Видеодневник инноваций
Баннер
Судовые закрытия с автоматическим управлением

Флоту предложили
двери и люки
с автоматикой

Авторизация

Логин:
Пароль:

Поиск

Важнейшая "подсистема" боевого корабля – люди
21.11.12
Текст: Центральный Военно-Морской Портал, Виктор Дубровский, доктор технических наук(1)
Фото: atrinaflot.narod.ru
Боевой корабль можно рассматривать как сложную систему, состоящую из нескольких более простых подсистем. К последним относятся, например, корпус, энергетическая установка, движитель, рулевая система, системы вооружения.

Но основной "подсистемой" корабля являются люди, управляющие им и его техническими подсистемами. Боеспособность корабля в существенной мере определяется как уровнем подготовки, так и текущими психофизическими качествами экипажа.

Влияние волнения

Возможность применения надводного корабля, то есть работоспособность его в целом и каждой подсистемы в отдельности, в той или иной мере снижается при волнении. Это снижение происходит неравномерно: разные подсистемы могут достаточно эффективно применяться при волнении разной интенсивности.

Эскадренный миноносец "Бесстрашный" проекта 956 штормует в Северной Атлантике
При наличии норм мореходности для каждой подсистемы степень снижения ее эффективности может быть предсказана как расчетным путем, так и с использованием экспериментальных данных о мореходности конкретного корабля. Кроме размерений и формы корабля, ускорения, скорости и перемещения при качке всех видов определяются также расположением ключевых элементов системы относительно центра масс корабля.

О нормах мореходности

Обычно нормы мореходности задаются в виде допустимых наибольших значений ускорений, скоростей или перемещений, частоты сопровождающих качку явлений (слеминг, заливание палубы и надстроек, оголение обтекателя гидроакустической антенны).

Если выйти за рамки ВМФ, то надо отметить большое количество предложенных норм мореходности судов различного назначения. Причем были предложены не только нормы для судовых подсистем, но и нормы, учитывающие особенности и потребности людей (пассажиров и экипажа). Имеются и нормы, определяемые воздействием волнения на людей.

Очевидно, что волнение приводит как к снижению производительности труда людей во время качки, так и к ухудшению возможностей отдыха вне времени вахт. Последнее обстоятельство приводит к "накоплению" усталости: за время отдыха человек не успевает восстановиться и выходит на следующую вахту уже уставшим в той или иной мере. Понятно, что усталость не только снижает производительность физического труда, но и скорость реакции, возможности концентрации внимания.

К сожалению, имеется крайне мало исследований влияний волнения на эффективность работы операторов современных систем вооружения и управления. Вероятно, к результатам таких исследований можно отнести норму вертикальных ускорений на ходовом мостике британских надводных кораблей (НК): не более 40% ускорения свободного падения. Однако нормы, определяемые "человеческим фактором", достаточно редко применяются при сравнении НК.

Сравнение эффективности подсистем НК на волнении

Примером сравнения работоспособности подсистем, определяющих качества НК как платформы, а также подсистем вооружения, является статья H.Zeraatgar, A.B/ Rostami 'An Investigation on Ship Operability versus Equipment Operability in Irregular Waves'(2).
Подсистемы и нормы их мореходности
В этой статье рассмотрены следующие подсистемы и нормы их мореходности:

– "корпус" (частота слеминга днища – не более 20 в час, частота заливания палубы – не более 100 в час);
– гидроакустическая антенна (не более 24 оголений в час);
– артиллерийские установки различных типов (вертикальная скорость перемещения при качке не более 5,3 метров в секунду с обеспеченностью 3%);
– торпедные аппараты (углы качки не более 20 градусов при обеспеченности в 3%).

Расчеты качки были выполнены для НК водоизмещением 1500 тонн длиной 94 метра с осадкой 3,5 метра при заданном проектом размещении вооружения на корабле.

Авторы статьи не знают о существовании метода сравнения мореходности, позволяющего "свернуть" это сравнение до единственной цифры, характеризующей среднегодовую вероятность сохранения рассматриваемым кораблем и всеми его подсистемами работоспособности в заданном районе Мирового океана при заданных нормах мореходности любых подсистем.

