фл.семафором навигация
исполнить цепочку-на главную в кубрик-на 1 стр.
  • главная
  • астрономия
  • гидрометеорология
  • имена на карте
  • судомоделизм
  • навигация
  • устройство НК
  • памятники
  • морпесни
  • морпрактика
  • протокол
  • сокровищница
  • флаги
  • семафор
  • традиции
  • морвузы
  • мороружие
  • словарик
  • моравиация
  • кают-компания

  •  

    Учебник по навигации

     


    Глава 3

    ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ХОДА, ПРОЙДЕННОГО КОРАБЛЕМ РАССТОЯНИЯ И ПОПРАВКИ ЛАГА



    § 18. Определение пройденного кораблем расстояния по показаниям лага

     



         Для определения скорости хода и пройденного кораблем расстояния пользуются главным образом гидродинамическими лагами, действие которых основано на принципе измерения гидродинамического давления, возникающего от движения корабля и изменяющегося соответственно изменению скорости его хода.
         Приемное устройство гидродинамического лага имеет два канала, по одному из которых в чувствительный элемент передается статическое давление, зависящее только от осадки корабля, а по другому—суммарное давление, включающее, кроме статической составляющей, составляющую динамического давления, зависящую от скорости движения корабля. Давление воды по обоим каналам приемного устройства поступает в чувствительный элемент, представляющий собой камеру, разделенную диафрагмой на две полости—нижнюю и верхнюю. Нижняя полость камеры соединена трубопроводом с каналом, принимающим суммарное давление, а верхняя — с каналом приема статического давления.
         Когда корабль стоит без хода, давление в нижней полости камеры уравновешивается давлением в ее верхней полости, так как в обе полости поступает статическое давление, обусловливаемое осадкой корабля, и диафрагма остается неподвижной. При движении корабля в нижней полости камеры чувствительного элемента лага образуется избыточное давление, пропорциональное квадрату скорости хода, которое преобразуется в механическое усилие, приводящее в действие компенсационное устройство лага, вырабатывающее значение скорости хода в узлах.
         Величина пройденного расстояния как функция скорости и времени вырабатывается в лаге интегрирующим механизмом.

     
         Другим типом лагов, принципиально отличающимся от гидродинамических, являются
    вертушечные лаги, в качестве чувствительного элемента которых используется вертушка, выстреливаемая под днище корабля. При движении корабля встречный поток воды давит на лопасти вертушки и заставляет ее вращаться. Число оборотов, совершаемое вертушкой, пропорционально проходимому кораблем расстоянию. Вращение вертушки передается на специальный счетчик, который отмечает число оборотов вертушки и преобразовывает его в пройденное кораблем расстояние. Шкала счетчика пройденного расстояния градуируется в морских милях. При помощи специального счетно-решающего механизма пройденное расстояние перерабатывается в скорость, которая показывается на счетчике в узлах.
         Гидродинамические и вертушечные лаги, как это следует из краткого их описания, показывают пройденное кораблем расстояние относительно воды. Перемещения самой массы воды эти лаги не учитывают.
         Пройденное кораблем расстояние Sл получают по лагу как разность двух отсчетов (ол2 - ол1) соответствующих моментам наблюдений T2 и T1. Независимо от конструкции любой лаг показывает пройденное расстояние и скорость хода корабля с некоторой погрешностью. Погрешность показаний пройденного расстояния носит относительный характер и накапливается пропорционально проходимому расстоянию. Величина этой погрешности при разных скоростях хода корабля различная.
         Для компенсации погрешности показаний лага при расчете пройденного кораблем расстояния необходимо в разность показаний (разность отсчетов лага рол = ол2 — ол1) вводить поправку лага. Поправкой лага называется численное значение погрешности показаний счетчика пройденного кораблем расстояния, взятой с обратным знаком и выраженной в процентах от разности отсчетов лага.
         На основании приведенного определения поправку лага Δл в процентах можно выразить математически следующей формулой 41:

    Δл% = {S - (ол2 - ол1) / (ол2 - ол1)} * 100 = {(S - рол) / рол} * 100

    где S — расстояние, пройденное кораблем относительно воды;
    рол = ол2 — ол1 — разность отсчетов лага, соответствующая расстоянию S.

