О требованиях к системе управления первого рагиядвижителя.

Очевидные и невероятные ЗАДАЧИ РАГИЯНАВТИКИ htm

Задача 1. О торможении и силах, действующих на айсберг при транспортировке htm

Задача 2. О принципе Ферма (принцип минимального времени распространения света)

в системах навигации и управления движением рагиядвижителя и айсберга htm

Задача 3. О маршрутах транспортировки айсбергов в мировом океане htm

Задача 4. Способ разработки айсберга для транспортировки его продукции htm

Задача 5. О Принципе использования в океане гидростатического давления и

других видов энергии для силовых устройств объектов рагиянавтики htm

Задача 6. Определение тяговых сил будущих рагиядвижителей

для транспортировки грузов и айсбергов в мировом океане htm

Задача 7. Электростанция для океана на основе рагиядвижителей htm

Задача 8. Использование уголковых отражателей в задачах рагиянавтики htm

Задача 9. О требованиях к системе управления первого рагиядвижителя

Агарёв В.А., к.т. н., академик УАОИ, чл. корр. МСАН

Введение

Прежде чем начнуться транспортировки грузов или кругосветные путешествия на рагиякораблях по географическим течениям океанов, необходимо осуществить большое количество запусков исследовательских зондов, а вслед за ними и автоматических лабораторий и с их помощью призвести разведку характеристик и составление навигационых карт течений мирового океана. Решение всех этих задач,

независимо от того, решаются ли они зондами или управляемыми человеком лабораториями с рагиядвижителями, потребует освоения науки рагиянавтики и рагиятехники. Новая наука требует развития и нових методов и средств управления рагиядвижителями, которые используют для своих путешествий энергию географических течений. В задаче затрагивается крупица проблем, связанных с формулировкой первых требований и рекомендаций для управления рагиядвижителем, окружающей средой для котрого является океанское течение.

Вопросы и проблемы, затрагиваемые в задаче тесно связаны с предыдущими задачами рагиянавтики №2 и №3, с которыми читатели сайта уже знакомы. Здесь, а так же в других статьях Интернет-НИИ „Рагиянавтика” говорится о применении основных принципов навигации и управления движением рагиякораблей и рагиядвижителей для решения задач рагиянавтики. Выдвигаются идеи, проекты и изобретения, связанные с освоением энергии океанских течений и требующие дальнейшего развития в ближайшем будущем.

Постановка задачи. Навигация и управление, в общем случае, предполагает наблюдение окружающей среды, определение местоположения и управление движением объекта. Система управления движением рагиядвижителя в пределах границ стержневой части течения является важнейшей в составе комплекса навигации и управления движением рагиятранспорта.

На рисунке показан вертикальный разрез стержня течения Ломоносова. Одинаковая скорость течений в стержне, выраженная в см/с, показана по замкнутым кривым. Из рисунка видно, что стержень с максимальными скоростями течения (70-80)см/с имеет в среднем размеры: по глубине - (50-75) метров, а по широте - (0,5 -0,7) угловых градусов относительно экватора. Можно заметить, что стержень течения относительно экватора «хочет» делится на две неравные половины: северную (большая часть) и южную (несколько меньшая часть). Используя рисунок и представленные данные, определим в первом приближении требования к системе управления рагиядвижителя, от выполнения которых зависит, в значительной степени, эффективность работы всего рагиятранспорта.

Предположим, что характеристики течения Ломоносова во многом характерны и для других теплых экваториальных океанских течений. Сравнительная оценка характеристик некоторых течений, а именно, Атлантического океана (течение Ломоносова), Тихого океана (течение Кромвела) и экваториального течения Индийского океана, допускает возможность такого предположения, но только при первоначальном этапе разработки системы управления первого в мире рагиядвижителя. Считаем также, что принцип действия такой системы и соответствующие датчики первичной информации о положении рагиядвижителя относительно границ стержня океанского течения предварительно определены. Определим лишь основные требования, предъявляемые к системе управления рагиядвижителем, исходя из более подробного изучения и анализа, имеющихся данных о течении.

Решение задачи.

Графическая обработка, представленных данных о течении Ломоносова позволяет составить более информативные и точные таблицы распределения скоростей в стержне течения. В первой таблице находятся значения скорости течения, в зависимости от глубины нахождения его струи, а во второй показаны скорости течения - в зависимости от расстояния его струи от экватора. По первой и второй таблицам построены графики для скоростей течения.

Из графика, на рисунке справа, следует:

- наибольшие скорости течения (70-80) см/с и, следовательно, максимальные мощности, которые способны дать концентраторы энергии рагиядвижителей, следует ожидать на глубинах (40-60) метров.

Из графика, на рисунке слева, следует:

- что такие же максимальные скорости течения (70-80) см/с следует ожидать: в северной части течения на расстояниях (40-80) км от экватора, а для южной части течения в более узкой полосе (50-55) км от экватора. Причем, в южной части течения скорость в стержне не превышает 70 см/с.

Что является причиной таких расхождений между скоростями северной и южной приэкваториальных частей течения является загадкой и предметом обсуждений других фундаментальных исследований.

На основании полученных фактов, можно уже сформулировать требования и рекомендации для системы управления движением первого рагиядвижителя. Основным назначением системы является определение положения рагиядвижителя относительно границ стержня с нибольшими скоростями течения и управление рагиядвижителем в пределах границ стержня.

Первые требования для системы управления движением рагиядвижителя для экваториальных течений, подобных течению Ломоносова, представляются в виде:

1. Обеспечить движение рагиядвижителя на глубинах 40-60 метров, при скорости течения в стержне (70-80) см/с, с погрешностью определения глубины в пределах 2-х метров.

2. Обеспечить движение рагиядвижителя в северной части течения, на расстоянии 40-80 км от экватора с погрешностью определения координат места в пределах 4 км.

3. Обеспечить движение рагиядвижителя в южной части течения, на расстоянии 50-55 км от экватора с погрешностью определения координат места в пределах 0,5 км.

Сравнительная оценка требований к управлению рагиядвижителем, в условиях течения Ломоносова, показывает, что при выборе маршрута для движения рагиятранспорта, предпочтение, при прочих равных условиях, следует отдать маршруту, проходящему в северной части стержня океанского течения.

При разработках систем навигации и управления движением первых рагиядвижителей необходимо провести обзор, анализ и выбор возможных технических решений, а также датчиков первичной информации, способных обеспечить выполнение сформулированных выше требований. Среди таких решений могут найти применение способы и изобретения, например, ультразвуковые подводные уголковые отражатели, расставленные в известных точках для обозначения границ течений. Рагиядвижители, оборудованные соответствующими системами обнаружения и привязки к таким «базовым элементам» способны контролировать точность работы и настройки бортовых систем управления и ориентации. Особое внимание, для автономных систем навигации и управления движением рагиядвижителей, заслуживают бортовые гироориентаторы, например, на основе свободных гироскопов, использующие при изготовлении космические технологии.