Вплив проактивного управління судном на зменшення вібрації та гідроакустичних шумів судна

Анотація

У статті проведено комплексне дослідження впливу параметрів управління судном – зокрема курсу, диференту та швидкості – на рівень вібрації конструктивних елементів судна та інтенсивність підводного шумового випромінювання (URN). В даній роботі розглянуто, що коливання крутного моменту головного двигуна та нерівномірність обертання гребного валу значно посилюються в умовах хвилювання, особливо за відсутності ефективної корекції курсу судна і контролю за параметрами крену і диференту судна. Такі коливання спричиняють підвищене навантаження на елементи валопроводу, основу головного двигуна та корпус судна, що, у свою чергу, зумовлює збільшення структурного шуму та акустичного навантаження на морське середовище. У межах дослідження в даній роботі оглянуто підхід до оптимізації управління судном та контролем морехідного стану судна. Зміна курсу судна відносно напрямку хвильового фронту, разом із корекцією диференту та швидкості руху судна, дозволяє знизити гідродинамічну асиметрію обтікання й скручувальні навантаження, зменшуючи відповідно структурні коливання та підводний шум. Для аналізу вібрацій застосовано алгоритми спектральної обробки сигналу, зокрема дискретне перетворення Фур’є, що дозволило виявити основні джерела збудження низькочастотних гармонік, пов’язаних із гвинтом та валовою лінією. Вимірювання та оцінка вібраційної активності проводилися відповідно до міжнародних стандартів ISO 6954 та ISO 20283-5, із урахуванням критеріїв допустимого рівня вібрацій для елементів конструкції та забезпечення життєздатності суднових систем. Результати аналізу лягли в основу розробки рекомендацій щодо практичного маневрування судном, орієнтованого на зниження акустичного впливу на довкілля. Методика, що запропонована у статті, дозволяє оцінювати та зменшувати структурні вібрації та URN без конструктивних змін, спираючись лише на ефективне керування судном. Матеріали дослідження мають практичне значення для екіпажів морських суден, проєктантів навігаційних систем та розробників автоматизованих систем управління. Вони також узгоджуються з сучасними вимогами IMO щодо мінімізації підводного шуму в зонах підвищеної екологічної чутливості. У статті представлено комплексну методологію зменшення шумового навантаження, що базується на поєднанні рішень по управлінню судном, контролю морехідних якостей судна, динамічних характеристик корпусу та стандартів технічного контролю і стану судна