [5] και εν γένει είναι οι εξής (σε παρένθεση οι επίσημες αναφορές του IMO που καθορίζουν τις διαδικασίες των αντίστοιχων δοκιμών):

α. Δοκιμές πλήρους κλίμακας ([6]),
β. Δοκιμές με μοντέλα υπό κλίμακα, είτε τηλεκατευθυνόμενα ελεύθερης κίνησης (free running models, [7]) είτε δεσμευμένα (captive models, [8]),
γ. Προσομοιώσεις σε υπολογιστή με χρήση μαθηματικών μοντέλων ([9]).

Η πληθώρα μεθόδων που υπάρχουν στη διεθνή βιβλιογραφία είναι μεγάλη και προέρχεται  τόσο από τον ακαδημαϊκό χώρο όσο και από το χώρο της ναυπηγικής βιομηχανίας. Στο Σχήμα 1 φαίνεται η γραφική αναπαράσταση των σύγχρονων μεθόδων, καθώς και η μεταξύ τους σχέση.
Μέσα από την πληθώρα των δημοσιεύσεων που μελετούν την ελικτικότητα διαφόρων τύπων σκαφών με χρήση υπολογιστικών εργαλείων, στη συνέχεια σταχυολογούμε ορισμένες από τις πιο χαρακτηριστικές. Η σημασία των Δοκιμών Πλήρους Κλίμακας φαίνεται από το γεγονός ότι αυτές πραγματοποιούνται σε ένα μεγάλο εύρος κλάσεων σκαφών και σε όλες τις φάσεις της υπηρεσιακής τους ζωής, από την κατασκευή έως και την ένταξη στο Στόλο, προκειμένου να μετρηθούν οι ελικτικές τους ικανότητες και να πιστοποιηθεί ότι αυτές βρίσκονται εντός των θεσπισμένων ορίων, με διαδικασίες που ορίζονται στη σχετική Αναφορά του ΙΜΟ [7]. Έτσι π.χ. στην [11] παρουσιάζονται οι μετρήσεις ελικτικότητας ενός 225 ποδών σκάφους της Αμερικάνικης Ακτοφυλακής (USCG) στα πλαίσια δοκιμών ένταξης στο στόλο και επεξεργασίας αυτών με πρόγραμμα ανάλυσης DGPS δεδομένων γνωστό ως TACMAN, ενώ στην [12] παρουσιάζεται η συγκριτική ανάλυση μεταξύ προβλέψεων με μαθηματικά μοντέλα και μετρήσεων πλήρους κλίμακας για την κλάση φρεγατών HALIFAX του Καναδά. Εξάλλου, στην [13] παρουσιάζονται τα αποτελέσματα θαλάσσης κατασκευαστή (Builder Sea Trials) για ένα σκάφος της USCG μήκους 420 ποδών, ενώ στη [14] μελετάται η ελικτικότητα φρεγατών σε κατάσταση κυματώδους θαλάσσης.
Οι δοκιμές μοντέλων υπό κλίμακα κατέχουν μια πολύ σημαντική θέση στο χώρο της βιομηχανίας κυρίως, καθώς βοηθούν στην πιστοποίηση μαθηματικών μοντέλων ανάπτυξης γαστρών με συγκεκριμένες απαιτήσεις ελικτικότητας, πριν αυτές κατασκευαστούν σε πλήρη κλίμακα.
Έτσι στην [15] παρουσιάζονται οι σχετικές δοκιμές του υπό κλίμακα μοντέλου ελεύθερης κίνησης μιας σωσίβιας λέμβου, ενώ στην [16] παρουσιάζεται η συνδυασμένη χρήση μαθηματικού μοντέλου και δεσμευμένου υπό κλίμακα μοντέλου για τη μελέτη ελικτικότητας ενός πλοίου μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων. Τέλος, υπάρχει μια πληθώρα μαθηματικών μοντέλων για προσομοίωση σε υπολογιστή, όπως το MPP, το FreeDyn, και το FreeSim, τα οποία παρουσιάζονται στην [17] και τα οποία θα χρησιμοποιηθούν για τη συγκριτική εκτίμηση της απόδοσης του SMART. Το σημαντικό συμπέρασμα στην [17] είναι ότι δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν όλα τα μοντέλα για την προσομοίωση όλων των τύπων σκαφών, καθώς το κάθε μοντέλο έχει ένα πεπερασμένο εύρος εφαρμογής.
Σε αυτήν την εργασία παρουσιάζουμε τη δομή της πλατφόρμας SMART η οποία αναπτύχθηκε προκειμένου να υποστηρίξει τις μετρήσεις ελικτικότητας που πραγματοποιούνται στο ΝΚ. Το εν λόγω πρόγραμμα καλύπτει τις δύο πρώτες μεθόδους πρόβλεψης του Πίνακα 1 και δύναται να επεξεργαστεί μετρήσεις Τακτικών Στροφών, Επιβραδύνσεων, Επιταχύνσεων και Σταματήματος. Στο Πρώτο Κεφάλαιο της εργασίας παραθέτουμε τα είδη των ελέγχων που καλύπτει το SMART καθώς και τις διαδικασίες εκτέλεσης αυτών των ελέγχων, όπως προβλέπονται από τις σχετικές διακηρύξεις του IMO. Στο Δεύτερο Κεφάλαιο αναλύουμε τη δομή και τις βασικές λειτουργίες που επιτελεί το πρόγραμμα, ενώ στο Τρίτο Κεφάλαιο παρέχουμε συγκριτική μελέτη των αποτελεσμάτων του SMART με άλλων προγραμμάτων πρόβλεψης ελικτικότητας. Στο Τέταρτο Κεφάλαιο περιγράφουμε τις μελλοντικές επεκτάσεις του προγράμματος, ενώ η εργασία τελειώνει με ορισμένα συμπεράσματα.


