Розробка методу автоматичного керування додатковими вітрорушіями, гвинтом та стерном як єдиною структурою виконавчих пристроїв судна

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.352588

Ключові слова:

додаткові вітрорушії, енергетична ефективність, умовна оптимізація, єдина структура виконавчих пристроїв

Анотація

Об’єктом дослідження є процеси автоматичного оптимального керування додатковими вітрорушіями, гвинтом та стерном як єдиною структурою виконавчих пристроїв судна.

Морська галузь стикається зі значними викликами через дедалі жорсткіші законодавчі вимоги щодо скорочення викидів шкідливих речовин в атмосферу та покращення клімату. Серед широкого спектру технологій та паливних рішень, що розглядаються в цьому контексті, одними з найперспективніших є вітрові рушійні установки. Вони можуть суттєво зменшити споживання палива суднами та, як наслідок, зменшити викиди парникових газів та інших шкідливих речовин в атмосферу. У відомих рішеннях кожне вітрило рушійної установки обладнано системою автоматичного оптимального наведення на вітер, що дозволяє максимально використовувати енергію вітру. У роботі розглянуті питання додаткового зменшення витрат палива одногвинтового конвенційного судна з вітровою рушійною установкою при його русі по маршруту, у порівнянні з відомими рішеннями. Отримані результати пояснюються використанням у  системі керування рухом судна бортового обчислювача; розрахунку, на кожному кроці бортового обчислювача, оптимальних керувань вітровою рушійною установкою, гвинтом та стерном як єдиною структурою виконавчих пристроїв судна. Оптимальні керування знаходяться шляхом вирішення у бортовому обчислювачі системи керування задачі умовної оптимізації цільової функції з обмеженнями типу рівностей та нерівностей. Це дозволяє додатково зменшити витрати палива, у порівнянні з прототипом, на 11% та одночасно забезпечити необхідні керуючі сили і момент для підтримування заданого руху судна по маршруту. Результати можуть бути досягнуті лише за наявності в системі керування бортового обчислювача достатньої потужності