Этот метод впервые был опубликован на русском языке в 1978 году, намного позже – на английском(3).

В рассматриваемой статье результаты сравнительных расчетов представлены для некоторых сочетаний среднего периода нерегулярного волнения и высоты волны. Но и такое сравнение выявило существенные особенности соотношения возможностей подсистем рассмотренного НК.

В таблице 1 показана высота волны, при которой выполняются нормы для корпуса и гидроакустики, а также систем оружия.

Таблица 1. Предельная значительная высота волны, при которой могут нормально функционировать различные системы НК водоизмещением 1500 тонн (встречные курсовые углы)
Средний период волнения, секунды 5 7 8,5 10
Корпус и антенна гидроакустического комплекса 3 4 6 6
Орудие MK 75/62 2 2 2 3
Орудие OTO Melara 40/70 2 2 2 3
Орудие MK 15/CIWS 3 2 3 4
Торпедный аппарат 4 0,2 0,2 1


Даже представленные в такой ограниченной форме расчеты показали, что почти всегда системы вооружения перестают нормально работать при меньшей высоте волны, чем корпус и акустика. Это означает, что совершенствование систем вооружения является первоочередной задачей по сравнению с совершенствованием рассмотренного корабля как носителя.

Надо еще раз отметить, что в статье нет учета последствий ограниченности возможностей подсистемы "экипаж" на оперативный коэффициент корабля.

Можно предположить, что такие же данные, полученные на практике без учета "человеческого фактора", являются причиной очевидного нежелания большинства руководителей флотов заменять традиционные однокорпусные НК на более мореходные многокорпусные (более дорогие).

Возражения по поводу распространенной позиции

Однако в таком обосновании ненужности перехода к многокорпусным НК есть два сомнительных пункта:

1. При расширении применения на НК авиационного вооружения, включая беспилотные летательные аппараты, нормы мореходности НК с такими системами очевидно будут более жесткими, чем при применении артиллерийского и торпедного вооружения.
2. Для повышения возможностей экипажа как коллектива операторов систем вооружения необходимо существенно улучшить условия отдыха и труда на НК вплоть до малых водоизмещений.

Выводы

Представляется очевидным, что без учета влияния "человеческого фактора" на оперативный коэффициент мореходности невозможно обосновать любые усовершенствования, ведущие к повышению мореходности НК. Для более точного прогнозирования эффекта от такого усовершенствования нужно использовать данные о влиянии волнения на трудоспособность людей, а затем учесть это влияние при расчете оперативного коэффициента мореходности.

Наиболее радикальным методом повышения мореходности НК является применение многокорпусных архитектурно-конструктивных схем.

Характерная для многокорпусных НК повышенная – или существенно повышенная при малой площади ватерлинии – мореходность обеспечит повышение боевых качеств при использовании любых систем вооружения и улучшение условий отдыха и труда экипажа.

Кроме того, такая известная особенность многокорпусных НК, как увеличенная удельная площадь палуб, позволит повысить и нормы площади для размещения экипажа, что тоже улучшит условия его отдыха.

Примечания

1 - Виктор Дубровский - доктор технических наук, Государственный Морской Технический Университет, Санкт-Петербург.
На протяжении более 30 лет - научный сотрудник ЦНИИ имени академика А.Н. Крылова (прошел путь от младшего до старшего и ведущего научного сотрудника).
Составитель, научный редактор и соавтор монографии "Многокорпусные суда" (издательство "Судостроение", Ленинград, 1978 год) и ее англоязычной версии 'Multi-hull ships' (США, 2001 год), книг 'Ships with outriggers' ("Суда с аутригерами", США, 2004 год), 'Ships with small water-plane area' ("Корабли с малой площадью ватерлинии", США, 2007).

2 - H.Zeraatgar, A.B. Rostami. 'An Investigation on Ship Operability versus Equipment Operability in Irregular Waves', Brodogradnja, 2012, 63 – 1, pp. 30 – 34.

3 - V. Dubrovsky. 'Complex Comparison of Seakeeping: Method and Example, Marine Technology and SNAME News', 2000, vol. 37, № 4, October, pp. 223 – 229).

Главное за неделю