uzluga.ru
добавить свой файл
1
УТВЕРЖДАЮ

Проректор по научной работе


_____________ С.Р. Деркач

«___» ___________ 2011 г.


СПИСОК ВОПРОСОВ

для вступительного экзамена по специальности

05.22.19 «Эксплуатация водного транспорта, судовождение»


I. Навигация

Навигационные измерения и их погрешности

  1. Вероятность и частота. Классификация погрешностей измерений. Случайные погрешности как случайные величины.

  2. Случайные последовательности и случайные процессы, их характеристики. Основные законы распределения случайных величин: равномерный, нормальный, Стьюдента.

  3. Доверительные интервалы и доверительные вероятности. Коэффициенты корреляции, корреляционные и автокорреляционные функции.

  4. Априорная и апостериорная оценки точности измерений. Погрешности функций измеренных величин. Систематические погрешности навигационных измерений.


Определение места судна и оценка его точности

  1. Навигационные параметры, навигационные функции и навигационные изолинии. Расчет координат места судна прямыми аналитическими методами. Прямая и обратная геодезические задачи на сфере и эллипсоиде.

  2. Линеаризация навигационных функций. Методы решения задач определения места судна. Метод линий положения. Графоаналитические и графические методы определения координат.

  3. Обработка навигационной информации при избыточных измерениях: метод наименьших квадратов, последовательный метод наименьших квадратов, фильтр Калмана. Идентификация и исключение систематических погрешностей в измерениях.

  4. Оценка точности обсервации: априорные и апостериорные ковариационные матрицы, связь их собственных чисел и собственных векторов с параметрами доверительных интервалов координат.

  5. Современные РТС для определения места судна: радиомаяки, судовые и береговые радиолокационные станции, САРП, СУДС, фазовые, импульсно-фазовые гиперболические РНС.

  6. Спутниковые навигационные системы (СНС). Их геометрические и технические характеристики, алгоритмы аналитических решений задач обсервации, точность, приемоиндикаторная и выдаваемая информация, учет различия в опорных геодезических системах координат. Дифференциальные методы определения координат.


Счисление пути судна и плавание по оптимальным траекториям

  1. Счисление пути судна. Особенности использования различных лагов и курсоуказателей. Учет сфероидичности Земли. Оценка точности счисления. Обсервационное счисление.

  2. Плавание по наивыгоднейшим путям. Дуга большого круга как линия кратчайшего расстояния на сфере. Методы плавания по ДБК.


Методы навигации в различных условиях плавания

  1. Характеристики методов навигации. Навигационное обеспечение плавания в открытом море, подходах к побережью и прибрежного плавания.

  2. Плавание в стесненных водах и районах регулирования движения судов. Навигационное обеспечение плавания при особых обстоятельствах.


Мореходная астрономия

  1. Сферическая астрономия. Системы координат, взаимная связь, изменение координат. Видимые координаты светил.

  2. Элементы орбит, понятие о расчете эфемерид и орбит планет и спутников. Общая теория рефракции в атмосфере. Наклонение горизонта, исправление измеренных высот светил.

  3. Время и его измерение, системы счета времени: всемирное, земное, динамическое, атомное – и связь между ними.

  4. Секстан. Теория погрешностей, приемы измерения высот и углов. Алгоритмы решения задач мореходной астрономии по определению поправки компаса и координат.

  5. Вопросы картографии. Продольная, поперечная и универсальная меркаторские проекции. Стереографическая и гномоническая картографические проекции. Решение навигационных задач на картах различных проекций. Представление сеток навигационных изолиний на картах различных проекций.

  6. Электронные навигационные карты, электронные картографические навигационно-информационные системы и их использование в морской навигации.


II. Управление судном и безопасность на море


Теоретические основы управления судном

  1. Силы, действующие на судно при прямолинейном движении. Расчет сил сопротивления и тяги винта. Силы, действующие на судно при поворотах. Периоды и элементы циркуляции.

  2. Управляемость одновинтового судна на заднем ходу. Диаграмма управляемости судна.

  3. Влияние гребного винта на управляемость одновинтового судна. Влияние гребных винтов на управляемость многовинтовых судов.

  4. Влияние основных конструктивных факторов, скорости движения и посадки судна на его управляемость. Маневренные характеристики судна. Их определение по результатам натурных испытаний. Судовая информация о маневренных характеристиках судна. Ее использование при управлении судном.

  5. Расчетные методы определения характеристик пассивного торможения. Расчетные методы определения характеристик активного торможения.