Біографії авторів

Сергій Миколайович Зінченко, Херсонська державна морська академія

Доктор технічних наук

Кафедра навігації та управління судном

Костянтин Олегович Товстокорий, Херсонська державна морська академія

Асистент

Кафедра навігації та управління судном

Костянтин Васильович Тимофеєв, Херсонська державна морська академія

Кандидат технічних наук

Кафедра експлуатації суднового електрообладнання і засобів автоматики

Дмитро Миколайович Онишко, Херсонська державна морська академія

Старший викладач

Кафедра загальнофахової підготовки та морської безпеки

Вадим Олександрович Поліщук, Херсонська державна морська академія

Старший викладач

Кафедра навігації та управління судном

Посилання

  1. Louda, P., Marasanov, V., Sharko, A., 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, 15 (3), 1191. https://doi.org/10.3390/ma15031191
  2. Babichev, S., Sharko, O., Sharko, A., Mikhalyov, O. (2019). Soft Filtering of Acoustic Emission Signals Based on the Complex Use of Huang Transform and Wavelet Analysis. Lecture Notes in Computational Intelligence and Decision Making, 3–19. https://doi.org/10.1007/978-3-030-26474-1_1
  3. Louda, P., Sharko, A., 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/ma15113791
  4. Luo, Y., Kong, L., Fang, S., Shu, Y., Niu, T., Chen, G., Liao, R. (2024). Reviews on the power management for shipboard energy storage systems. Sustainable Horizons, 9, 100094. https://doi.org/10.1016/j.horiz.2024.100094
  5. 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. 2023 13th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT), 496–500. https://doi.org/10.1109/acit58437.2023.10275545
  6. Kobets, V., Zinchenko, S., Tovstokoryi, O., Nosov, P., Popovych, I., Gritsuk, I., Perederyi, V. (2024). Automatic Prevention of the Vessel’s Parametric Rolling on the Wave. Proceedings of the 8th International Conference on Computational Linguistics and Intelligent Systems. Volume II: Modeling, Optimization, and Controlling in Information and Technology Systems Workshop (MOCITSW-CoLInS 2024). https://doi.org/10.31110/colins/2024-2/016
  7. Zinchenko, S., Tovstokoryi, O., Popovych, I., Nosov, P., Onyshko, D., Kalinichenko, Y. (2025). Reconfiguration of Redundant Structures of Ship Actuators Using Zero Motion Method. 2025 15th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT), 948–953. https://doi.org/10.1109/acit65614.2025.11185810
  8. Zinchenko, S., Tovstokoryi, O., Kobets, V., Kyrychenko, K. (2025). Intelligent system for reconfiguring the redundant structure of ship actuators without disturbance. Proceedings of the Intelligent Systems Workshop at 9th International Conference on Computational Linguistics and Intelligent Systems (CoLInS-2025). https://doi.org/10.31110/colins/2025-2/009
  9. Kobets, V., Popovych, I., Zinchenko, S., Nosov, P., Tovstokoryi, O., Kyrychenko, K. (2023). Control of the Pivot Point Position of a Conventional Single-Screw Vessel. Proceedings of the 11-th International Conference "Information Control Systems & Technologies", 130–140. Available at: https://ceur-ws.org/Vol-3513/paper11.pdf
  10. Laursen, R., Patel, H., Sofiadi, D., Zhu, R., Nelissen, D., Seters, V., Pang, D. (2023). Potential of wind – assisted propulsion for shipping. European Maritime Safety Agency (EMSA). Available at: https://www.emsa.europa.eu/publications/item/5078-potential-of-wind-assisted-propulsion-for-shipping.html
  11. Berge Olympus. Available at: https://www.bergebulk.com/our-fleet/berge-olympus/
  12. Wind Challenger. The Wind Assisted Ship Propulsion System. Available at: https://www.mol-service.com/en/services/energy-saving-technologies/wind-challenger
  13. Li, Z., Wang, K., Liu, Y., Liang, H., Zhang, D., Wang, Z. et al. (2026). Evaluation of energy-saving effects of a wing-typed sail-assisted ship using wind energy density route analysis. Ocean Engineering, 345, 123693. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2025.123693
  14. Zhang, S., Wang, X., Zhen, L. (2026). Shipping service design for wind-assisted ships. Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, 209, 104720. https://doi.org/10.1016/j.tre.2026.104720
  15. Li, Z., Wang, K., Ruan, Z., Li, D., Liang, H., Ma, R. et al. (2025). A fuel consumption prediction model for wind-assisted ship based on operational data. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 149, 105045. https://doi.org/10.1016/j.trd.2025.105045
  16. Cairns, J., Vezza, M., Green, R., MacVicar, D. (2021). Numerical optimisation of a ship wind-assisted propulsion system using blowing and suction over a range of wind conditions. Ocean Engineering, 240, 109903. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.109903
  17. Nyanya, M. N., Vu, H. B., Schönborn, A., Ölçer, A. I. (2021). Wind and solar assisted ship propulsion optimisation and its application to a bulk carrier. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 47, 101397. https://doi.org/10.1016/j.seta.2021.101397
  18. Zhu, J., Chen, L., Miao, R. (2025). Optimization of sail-hybrid electric power system for ships considering correlated environmental uncertainties. Applied Energy, 391, 125862. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2025.125862
  19. Wang, Z., Chen, L., Huang, L., Wang, K., Ma, R., Wang, B. (2025). A novel multivariable coupling optimization method of wind-assisted propulsion system for a large crude carrier. Energy, 322, 135720. https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.135720
  20. Zinchenko, S. M., Tovstokoryy, K. O. (2025). Conditional optimization of vessel controls with wind additional propulsion system. Scientific Bulletin Kherson State Maritime Academy, 2 (31), 30–40. https://doi.org/10.33815/2313-4763.2025.2.31.030-040
Розробка методу автоматичного керування додатковими вітрорушіями, гвинтом та стерном як єдиною структурою виконавчих пристроїв судна

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-02-27

Як цитувати

Зінченко, С. М., Товстокорий, К. О., Тимофеєв, К. В., Онишко, Д. М., & Поліщук, В. О. (2026). Розробка методу автоматичного керування додатковими вітрорушіями, гвинтом та стерном як єдиною структурою виконавчих пристроїв судна. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(2 (139), 126–135. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.352588

Номер

Том 1 № 2 (139) (2026): Інформаційні технології. Системи управління в промисловості

Розділ

Системи управління в промисловості

Ліцензія

Авторське право (c) 2026 Serhii Zinchenko, Kostyantyn Tovstokoryy, Kostiantyn Tymofeiev, Dmytro Onyshko, Vadym Polishchuk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.