Κεφάλαιο πρώτo
Διαδικασίες και ορισμοί ελικτικών στοιχείων
Στο κεφάλαιο αυτό παρουσιάζουμε τους ελέγχους που καλύπτει το SMART. Η επιλογή των Τακτικών Στροφών και των ΣΕΕ ως είδη μετρήσεων τα οποία υποστηρίζει το SMART, έγινε με βάση τις απαιτήσεις των ναυτικών μονάδων, καθώς τα παραπάνω είδη μετρήσεων παρέχουν συμπυκνωμένη πληροφορία στο αρμόδιο πλήρωμα (Κυβερνήτης, Αξ/κός ναυτιλίας) για την ελικτικότητα και πλοηγησιμότητα της εκάστοτε μονάδος. Η παρουσίαση δίνει έμφαση στους ορισμούς των εννοιών και των μεγεθών που εμπλέκονται στους υπολογισμούς του SMART και δεν εμβαθύνει στις μαθηματικές λεπτομέρειες και τις σχετικές αναλύσεις που άπτονται της Ναυπηγικής Μηχανικής.

Σχήμα 2: Ορισμοί ελικτικών παραμέτρων Τακτικής Στροφής 540ο [4].
ΦΩΤΟ: ΝΕ

Η σημαντικότερη δοκιμή από πλευράς υλοποίησης την οποία καλύπτει το SMART είναι η Τακτική Στροφή (στροφή 540°), η οποία φαίνεται στο Σχήμα 2.
Η βασική διαδικασία εκτέλεσης της εν λόγω δοκιμής έχει ως εξής:

α) το πλοίο προσεγγίζει με προκαθορισμένη ταχύτητα με το πηδάλιο στο μέσον.
β) Από το χρονικό σημείο «comex» επιτρέπονται μερικά δευτερόλεπτα (συνήθως 30) μέχρι το χρονικό σημείο «execute» ώστε το πλοίο να έχει αποκτήσει σταθερή πορεία, πριν δοθεί η εντολή για στροφή πηδαλίου στην προκαθορισμένη φορά (αριστερά ή δεξιά) και γωνία.
γ) Το πλοίο στρίβει μέχρι να συμπληρωθούν 540° Αλλαγής Πορείας (Change Of Heading- C.O.H.) και τότε σημειώνεται το χρονικό σημείο «finex». Τότε λήγει η διαδρομή και το πλοίο παίρνει θέση για την επόμενη διαδρομή.

Από την επεξεργασία των αδιόρθωτων δεδομένων χρόνου, θέσης, και πορείας που λαμβάνονται κατά τη διάρκεια κάθε διαδρομής, δύνανται να υπολογιστούν διανύσματα διόρθωσης θέσης για κάθε μια από τις δύο συνιστώσες (x και y) κίνησης του πλοίου: οι 180° στροφής πλέον των 360° του πρώτου κύκλου, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2, εξυπηρετούν αυτόν τον σκοπό, οπότε και υπολογίζονται διανύσματα διόρθωσης λόγω των περιβαλλοντικών συνθηκών (drift) που επικρατούσαν στην περιοχή εκτέλεσης των δοκιμών και κατά τη διάρκειά τους. Εφαρμόζοντας αυτά τα διανύσματα διόρθωσης, δύναται να διορθωθεί η στροφή και να πάρουμε «τέλειο» κύκλο της μορφής που φαίνεται στα δεξιά του Σχήματος 2. Από αυτόν τον κύκλο μπορεί να υπολογιστεί ένα πλήθος ελικτικών παραμέτρων, οι σπουδαιότερες των οποίων είναι:

