An Investigation on Ship Operability versus Equipment Operability in Irregular Waves

摘要

A ship may have a certain function for which a set of appropriate equipment must perform their right functionalities. A ship is a total system composed of several subsystems. From a particular point of view, a naval ship as a total system may be divided into two subsystems such as the arms subsystem (guns, missiles, rockets and torpedoes) and the ship subsystem (includes everything except arms). The main goal of this study is to find out which subsystem of a ship fails to perform its functionality in harsh conditions of sea waves. For this purpose, a linear mathematical model for ship motions and dynamic behaviour such as accelerations, deck wetness, propeller emergence and so on is prepared. For the arms dynamics on the deck of the ship, a model based on motion of the ship as a solid object is considered. The criteria of the operability of the ship subsystem and the arms subsystem are collected from references and rearranged. A computer program is developed based on the mathematical model and the seakeeping criteria in irregular waves. A case study has been done for an existing frigate with a gun and a particular type of torpedo. Comparison of the range of operability of the arms subsystem and the ship subsystem shows that the gun has less operability than the ship.%Brod može imati određenu funkciju i za njeno ispunjavanje nužno je da određena skupina opreme mora izvodit svoje ispravne zadatke. Brod je totalan sustav koji je sastavljen iz više podsustava. Gledano s određenog stanovišta, ratni brod kao totalni sustav može se podijeliti u dva podsustava, a to su podsustav naoružanje (topovi, projektili, rakete i torpeda) i podsustav brod (tu je sve uključeno osim naoružanja). Glavni cilj ovog rada je da se ustanovi, koji će od brodskih podsustava zakazati u izvršavanju svojih zadataka pri ekstremnim uvjetima plovidbe na morskim valovima. U tu je svrhu pripremljen linearni model za gibanje broda na valovima i za određivanje raznih dinamičkih značajki kao što su to ubrzanja, zalijevanje palube, zakazivanje rada brodskog vijka i si. Za potrebe analize dinamičkog ponašanja naoružanja na palubi broda razmatran je model koji se zasniva na gibanju broda kao krutog tijela. Kriteriji o učinkovitosti podsustava brod i podsustava naoružanje sakupljeni su iz literature i prilagođeni ovom problemu. Razvijen je program za elektroničko računalo koji se zasniva na matematičkom modelu i na kriterijima pomorstvenosti broda na nepravilnim valovima. Načinjen je praktični primjer za postojeću fregatu s topom i posebnim tipom torpeda. Usporedba razine učinkovitosti podsustava naoružanje i podsustava brod pokazuje da je učinkovitost topa manja u odnosu na onu od broda.