Вопрос №11. Элементы счисления и их характеристика. Прокладка при отсутствии дрейфа и течения. Счислением координат судна (счислением)

• Название: Элементы счисления и их характеристика. Прокладка при отсутствии дрейфа и течения. Счислением координат судна (счислением)
• Анкор: Вопрос №11.doc
• Дата: 28.05.2018
• Размер: 0.55 Mb.
• Имя файла: Вопрос №11.doc
• Тип: Документы; #19730
• страница: 1 из 4

Вопрос №11.

Счисление пути судна. Сущность и разновидности счисления. Графическое счисление. Циркуляция и её учёт графическим способом, по таблицам циркуляции и диаграмме циркуляции (прямая и обратная задачи). Учёт дрейфа судна при прокладке. Учёт постоянного и приливо - отливного течений. Аналитический учёт течения. Совместный учёт дрейфа и течения. Точность счисления без учёта внешних факторов, с учётом дрейфа, с учётом течения и при совместном учёте дрейфа и течения. Аналитическое счисление и его точность.

Элементы счисления и их характеристика. Прокладка при отсутствии дрейфа и течения.
Счислением координат судна (счислением) называется вычисле­ние текущих координат судна от известных координат по времени, курсу и скорости с учетом влияния ветра и течения.

Счисление, вы­полняемое непосредственно на морской навигационной карте с ис­пользованием штурманских прокладочных инструментов, называет­ся графическим или прокладкой.

Навигационной прокладкой назы­вается графическое изображение на морской карте пройденной суд­ном части или всего маршрута, выполненное автоматически или вручную на основе измерений и вычислений.

Если счисление выпол­няется по формулам или таблицам, оно называется аналитическим.

Прокладка может быть предварительной и исполнительной.

Пред­варительной прокладкой называется навигационная прокладка маршрута судна, выполненная предварительно, исходя из намечен­ного маршрута, отвечающего требованиям плавания, поставленным задачам и экономической целесообразности.

Предварительную прокладку осуществляет капитан при выборе цуги судна, который определяется двумя основными условиями: безо­пасностью плавания и экономичностью перехода, т. е. с наименьшей затратой времени. Эти два условия часто противоречат друг другу, и поэтому выбор пути является одной из важнейших и сложных задач судовождения.

Выбранный маршрут наносится на карты с указанием курсов, точек или ориентиров для по­ворота. Все это — элементы предварительной прокладки.

Дальнейшая задача судоводителя сводится к обеспечению движе­ния судна по намеченному пути и контролю за этим движением (ис­полнительная прокладка).

Основным методом непрерывного учета положения судна является графическое счисление. Оно заключается в систематическом нанесении положения судна на карту по направ­лению его движения и пройденному расстоянию на основе показаний компаса и лага, а также данных о течении и дрейфе. Начальная точ­ка счисления должна быть известна. Место судна, координаты кото­рого получены по счислению, называется счислимым.

Контроль прокладки производится путем измерения различных навигационных параметров (расстояний, пеленгов, разностей рас­стояний, радиопеленгов, высот светил) и получения обсерваций по двум, трем и более линиям положения. Место судна, координаты ко­торого получены пересечением двух и более линий положения, назы­вается обсервованным.

В практике судовождения используются различные специальные автоматические устройства, ведущие счисление. Они называются счислителями или автопрокладчиками. Такие автоматические уст­ройства могут вести корректируемое счисление, при котором коорди­наты судна получаются на основе объединения счислимой информа­ции и эпизодически поступающей обсервованной информации с уче­том точности счисления и обсерваций.

Начало ведения счисления (прокладки) определяется условия­ми плавания, Прокладка начинается с момента выхода судна с ак­ватории порта или съемки с якоря и заканчивается в момент при­хода судна в порт или постановки на якорь. Штурман обязан в каждый момент времени знать место судна с наибольшей при данных условиях точностью. Наличие на борту лоцмана не снима­ет с судоводителя обязанности вести прокладку. Начальная точка счисления должна быть обсервованной.

При ведении прокладки решаются задачи двух видов: прямая и обратная. Первая предусматривает только учет движения судна, когда курс рулевому уже задан. В этом случае по формуле ИК = КК + ∆К рассчитывается ИК судна и линия курса в виде прямой прокладывается на карте от исходной точки.

При отсутствии сноса от течения и дрейфа линия пути судна, если пренебречь случайными рысканиями судна и считать ее безошибоч­ной, совпадает с линией проложенного курса, и, следовательно, судно будет перемещаться по этой линии. Как правило, до прихода судна в начальную точку должен быть включен лаг. На карте у точки, приня­той исходной для ведения счисления, надписывается время с точно­стью до минут и отсчет лага (ол) с точностью до 0,1. При скорости суд­на более 15 уз в прибрежных районах время замечается с точностью до 0,5 мин. Дальнейшее нанесение положения судна на любой момент времени производится по расстоянию, пройденному судном от исход­ной точки.

Откладываемые расстояния, полученные по разности от­счетов лага, должны исправляться поправкой лага, а отсчеты лага пи­шутся фактические, т. е. прямо со счетчика, без сотен миль.