  6. Особенности управления судами, оснащенными САУ (крыльчатые движители, активные рули, подруливающие устройства, поворотные винтовые колонки и раздельные поворотные насадки).

  7. Способы улучшения маневренных характеристик судна (использование якорного устройства, работа винторулевого устройства в переменном режиме). Способы уменьшения тормозного пути на глубокой воде.


Расхождение судов

  1. Расхождение судов на виду друг у друга. Взаимные обязанности судов. Определение параметров ситуации сближения и элементов движения цели по данным РЛС.

  2. Радиолокационная прокладка и ее точность. Расхождение с целью изменением курса. Учет циркуляции. Оценка предпринятых действий. Возвращение к прежним элементам движения. Расхождение с целью изменением скорости. Учет инерции. Оценка предпринятых действий.

  3. Возвращение к прежним элементам движения. Расхождение с целью изменением курса и скорости. Учет инерции. Оценка предпринятых действий. Возвращение к прежним элементам движения.

  4. Расхождение судов в каналах и на фарватерах на виду друг у друга. Учет влияния навигационных ограничений на выбор маневра. Определение дистанции отхода от линии первоначального курса в процессе расхождения.

  5. Действия обгоняющего и обгоняемого судна. Решение задач на маневренном планшете. Анализ ситуации сближения и выбор маневра при расхождении с несколькими судами.

  6. Плавание судов в системе разделения движения. Ориентировка в потоке. Вход в полосу движения и выход из нее. Пересеченис полосы в системе разделения движения. Выход из потока с пересечением встречной полосы движения. Решение задач на маневренном планшете. Безопасная скорость и ее обоснование.

  7. Расхождение судов в условиях ограниченной видимости. Обработка радиолокационной информации с использованием САРП.

  8. Основные функциональные возможности и ограничения САРП, которые необходимо учитывать при расхождении. Принципы первичной и вторичной обработки радиолокационной информации в САРП.

  9. Влияние погрешностей датчиков информации и внешних условий на оценку опасности ситуации сближения. Особенности использования САРП при расхождении в различных условиях плавания.


Теория и практика управления судном в различных условиях

  1. Особенности управления судном при плавании на мелководье. Влияние мелководья на маневренные характеристики судна. Просадка судна при плавании на мелководье. Расчет необходимого запаса воды под килем.

  2. Гидродинамическое взаимодействие расходящихся в узкости судов. Гидродинамическое взаимодействие между корпусом судна и стенками канала.

  3. Учет влияния ветра и волнения на управляемость судна при плавании в штормовых условиях. Способы штормования. Универсальная штормовая диаграмма. Ее использование при плавании в штормовых условиях.

  4. Требования Регистра к остойчивости морских судов. Методика вычисления критерия погоды. Использование информации капитана об остойчивости судна. Диаграммы статической и динамической остойчивости.

  5. Обеспечение безопасности при плавании на попутном волнении. Дополнение информации об остойчивости при плавании на попутном волнении.Силы, действующие на груз при качке. Расчет крепления груза. Контроль за креплением груза в рейсе.

  6. Силы, действующие на судно стоящее, на якоре. Держащая сила якорного устройства. Постановка судна на якорь в различных условиях. Расчет якорной стоянки. Постановка судна на два якоря в различных условиях. Обеспечение безопасности якорной стоянки. Контроль за дрейфом. Способы уменьшения рыскания. Съемка с якоря.

  7. Швартовка судна при отсутствии ветра и течения. Швартовка судна при ветре. Швартовка судна при наличии течения.

  8. Швартовка судов типа Ро-Ро. Швартовка судна кормой к причалу. Швартовка судна с использованием одного буксира в различных условиях. Швартовка судна с использованием двух буксиров в различных условиях.

  9. Особенности швартовки крупнотоннажных судов. Выполнение швартовных операций в открытом море. Самостоятельная отшвартовка судна, Отшвартовка судна с использованием буксиров.

  10. Общие вопросы организации ледового плавания. Навигационная характеристика морских льдов. Ледовые карты. Подготовка судна к ледовому плаванию.

  11. Организация вахтенной службы и наблюдения за корпусом судна при плавании во льдах. Самостоятельное плавание судна во льдах. Плавание судов под проводкой ледокола.

  12. Буксировка судов в море. Виды буксирных линий и способы их крепления. Определение максимальной и допустимой скорости буксировки.

  13. Определение условий безопасности буксировки на волнении. Расчет однородной буксирной линии.