    Из формулы (41) следует, что расстояние S, проходимое кораблем относительно воды и определяемое на основании показаний лага с учетом его поправки, нужно вычислять по формуле

    S = рол (1+ Δл% / 100) =рол * кл (42)

         Выражение (1+ Δл% / 100) называется коэффициентом лага и обозначается кл. Поправка лага Δл может иметь знак плюс или минус. Если лаг отсчитывает расстояния меньше действительно проходимых кораблем, то поправка лага имеет знак плюс, и наоборот, когда лаг показывает расстояние больше проходимого кораблём в действительности, поправка лага имеет знак минус. При положительной поправке лага коэффициент лага всегда больше единицы, при отрицательной поправке лага коэффициент лага меньше единицы. Связь коэффициента лага с поправкой лага может быть выражена формулами 43:

    кл = 1 + Δл% / 100
    Δл% = 100 * (кл - 1)


         Вместо вычислений пройденного расстояния S по формуле (42) можно пользоваться специальными таблицами 28-а, 28-б, помещенными в МТ. Табл. 28-а пользуются при положительных поправках лага, а табл. 28-б — при отрицательных. Аргументами для входа в таблицы служат разность отсчетов лага (она приведена в левом вертикальном столбце) и поправка или коэффициент лага, показанные в верхней горизонтальной строке. Пройденное расстояние S выбирается из таблицы на пересечении столбца и строки, соответствующих заданным значениям аргументов (рол, Δл, кл).
         В тех случаях, когда разность отсчетов лага рол превышает 100 миль, ее разбивают на две (или несколько) произвольные части, в сумме дающие заданную разность отсчетов лага, но каждая из которых не превышает 100 миль. Выбрав из таблицы на каждую из частей аргумента пройденное расстояние и сложив их вместе, получают пройденное кораблем расстояние, соответствующее полному аргументу
    рол.



    Пример 1. ол1 = 122,0 мили, ол2 = 248,0 мили, Δл = + 4%. Определить пройденное расстояние.

    Решение. рол = ол2 - ол1 = 126,0 миль.
    Разбив произвольно 126,0 миль на две части, например 90,0 миль и 36,0 миль, выбираем из табл. 28-а:

    S1 = 90 * (1 + Δл% / 100) = 93,6 мили;
    S2 = 36 * (1 + Δл% / 100) = 37,4 мили


    и находим пройденное расстояние как сумму

    S = S1 + S2 = 93,6 + 37,4 = 131,0 мили.
    При поправке лага, превышающей 10%, ее разбивают на две части — Δ л1% и Δ л2% , каждая из которых меньше 10%, а сумма их равна заданной Δ л %. Пройденное расстояние при этом на основании формулы (42) можно определить по формуле

    S = (ол2 - ол1)(1+ Δл1% / 100 + Δл2% / 100),

    которая после преобразования принимает вид

    S = (ол2 - ол1)(1 + Δл1% / 100) +
    ол2 - ол1)(1 + Δл2% / 100) - (ол2 - ол1) (44)
    или
    S = рол * кл1 + рол * кл2 - рол


         Для нахождения пройденного расстояния при разделении Δ л % или кл на две части нужно выбрать из таблицы исправленные расстояния по разности отсчетов лага для каждой из частей, сложить ИХ и из суммы вычесть разность, отсчетов лага. Значительно проще и быстрее, чем по таблицам 28-а, 28-6, исправление разности показаний лага его поправкой, выраженной в виде коэффициента лага кл можно производить с помощью логарифмической линейки. При этом задача сводится к умножению по линейке разности отсчетов лага (ол2 - ол1) на коэффициент лага кл в соответствии с формулой (42).
         При решении некоторых задач навигации возникает необходимость заранее предвычислять показания лага (отсчеты лага) на заданный момент времени или для определенных точек на линии пути корабля, например для точек поворота на новый курс. В таких случаях по известному плаванию (расстоянию) до заданной точки и известной поправке лага можно рассчитать разность отсчетов лага по одной из следующих формул, полученных из (42):