Положе­ние судна на линии проложенного курса отмечается в зависимости от надобности: вблизи берегов — каждый час, в открытом море — каж­дую вахту и обязательно при любом изменении курса и скорости. Если лаг не включен, то пройденное расстояние рассчитывается по времени и скорости судна Каждую счислимую точку обозначают в виде черты длиной около 5 мм, перпендикулярной предшествующему курсу, каж­дую обсервованную точку — специальным знаком, присвоенным дан­ному виду обсервации. При переносе счисления в обсервованную точку обсервованные и соответствующие им счислимые места связываются знаком невязки (рис. 6.1). Невязкой места судна называется расхожде­ние одномоментных счислимых и обсервованных мест. Невязка имеет направление и величину. Направление невязки считается от счислимой точки к обсервованной, а величина измеряется в милях. Обознача­ется невязка так:
С = 153° — 3,5 мили.

В практике судовождения обратная задача встречается гораздо чаще и состоит в том, что судну необходимо следовать заданным ИК. В этом случае рулевому должен быть задан предварительно рассчи­танный КК:


Если необходимо рассчитать отсчет лага на момент прихода в за­данную точку, то предварительно снимают с карты S — плавание расстояние, пройденное судном и рассчитывают разность отсчета ла­га (РОЛ):



Момент прихода в заданную точку лучше фиксировать по заранее рассчитанному отсчету лага в этой точке, так как скорость судна при одних и тех же оборотах винта зависит от ветра и волнения.

Вместо расчета по формуле (6.2) можно воспользоваться табл. 28 МТ-75. Таблица предназначена для нахождения S по ∆Л%. Если в нее войти прямым входом, взяв для поправки обратный знак, мы получим РОЛ. Такое допущение может дать ошибку до 0,1 мили.

Время прихода в заданную точку определится по формуле


Циркуляция судна. Учет циркуляции судна при прокладке.
Циркуляция судна — кривая, описываемая центром массы судна при руле, положенном на какой-либо угол.

Если переложить руль судна на определенное число градусов, то судно постепенно начнет изменять курс. Центр вращения судна (он расположен на расстоянии 0,2.. .0,3 L от носа судна; L — длина судна) будет перемещаться по дуге окружности, а диаметральная плоскость будет составлять с ней некоторый угол ΘЦ (рис. 6.2), называемый уг­лом дрейфа на циркуляции. Такое допущение справедливо для судов небольшого и среднего тоннажа, для крупнотоннажных судов харак­тер кривой может значительно отличаться от окружности.

Рассмотрим основные элементы циркуляции, методы их опреде­ления и способы учета.

Если в точке А начали перекладывать руль «право на борт», то не­которое время судно будет продолжать следовать прежним курсом и только в точке В начнет поворачиваться, причем в первый период центр тяжести судна смещается в сторону, обратную повороту, на ве­личину L, называемую обратным смещением. Величина L обычно не превышает половины ширины судна и в практике судовождения не учитывается. В дальнейшем центр массы судна начинает перемещать­ся в сторону перекладки руля по кривой, радиус которой постепенно уменьшается до момента, когда угловая скорость изменения курса дос­тигнет своего наибольшего значения. Это происходит при угле поворо­та на 120.. .180°, после чего движение центра массы будет совершаться по окружности. Время от начала перекладки руля до момента начала поворота судна в сторону переклад­ки называется предварительным периодом циркуляции.

Величина этого периода зависит от: типа суд­на, его инерции, наличия ветра и волнения и достигает на современ­ных крупнотоннажных судах 1 мин, что необходимо учитывать при по­воротах, а особенно при маневриро­вании. После этого начинается пе­риод неустановившейся циркуля­ции, который продолжается до тех пор, пока циркуляция не станет близка к окружности. Дальнейшая циркуляция называется установившейся и характеризуется диаметром установившейся циркуляции Dy.

Расстояние между линией первона­чального курса и диаметральной плоскостью судна в момент поворота на обратный курс называется тактическим диаметром циркуляции DT, а время, за которое судно повернется на обратный курс, называется эволюционным периодом циркуляции Т180°.

Когда разница между Dy и DT несущественна для решаемой зада­чи, говорят просто о диаметре циркуляции Dц, (см. рис. 6.2).

Половина диаметра циркуляции называется радиусом цирку­ляции
Величина радиуса циркуляции для каждого судна является функ­цией угла перекладки руля, загрузки судна и незначительно зависит от скорости судна.

Для учета циркуляции составляется специальная таблица или диаграмма, из которой получают следующие элементы циркуляции:

d1 — расстояние до нового курса;

d — промежуточное плавание;

q — курсовой угол промежуточного плавания;

Sa — расстояние, пройден­ное на циркуляции (плавание по окружности);

ta — время поворота на заданный угол.

Аргументами для входа в таблицу или диаграмму является угол поворота α=ИК2-ИК1; град, и угол перекладки руля. Значения основных элементов циркуляции получим из рассмот­рения рис. 6.3.

