2.Задача поиска компромисса

Для повышения “доверия” к результатам исследования были введены два критерия оптимальности:

(20) ,

(21) .

Для решения задачи отыскания максимума критериев оптимальности были выбраны диапазоны допустимых значений частных критериев a_кр., ₀, _Р. Выбор основан на данных, полученных при анализе характеристик натурных экспериментов:

0,25 < a_кр < 0,75, 0,25/c < ₀ < 1/c и 0,7/c < _п < 1,5/c,

или в безразмерном виде [3]:

(22) 0,0044 < a_кр < 0,013

(23) 0,0625 < ₀ < 0,25

(24) 0,175 < _п < 0,375.

Эти ограничения позволили выделить область допустимых сочетаний параметров и (заштрихованные области на рис. 4, 5, 6). Совмещение полученных областей 1, 2, 3 дает область поиска решения поставленной задачи (рис. 7).

Расчет значений критериев показал, что максимумы и достигаются в одной и той же точке области поиска решений. Сплошной и пунктирной линией внутри области (рис. 7) отмечены равные уровни по каждому из критериев.

Рис. 7. Область поиска оптимального решения. Линии равного уровня значений критериев и .

Используя полученные результаты, можно сделать вывод, что для рассматриваемого теоретического судна [1] a_кр. и ₀ не выйдут за пределы диапазона желаемых значений, если находится в районе базового значения: [-0,1; 0,3], а осадка судна в полном грузу на спокойной воде будет увеличена на 8 – 10 % от расчетной.

Для случая =1, =0 характеристика управляемости представлена на рис. 8.

Рис. 8. Характеристики управляемости: (1) – теоретического судна; (2) – оптимизированного теоретического судна.

3.Заключение

Решение поставленной в работе задачи показывает, что за счет десятипроцентного увеличения расчетной осадки судна на спокойной воде при полной загрузке возможно улучшение его управляемости. В частном случае, для теоретического судна [1], удалось в 5 раз уменьшить a_кр, более, чем в 2 раза – ₀ и практически сохранить угловую скорость поворота _Р при небольших перекладках руля (_Р = 5). Уменьшение ₀ влечет за собой уменьшение количества перекладок руля для удержания судна на заданном направлении, а уменьшение a_кр – уменьшение размеров фазового пятна – области S пониженной управляемости.

4.Литература

1. Войткунский Я.И., Першиц В.Я., Титов И.А. Справочник по теории корабля. Судовые движители и управляемость. Л.: Судостроение, 1973. 321 с.

2. Фейгин М.И. Автоколебания судов в угле рыскания. – Тр./ Горьк. ин-т инж. водн. тр-та, 1980, вып. 174, с.3-28.

3. Фейгин М.И., Чиркова М.М. О существовании области пониженной управляемости для судов, неустойчивых на прямом курсе. Изв. АН СССР. МТТ. 1985, № 2, с. 73-78.

4. Брахман Т.Р. Многокритериальность и выбор альтерантивы в технике. – М.: Радио и связь, 1984. –288с.

 Бюллетень №1 дополнений и изменений к Правилам Российского Речного Регистра, утвержденный Распоряжением Министерства транспорта Российской Федерации № НС-183р от 31 декабря 2003 г. и введенный в силу 31 марта 2004 г.