  14. Управление судном при буксировке. Начало движения. Выполнение поворотов. Подача и отдача буксирной линии в различных условиях.

  15. Организация проведения грузовых операций на открытых рейдах.

  16. Действия экипажа при посадке на мель. Снятие судна с мели собственными силами: работой машины на задний ход, изменением крена и дифферента. Снятие судна с мели с посторонней помощью: буксировкой, размывом грунта.

  17. Система управления движением судов, принципы ее построения и функционирования. Использование системы управления при проводке судов в сложных условиях плавания.


Безопасность на море

  1. Организация действий экипажа в аварийных ситуациях. Расписание и сигналы судовых тревог. Подготовка экипажа к действиям в аварийных ситуациях. Оценка состояния аварийного судна по запасу плавучести и остойчивости. Меры по восстановлению и поддержанию остойчивости.

  2. Борьба с поступлением воды внутрь судна. Заводка пластыря. Постановка цементного ящика, заделка мелких повреждений корпуса, конструктивные меры обеспечения непотопляемости судов различных типов.

  3. Конструктивные меры противопожарной защиты судна. Системы пожаротушения и их использование. Тактика тушения пожара в различных судовых помещениях.

  4. Организация оставления судна по шлюпочной тревоге. Спуск и посадка людей в шлюпки в различных условиях. Использование аварийных радиобуев системы «Коспас-Сарсат» Использование надувных спасательных плотов, их спуск и посадка людей. Снабжение спасательных плотов.

  5. Действия вахтенного помощника при тревоге «Человек за бортом». Схемы маневрирования в различных условиях.

  6. Организация спасания на море. Спасательно-координационные центры.

Типовые схемы поиска аварийного судна. Оказание помощи судну, терпящему бедствие.

Использование судовых технических средств системы ГМССБ при авариях и бедствиях. Формат аварийного сообщения.


III. Гироскопические навигационные приборы

Общие свойства гироскопических систем

  1. Гироскопические силы. Движение системы под действием гироскопических сил. Влияние гироскопических и диссипативных сил на движение потенциальной системы.

  2. Нелинейные и неавтономные системы. Стационарное движение гироскопических систем.


Гироазимуты

  1. Свободный гироскоп. Технические способы реализации свободного гироскопа. Основные свойства. Поведение свободного гироскопа на неподвижном основании.

  2. Гироазимут. Уравнения движения. Методы коррекции. Статические и динамические погрешности.


Гирокомпасы и гирогоризонткомпасы

  1. Уравнения движения и основные положения теории двухгироскопного компаса. Влияние маневрирования основания. Инерционные девиации. Накопление девиаций.

  2. Апериодические гирокомпасы. Проблема инвариантности. Влияние качки. Корректируемые гирокомпасы. Уравнения движения.

  3. Влияние качки. Корректируемые гирокомпасы и гирогоризонткомпасы, построенные на динамически настраиваемых гироскопах. Гирогоризонткомпасы с инерциальным режимом работы.

  4. Использование математических моделей для целей повышения точности гироскопических компасов. Бесплатформенные гирогоризонткомпасы. Кинематические уравнения Эйлера. Углы Эйлера. Кинематические уравнения Пуассона. Параметры Родрига—Гамильтона.


Гировертикали

  1. Теория гиромаятника. Теория гировертикалей с пропорциональной коррекцией, с постоянной (релейной) коррекцией, с интегральной коррекцией. Анализ точности в различных случаях движения основания.


Гироскопические датчики информации о движении основания

  1. Теория гиротахометра, гиротахоакселерометра, интегрирующего гироскопа, гироскопического интегратора линейных ускорений. Комбинированные инерциальные датчики информации. Анализ точности показаний.


Вероятностные методы в прикладной теории гироскопов

  1. Уравнения движения и передаточные функции основных гироскопических устройств, описываемых линейными уравнениями, коэффициенты которого выражаются случайными функциями.

  2. Вероятностные характеристики ошибок гироскопических устройств, поврежденных случайными функциями.

  3. Вероятностные характеристики ошибок гироскопических устройств, подверженных случайным возмущениям.

  4. Обработка результатов испытаний гироскопических устройств. Методы оптимальной и субоптимальной фильтрации Калмана.


Системы гироскопической стабилизации

  1. Структура систем гироскопической стабилизации. Геометрия и кинематика.

  2. Элементы систем гироскопической стабилизации. Одноосный, двухосный и трехосный гиростабилизаторы.