    (ол2 - ол1) = S / (1 + Δ л% / 100)

    рол = S / кл (45)


         Искомая разность отсчетов лага соответствии с формулами (45) может быть также получена обратным входом по таблицам 28-а и 28-6 МТ-63 или с помощью логарифмической линейки.
         Прибавив вычисленную разность отсчетов лага (ол2 - ол1) к начальному отсчету ол1, получают предвычисленный отсчет лага ол2 на заданный момент.
     


    Пример 2. Расстояние от некоторого исходного места до заданной точки, снятое с карты, равно 44,0 мили, Δ л = — 5%; начальный отсчет лага в исходной точке ол1 =16,8 мили. Найти отсчет лага ол2, который будет на счетчике лага в заданной точке.

    Решение.
    По формулам рол = ол2 — ол1 = S / кл и

    кл = 1 + Δ л% / 100 = 0,95 с применением таблиц или логарифмической линейки находим:

    ол2 — ол1 = 44 / 0,95 = 46,3 мили;

    ол2 = ол1 + рол = 16,8 + 46,3 = 63,1 мили.

         Поправка лага изменяется по величине и знаку с изменением скорости хода корабля. У исправного и хорошо отрегулированного лага поправка обычно невелика (до ±1%). Для регулировки лага и определения его поправки обычно используют выход корабля на мерную линию и производят эту работу одновременно с определением скоростей хода.
         В одном из способов определения поправки лага производят сравнение действительно пройденного кораблем расстояния S между секущими створами мерной линии с расстоянием, полученным по показаниям лага. Расстояние, рассчитываемое при этом по показаниям лага, получают как разность отсчетов (
    ол2 — ол1), соответствующих моментам начала ол1 и окончания ол2 прохождения кораблем известного по длине отрезка S между двумя парами секущих створов. Затем по формуле

    Δ л = {S - (ол2 — ол1)} / (ол2 — ол1) (46)

    рассчитывают поправку лага на данном пробеге для заданного числа оборотов. Коэффициент лага рассчитывается или непосредственно из результатов наблюдений

    кл = S / (ол2 — ол1)

    или через найденную поправку лага

    кл = 1 + Δ л / 100 (47)


    Для получения поправок и коэффициентов лага, соответствующих средним скоростям хода корабля, полученным из двух, трех и четырех пробегов на мерной линии, они рассчитываются по следующим формулам:


    при двух пробегах —
    Δ лср = {Δ л1 + Δ л2) / 2
    клср = (кл1 + кл2) / 2 ;

    при трех пробегах -
    Δ лср = (Δ л1 + 2Δ л2 + Δ л3) / 4;
    клср = (кл1 + 2кл2 + кл3) / 4;

    при четырех пробегах —
    Δ лср = {Δ л1 + 3 Δ л2 + 3 Δ л3 + Δ л4} / 8 ;
    клср = { кл1 + 3кл2 + 3 кл3 + кл4} / 8,

    где Δ лi — поправка лага, полученная из наблюдений и вычислений на i - м пробеге.

