РАЗДЕЛ 2
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ГЛАВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СПАСАТЕЛЬНЫХ СУДОВ
2.1. Общая постановка задачи определения главных элементов спасательных судов и ее особенности
Создание методов определения главных элементов судна, в частности, - главных элементов СС, является одной из основных задач теории проектирования судов. После выбора главных элементов судна, его основные свойства в значительной степени становятся предопределенными.
Действительно, если найдены главные размерения судна, выбрана форма обводов, установлена архитектура корпуса и его конструкция, определено специальное оборудование, составлена принципиальная схема общего расположения судна, установлены основные показатели его мореходных свойств, то вся последующая работа по разработке проекта явится лишь детализацией ранее принятых решений.
Эта работа будет уже базироваться не на применении теории проектирования, а на разрешении вопросов теории корабля, строительной механики, технологии судостроения и т. п. Все расчеты, связанные с остойчивостью, ходкостью, мореходностью, прочностью и другими свойствами судна, будут теперь носить поверочный характер, так как в основу этих расчетов будут положены ранее установленные значения главных элементов судна.
В настоящее время с помощью САПР (например "Foran", "Tribon", "AutoShip", и т.д.) наиболее успешно решаются задачи последних этапов проектирования судов, как правило, начиная с задач технического проекта. Однако, не смотря на то, что эти программы, после получения соответствующих уточнений, могут внести свой вклад в начальные этапы проектирования судна, ни один из них не определяет первый, и очевидно наиболее важный, этап проектирования - определение оптимальных главных размерений, коэффициентов полноты и других главных элементов судна [5, 42, 113].
Задача определения главных элементов судна обладает значительной сложностью, поскольку необходимо удовлетворить большое число требований, предъявляемых к проектируемому судну. Кроме того, при наличии сложной и в ряде случаев противоречивой взаимосвязи между ними и ограниченности числа уравнений, однозначно раскрывающих связь между элементами и характеристиками судна, нужно найти рациональные соотношения по удовлетворению этих требований. В теории проектирования судов подход к решению этой задачи имеет значительную историю, в том числе и историю периода, когда электронно-вычислительные средства не были широко распространены. Еще в те времена стало ясным, что в рамках созданных, относительно простых, аналитических моделей получить достаточную точность определения характеристик судна не удастся.
После появления электронно-вычислительных средств, в начале процесса автоматизации проектных расчетов, актуальность разработки численных методов определения главных элементов судна обычно обосновывалась необходимостью экономии времени и трудозатрат по сравнению с выполнением традиционных проектных проработок.
По мере развития исследований различных качеств судов и экономических исследований, теперь уже обеспечивающих численную реализацию задач оптимизации главных элементов судна, постоянно росла потребность в повышении степени адекватности используемых моделей реальным явлениям. Удовлетворение этой потребности могло быть достигнуто лишь на основе совершенствования используемых методов и расширения информации о проектируемых объектах.
Вместе с очевидной необходимостью дальнейшего развития методов определения главных элементов судов, осуществляемых с целью повышения их информативного содержания, появились и более серьезные причины для сосредоточения усилий в этом направлении. По мере возникновения новых проблем судостроения и создания в связи с этим более информативных средств анализа свойств проектируемых судов все сложнее становилось осуществление синтеза необходимых свойств на основе выбора предпочтительного варианта судна на множестве большого числа альтернатив. В связи с этим будущее направления оказалось непосредственно связанным с успехами в развитии теории принятия решений. При этом так же, как и во многих других предметных областях, при формировании аппаратных средств обоснования проектных решений значительную роль начал играть функциональный анализ. Для того чтобы использовать этот мощный инструмент исследования, необходимо было иметь возможность порождать настолько близкие альтернативы проектного решения, чтобы их последовательность могла бы рассматриваться как гладкая функция.
Актуальность разработки методов отыскания главных элементов судна, обладающих таким свойством, определилось именно тем обстоятельством, что сам процесс получения необходимых значений главных элементов, по сути, должен представлять подобную функцию. Построение таких функций наиболее корректно достигается в том случае, если методологической основой разработки методов определения главных элементов проектируемых судов становится системный подход.
При использовании методологии системного подхода формируемую задачу проектирования судна следует рассматривать как задачу синтеза образа системы, обратную традиционной задаче анализа ее свойств. В этом случае системой становится выбираемый объект исследования, а все другие объекты, которые влияют на функционирование системы, но не входят в нее, определяются как среда функционирования системы.
В данной диссертационной работе в качестве исходной рассматриваемой системы выбрано спасательное судно. Эта система детализируется множеством входящих в нее подсистем и расширяется до представления в качестве элемента другой, более сложной системы: спасательное судно - природная среда обитания, заданная районом обслуживания - совокупность терпящих бедствие судов в этом районе - база материально-технического снабжения - сервисные и ремонтные предприятия и т.д.
Детализируя современное спасательное судно как сложную систему, необходимо отметить то, что она состоит из таких взаимосвязанных подсистем как корпус судна, его энергетическая установка, навигационн