  3. Силовые гиростабилизаторы. Индикаторные гиростабилизаторы. Динамический синтез систем гироскопической стабилизации.


Инерциальные навигационные системы

  1. Теория автономных систем. Основные ошибки определения координат и ориентации объекта, возникающие вследствие инструментальных и методических погрешностей.

  2. Начальная ориентация ИНС. Корректируемые ИНС. Коррекция от допплеровского лага, от ОР8, астрокоррекция. Точность коррекции ИНС.

  3. Применение методов оптимальной фильтрации Калмана для повышения точности ИНС.


Основные типы современных гироскопов

  1. Динамически настраиваемые гироскопы. Гироскопы с неконтактными типами подвесов (магнитный гироскоп, электростатический гироскоп). Оптические гироскопы. Вибрационные гироскопы.


IV. Теория судна и обеспечение безопасности судовождения


Общие вопросы гидродинамики

  1. Связь теории с прогнозированием поведения судна в реальных условиях в целях повышения безопасности мореплавания. Экспериментальные методы и теоретические исследования в гидродинамике судна.

  2. Основные законы гидродинамики, в наибольшей степени связанные с теорией судна, и разделы, определяющие безопасность мореплавания. Основные положения и принципы судовой гидродинамики.

  3. Свойства жидкости и их проявления в задачах теории судна и безопасности мореплавания.

  4. Методы описания взволнованной поверхности и практические способы определения параметров реального морского волнения.


Статика

  1. Непотопляемость судна. Методы расчета непотопляемости. Кривые предельных длин отсеков. Вероятностный подход к делению судна на отсеки.

  2. Принципы спрямления и увеличения остойчивости аварийного судна. Способы расчета диаграммы статической остойчивости аварийного судна. Теоретические принципы расчета параметров остойчивости на малых и больших углах наклонений.

  3. Аналитические выражения координат центра величины и метацентра. Метацентрические формулы остойчивости. Диаграммы статической и динамической остойчивости — назначение, использование и методы построения.

  4. Методологические принципы нормирования остойчивости морских судов в правилах РФ и ИМО. Требования к остойчивости судна. Требования к посадке и остойчивости аварийного судна.


Ходкость

  1. Физическая сущность составляющих сопротивления среды движению судна, пути снижения основных составляющих сопротивления. Экспериментальные методы определения сопротивления. Масштабный эффект сопротивления.

  2. Физическая сущность дополнительных составляющих сил сопротивления движению судна от ветра, волнения и льда. Расчетные методы их определения.

  3. Сопротивление движению судна на мелководье, в узкостях. Физическая сущность, расчетные методы определения.

  4. Принцип работы гребного винта, лопастная теория гребного винта, силы и моменты на гребном винте. Представление о вихревой теории гребного винта. Влияние условий эксплуатации на работу гребного винта, шероховатость лопастей, свободная поверхность воды, волнение.

  5. Пути количественной оценки влияния условий эксплуатации, методы уменьшения отрицательного влияния.

  6. Пропульсивный комплекс судна. Характеристики элементов пропульсивного комплекса и их взаимодействие. Возможности судоводителя по поддержанию скорости хода в эксплуатации и снижению расхода топлива.

  7. Основы теории крыла. Силы, возникающие на крыле при обтекании потоком. Экспериментальные и расчетные методы определения этих сил. Роль теории крыла и конкретные задачи, решаемые с помощью этой теории.

  8. Физические представления о реверсировании судна с различными типами движителей (ВРШ, ВФШ). Работа ВРШ и ВФШ при реверсе. Определение параметров реверса судна с ВФШ и ВРШ.


Управляемость

  1. Силы, действующие на корпус судна при движении на тихой воде и методы их определения. Основные положения и гипотезы.

  2. Силы, действующие на судно от ветра и волнения.

  3. Гидродинамическое взаимодействие судна с мелководьем и с откосами каналов. Гидродинамическое взаимодействие судов при расхождении и обгоне.

  4. Основные понятия теории управляемости судна. Конструктивные и эксплуатационные факторы, определяющие устойчивость движения и маневренные качества судна.

  5. Критерии оценки маневренных качеств судна. Принципы нормирования маневренных качеств судна в РФ и ИМО.

  6. Типы, принципы работы и характеристики основных, а также дополнительных средств управления движением.

  7. Поведение судна при движении в условиях ветра и волнения. Причины возможной потери судном управляемости в таких условиях.

  8. Управляемость судна на заднем ходу.

  9. Маневренные качества судна при изменении скорости хода и на малых ходах.