         Другой, более точный способ определения поправки и коэффициента лага основан на наблюдениях и последующем сравнении скорости Vлi полученной по показаниям лага без учета его поправки, со средней скоростью V0, полученной из наблюдений на данном режиме работы движителей.
         Для повышения точности и надежности результатов в этом способе на каждом пробеге производится не менее чем три наблюдения скорости V'лi, из результатов которых затем вычисляется Vлi, как их среднее арифметическое.
         Каждое наблюдение состоит в том, что по счетчику пройденного расстояния замечаются два отсчета ол1, ол2 и два соответствующих им отсчета моментов времени T1, T2. Затем рассчитываются рол = ол2 - ол1 и время t = Т2 - Т1, выраженное в секундах. На основе полученных данных нетрудно рассчитать скорость корабля V'лi, отнесенную к единице времени — часу:

    V'лi = (ролi / ti) * 3600.

    Осредненные затем результаты V'лi дают возможность получить среднюю скорость на пробеге Vлi, которая и служит вместе со средней скоростью V0 для непосредственного вычисления поправки и коэффициента лага:

    Δ лi = {(V0 - Vлi) / Vлi} * 100 (48)
    клi = V0 / Vлi (49)

     


         Полученные таким образом на каждом пробеге поправки и коэффициенты лага осредняются (как и в первом способе) с целью получения средних (Δлср, клср) их значений для каждого режима работы движителей.
    По результатам определения поправок лага вычерчивается график, аналогичный графику скоростей хода. По оси абсцисс откладываются скорости хода корабля, а по оси ординат—поправки лага. Вычерченная по нескольким точкам (рекомендуется из наблюдений получать не меньше пяти точек) кривая дает возможность составить Таблицу поправок лага, которая так же, как и Таблица соответствия скорости хода числу оборотов движителей, помещается в навигационный журнал для использования в счислении пути корабля.

          Однако опыт и практика работы корабельных штурманов показывают, что более удобно и с большей точностью можно получить данные о скорости и поправке лага не из таблиц, а из графиков, послуживших основанием для составления этих таблиц. Поэтому мы рекомендуем штурманам пользоваться главным образом графиками.
         В случаях когда отсутствует возможность произвести необходимые наблюдения на мерной линии, скорость хода корабля при заданном числе оборотов винтов и соответствующая этой скорости поправка лага могут быть определены непосредственно в походе. Скорость хода при этом определяется по продолжительности плавания корабля прямым курсом между двумя обсервованными точками. Поправка лага определяется также путем сравнения действительно пройденного кораблем расстояния с разностью отсчетов лага, соответствующей этому расстоянию.
         Если точно определить два места корабля, между которыми рассчитываются скорость хода и поправка лага, не представляется возможным, можно воспользоваться следующим приемом. Курс корабля прокладывается параллельно прямой, соединяющей два маяка или два иных навигационных ориентира. Измерив время плавания этим курсом между траверзами на избранные ориентиры и заметив в моменты траверзов отсчеты лага, можно рассчитать скорость хода и поправку лага, пользуясь формулами (42) и (46). Моменты выхода корабля на траверзы ориентиров следует замечать не по азимутальному кругу, а с помощью картушки компаса по рассчитанному компасному пеленгу.
    Штурман должен знать, что последний способ определения поправки и коэффициента лага является весьма приближенным и обращаться к нему следует лишь при острой необходимости, когда, например, нет уверенности в исправности или поправке лага.

         Следует иметь в виду, что скорости хода и поправки лага, определенные по расстоянию между двумя обсервованными точками или траверзами на два ориентира, могут содержать значительные ошибки, вызванные неучтенным влиянием течения, ветра, волны и других факторов. В ,таких случаях по результатам наблюдений вычисляется скорость хода не относительно воды, как это имеет место на мерной линии по 2, 3 и 4 пробегам, а действительная скорость перемещения корабля относительно дна моря, соответствующая не только заданному режиму движения, но и конкретным метеорологическим и гидрологическим условиям плавания данным курсом в данном районе моря. Вместо поправки лага в таких случаях определяется так называемая поправка плавания. Полученные таким способом поправка плавания и скорость корабля пригодны для расчета пройденных кораблем расстояний лишь в таких же условиях, в каких они определялись и для грубого контроля за работой лагов.

     








    Рейтинг@Mail.ru