α) προχώρηση (advance), η οποία συνιστά την «οριζόντια» (παράλληλη στη διεύθυνση κίνησης) μετάθεση από το σημείο «execute» μέχρι τη συμπλήρωση 90° στροφής,
β) μετατόπιση (transfer), η οποία συνιστά την «κάθετη» (κάθετα στη διεύθυνση κίνησης) μετάθεση από το σημείο «execute» μέχρι τις 90° COH,
γ) τακτική διάμετρος (tactical diameter), η οποία μετράται από το σημείο «execute» μέχρι τις 180° COH και τέλος
δ) σταθερή διάμετρος (steady diameter), η οποία μετράται από το σημείο των 360° μέχρι το σημείο των 540° COH (δηλαδή οι τελευταίες 180° στροφής).


Σχήμα 3: Γραφική αναπαράσταση δοκιμών Σταματήματος και
Επιβράδυνσης. ΦΩΤΟ: ΝΕ

Μολονότι στη βιβλιογραφία έχουν παρουσιαστεί δοκιμές με στροφές 720° (αντιστοιχούν σε δύο κύκλους), η συνιστώμενη πρακτική με βάση την [4] είναι η εκτέλεση 540°. Με αυτόν τον τρόπο, συμβιβάζεται επαρκώς από τη μία η ανάγκη για ακρίβεια στον υπολογισμό των περιβαλλοντικών επιδράσεων και από την άλλη η χρονική διάρκεια εκτέλεσης των δοκιμών. Η τελευταία είναι ιδιαίτερα σημαντική για ένα Πολεμικό πλοίο, του οποίου το χρονοδιάγραμμα υποχρεώσεων είναι πιεστικό.

Οι δοκιμές Σταματήματος, Επιβραδύνσεων, και Επιταχύνσεων (ΣΕΕ) από πλευράς διαδικασίας εκτέλεσης αντιμετωπίζονται όλες με παρόμοιο τρόπο, μολονότι τα συμπεράσματα που εξάγονται σε κάθε περίπτωση είναι διαφορετικής σημασίας. Το Σχήμα 3 δείχνει την αναπαράσταση δοκιμής σταματήματος (πάνω) και επιβράδυνσης (κάτω). Έχοντας υπ’ όψιν το σχήμα, η διαδικασία έχει ως εξής:
α) το πλοίο προσεγγίζει με προκαθορισμένη ταχύτητα και πηδάλιο στο μέσον,
β) αφού δοθεί αρκετός χρόνος μετά το σημείο «comex» που σηματοδοτεί την έναρξη της δοκιμής, στο σημείο «execute» αρχίζει η εφαρμογή αλλαγής στις στροφές του κινητήρα ώστε να ληφθεί η προκαθορισμένη ταχύτητα λήξης της διαδρομής,
γ) το σημείο «finex» σημειώνεται μόλις το πλοίο λάβει την προκαθορισμένη ταχύτητα λήξης.

Είναι εμφανές από την παραπάνω περιγραφή ότι οι δοκιμές αυτού του είδους (προκαθορισμένες μεταβολές στροφών κινητήρα) μοιάζουν μεταξύ τους. Σημειώνεται εδώ ότι ειδικά για την περίπτωση δοκιμής Σταματήματος, το πλοίο θα πρέπει να προσεγγίζει με τη μέγιστη δυνατή ταχύτητα (ταχύτητα που να αντιστοιχεί στο 90% της ταχύτητας που επιτυγχάνεται με το 85% των μέγιστων στροφών κινητήρα) και να εφαρμόσει κάθε διαθέσιμο μέσον ανάσχεσης ταχύτητας, ενώ το σημείο «finex» ορίζεται για ταχύτητα μηδέν, ή Dead-In-Water (DIW) όπως επίσημα έχει επικρατήσει να αποκαλείται. Τα παραδοτέα αποτελέσματα που μπορούν να υπολογιστούν σε τέτοιες δοκιμές είναι:

α) Ο χρόνος προσέγγισης (Reach Time), υπολογιζόμενος από το σημείο«execute» μέχρι το σημείο «finex».
β) Η απόσταση προσέγγισης (Reach Distance), υπολογιζόμενη όπως παραπάνω.
γ) Η «κάθετη απόκλιση» (Lateral Deviation), υπολογιζόμενη ως η μέγιστη μετάθεση κάθετα στη διεύθυνση κίνησης, και η οποία προσμετράται από το σημείο«execute» μέχρι το σημείο «finex».
δ) Τα διαγράμματα μεταβολής της θέσης ως προς το χρόνο και μεταβολής της ταχύτητας ως προς το χρόνο.