  10. Управляемость судов, оборудованных специальными типами движителей (крыльчатыми, поворотными колонками, азиподами).

  11. Силы и моменты, возникающие при использовании активных средств управления.

  12. Теория движения судов при морской буксировке. Возможные режимы движения буксируемого судна и их причины.


Мореходность

  1. Морское волнение, его разновидности, стадии существования и его роль в проблемах мореходности и безопасности. Методы описания взволнованной поверхности и практические способы определения параметров реального морского волнения.

  2. Мореходность судов на волнении и при ветре и ее связь с безопасностью мореплавания. Особенности бортовой качки. Способы воздействия на амплитуду и ускорение при качке. Сущность резонанса, его разновидности и роль в проблеме опрокидывания судна.

  3. Проблема попутного волнения в корабельной науке и судовождении. Принципы регламентации параметров движения судна на попутном волнении в документах ИМО и классификационных обществ.

  4. Динамические проявления судна на волнении (слемминг, заливаемость, виппинг, потеря устойчивости бортовых колебаний).

  5. Проявление нелинейных колебаний в качке судна. Виды нелинейностей в качке. Связь нелинейной бортовой качки и остойчивости. Корректировка собственного периода бортовой качки с использованием ДСО.

  6. Научный анализ аварий судов на волнении, произошедших в результате опрокидывания судна. Динамика судна с сыпучими и зерновыми грузами на волнении. Контроль остойчивости при перевозке зерна.

  7. Принципы описания и оценки качки судов на нерегулярном волнении. Спектральные и статистические характеристики качки и их связь с нерегулярным волнением.

  8. Взаимосвязь вертикальной и бортовой качки. Возникновение параметрических бортовых колебаний судна лагом к волне, на попутной волне и при стоянке на якоре.

  9. Особенности качки заякоренных объектов. Качка судов на мелководье и на разрушающемся волнении.

  10. Принципы, положенные в основу определения минимального опрокидывающего момента в методике Российского морского Регистра судоходства и в методике ИМО.


V. Автоматизация судовождения


Методы описания производственных процессов и операций

  1. Формирование цели и оценки результатов, построение математических и имитационных моделей.

  2. Понятия по теории надежности, теории систем массового обслуживания, теории информации, алгебры логики.


Автоматическое регулирование и управление

  1. Принципы работы систем автоматического управления и регулирования /CAP/. Основные связи, характеристики типовых звеньев. Переходные процессы. Качество работы САР.

  2. Законы управления и регулирования. Управление сложными инерционными объектами. Временные и передаточные функции судов по изменению курса и скорости.

  3. Математические модели движения. Статистическая модель судна как объекта регулирования. Ограничение регулирующих органов.

  4. Влияние внешних факторов: ветра, течения, глубины и т.п.


Использование ЭВМ в системах судовой автоматизации

  1. Персональные и встраиваемые ЭВМ. Судовые вычислительные сети, принципы их построения. Построение судовых банков данных. Программное управление.

  2. Управляющие программы, принципы их построения и методы их испытаний. Надежность программного обеспечения и методы его повышения.

  3. Организация автоматизированного рабочего места судовых специалистов. Эргономические требования к их организации.

  4. Требования классификационных обществ к судовым компьютерам, микропроцессорным системам и управляющим программам.



Автоматизированные системы судовождения

  1. Автоматизация определения координат места судна. Статистические методы обработки исходной навигационной информации, получаемой от различных датчиков.

  2. Методы повышения точности и надежности исходной навигационной информации. Комплексирование навигационных измерений. Адаптивные навигационные фильтры.

  3. Средства и методы автоматической радиолокационной прокладки. Цифровые методы обнаружения и сопровождения цели.

  4. Вероятностная оценка решения задачи расхождения судов. Пути повышения вероятности успешного расхождения судов при наличии автоматизированных систем расхождения.

  5. Электронные картографические дисплейные информационные системы. Их место в системе автоматизации судовождения. Их влияние на изменение функциональных обязанностей судоводителя при планировании перехода и несении ходовой вахты.

  6. Формирование судового банка данных электронных навигационных карт.

  7. Построение систем автоматического слежения за безопасностью судна во время рейса.


Рассмотрен и рекомендован кафедрой «Судовождения»,


протокол заседания кафедры №___ от «__» ___________2011 г.


Заведующий кафедрой «Судовождения»,


д.т.н., профессор Юдин Ю.И. __________________ «__» _________ 2011 г.