Όπως καθορίζουν οι σχετικές διακηρύξεις εκτέλεσης τέτοιων δοκιμών, στο SMART διατίθενται τρεις τρόποι διόρθωσης του ίχνους λόγω περιβαλλοντικών επιδράσεων:

α) με εναλλαγή στροφής 540° και δοκιμής Σ.ΕΕ, ώστε από τη στροφή 540° να υπολογιστεί διάνυσμα πλαγιολίσθησης (drift vector) το οποίο στη συνέχεια θα εφαρμοστεί στη δοκιμή ΣΕΕ, ώστε να ληφθεί διορθωμένο ίχνος και επομένως πιο αξιόπιστα αποτελέσματα.
β) με πραγματοποίηση δύο αντίρροπων διαδρομών ΣΕΕ και συνάθροιση (μέσοι όροι) των επιμέρους αποτελεσμάτων.
γ) αν ο χρόνος ή οι συνθήκες δεν επιτρέπουν κάποια από τις παραπάνω μεθόδους διόρθωση, τότε οι δοκιμές ΣΕΕ πραγματοποιούνται σε όσο το δυνατόν ιδανικές περιβαλλοντικές συνθήκες, ο δε τρόπος εκτέλεσής τους
τεκμηριώνεται επαρκώς στην αναφορά που τις συνοδεύει.

Σημειώνεται τέλος εδώ ότι οι συνιστώμενες συνθήκες που πρέπει να ικανοποιούνται στο πεδίο εκτέλεσης των δοκιμών είναι οι εξής: α) βάθος πυθμένα τουλάχιστον 4 φορές το μέσο βύθισμα του πλοίου, β) άνεμοι μέχρι 5 Μποφώρ, και γ) κατάσταση θαλάσσης μέχρι 4. Στο επόμενο κεφάλαιο παρουσιάζεται ο τρόπος με τον οποίον υλοποιούνται και ενσωματώνονται οι παραπάνω δοκιμές στην πλατφόρμα SMART. Μολονότι η έμφαση δίνεται στην υλοποίηση των Τακτικών Στροφών, με παρόμοιο τρόπο υλοποιούνται και οι δοκιμές ΣΕΕ.


ΠΙΝΑΚΑΣ 2: Χαρακτηριστικά στοιχεία πλατφόρμας SMART

 

Κεφάλαιο δεύτερο
Βασική δομή και λειτουργίες του SMART
Στο παρόν κεφάλαιο παρουσιάζουμε τη δομή και τη λειτουργία του προγράμματος ανάλυσης ελικτικότητας SMART. Ο Πίνακας 2 συγκεντρώνει ορισμένα χαρακτηριστικά στοιχεία του προγράμματος.

Η ανάπτυξη της πλατφόρμας SMART βασίστηκε στους παρακάτω δύο άξονες:

• Ο μεν μαθηματικός πυρήνας ακολουθεί τις προδιαγραφές που θέτει η Διακήρυξη [4], στην οποία προβλέπεται συγκεκριμένη μεθοδολογία επεξεργασίας δεδομένων και διόρθωσής τους λόγω περιβαλλοντικών επιδράσεων (ρεύματα, πνέοντες άνεμοι). Με βάση τη [4] προσδιορίστηκαν τα προς επεξεργασία δεδομένα, τα παραδοτέα αποτελέσματα, οι απαιτούμενοι υπολογισμοί και αλγόριθμοι, καθώς και η ακρίβεια των υπολογισμών, τα οποία και ενσωματώνει το πρόγραμμα SMART.

• Η διεπαφή χρήστη-προγράμματος (Human-Computer Interface) είναι σχεδιασμένη έτσι ώστε να υποστηρίζει την ευκολία στη χρήση, την οργανωμένη γραφική αναπαράσταση των αποτελεσμάτων, και κυρίως τη λειτουργία σε πραγματικό χρόνο.

Στο Σχήμα 4 παρουσιάζεται η βασική δομή του SMART και οι τρόποι επικοινωνίας του με το εξωτερικό περιβάλλον για εισαγωγή δεδομένων και εξαγωγή αποτελεσμάτων.

 




Σχήμα 4: Δομικό διάγραμμα του SMART και η επικοινωνία του με το
περιβάλλον. Τα γράμματα σε κάθε κουτί αντιστοιχούν στα βήματα
της διαδικασίας που περιγράφεται στο κείμενο.

http://perialos.blogspot.gr/2013/04/smart.html
 

Για το Β΄ και τελευταίο ΜΕΡΟΣ πιέσατε ΕΔΩ

 

 

 
Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...