^{Из ∆M1OB имеем}



Существует несколько способов определения тактического диа­метра циркуляции. Величина Dц является функцией многих пере­менных, и определить ее для всех условий плавания трудно. Поэтому значения Д, и Т180° определяют для трех положений отклонения руля (на 10, 20, 30°), двух видов загрузки судна (в грузу и балласте) и ино­гда для трех режимов работы двигателей (полный, средний, малый ход). Изменение Dц и Т180° вследствие волнения, ветра и течения должно учитываться дополнительно.

Определение Dц с помо­щью судовой РЛС.

Одним из наиболее распространенных способов определения диамет­ра циркуляции является спо­соб с использованием РЛС по бую в районе, где нет течения. Для этого в момент прохожде­ния траверза буя измеряют расстояние до него, руль пере­кладывают на заданный угол и пускают секундомер. Когда судно изменит курс на 180°, вновь замечают время, а в момент траверза — расстояние до буя. Разность измеренных расстоя­ний будет равна Dц. Попутно может быть определена и инерционная задержка, измеряемая расстоянием, пройденным судном за время между подачей команды рулевому и действительным началом цир­куляции. По измеренным Rц и Т180° рассчитывается таблица цирку­ляции. РЛС позволяет не только определить Dц, но и построить фак­тическую кривую циркуляции. Для этого с момента подачи команды на руль через каждые 10... 15 с берут ГКП и D до выбранного ориен­тира (буя, вехи, шлюпки). После окончания маневра на листе милли­метровки в произвольном масштабе наносятся положения судна для различных положений руля (на 10, 20, 30°), что позволяет создать диаграмму циркуляции (см. п. 20.3). Наличие на судне такой диа­граммы помогает судоводителю точно решать различные задачи по учету циркуляции, особенно при плавании в узкостях на крупнотон­нажных судах.

Определение Dц навигационны­ми способами.

Одним из наиболее простых навигационных способов определения Dц является способ с использованием створа и ориентира. В момент пересечения линии створа берется пеленг на ориентир или из­меряется горизонтальный угол a1 (рис. 6.4). В этот момент подается ко­манда на руль и пускается секундо­мер. В момент, когда судно, следуя обратным курсом, снова придет на линию створа, измеряется второй горизонтальный угол a2 или второй пеленг. Нанеся на крупномас­штабную карту пеленги, снимем расстояние между обсервациями, равное Dц. При использовании горизонтальных углов значение Dц можно вычислить по формуле



Показания секундомера, остановленного в момент выхода на контркурс, дадут Т180.

Кривая циркуляции и ее элементы могут быть получены методом последовательных обсерваций с помощью точных радионавигацион­ных гиперболических систем, таких как «Декка» и некоторые другие.

Определение Dц по углу движения.

В открытом море Dц может быть с достаточной точностью определен по углу снижения.

Углом снижения называется вертикальный угол, измеренный секстаном ме­жду ватерлинией плавающего предмета и линией видимого горизонта (рис. 6.5). Следуя заданной скоростью, сбрасывают за борт какой-либо плавающий хорошо видимый предмет и подают команду на руль. В момент, когда на контркурсе предмет окажется на траверзе, измеряют секстаном угол α. Зная высоту глаза е и наклонение видимого горизон­та d, вычисляют Dц:



Формула (6.5) является приближенной, так как не учитывает кри­визну нижнего зрительного луча и кривизну земной поверхности, од­нако на расстояниях до 1 мили дает результаты, сравнимые с точно­стью измерения расстояний по РЛС.

Для повышения точности графического счисления, особенно при плавании в узкостях, при ведении прокладки на крупномасштабных картах и при проработке прохода в стесненных водах, необходимо учитывать циркуляцию. Если Rц известен, то циркуляция может быть уч­тена несколькими методами: графическим, табличным, с использова­нием диаграммы. Во всех случаях приходится решать две задачи: пря­мую и обратную.

Прямая задача состоит в нахождении точки, из кото­рой следует проложить новый курс после окончания поворота.

При об­ратной задаче находят точку начала поворота, начав в которой пово­рот, судно ляжет на новый курс в намеченной точке.

Графический метод учета циркуляции.

При прямой задаче, когда после окончания поворота нужно найти положение точки А (рис. 6.6), из которой будет проложен новый курс, достаточно из из­вестной точки начала поворота В отложить перпендикулярно перво­му курсу величину Rц и провести из полученной точки О, как из цен­тра, окружность циркуляции.

Проведем линию нового курса как касательную к этой окружности. Точка касания А будет представлять точку начала следования новым курсом. Если необходимо знать время поворота, то его приближенно можно найти по формуле:



При обратной задаче можно рекомендовать следующие два прие­ма Пусть MM1 — линия проложенного на карте пути судна до пово­рота, a M1Ma — линия пути, на которую нужно выйти после поворота (см. рис. 6.6). Для определения точки В — начала поворота — прове­дем биссектрису угла ММ1М2 и на ней найдем такое положение нож­ки циркуля, при котором окружность, проведенная радиусом цирку­ляции Rц, будет касательной к обоим курсам.

Второй прием заключа­ется в проведении двух прямых ОL и Оh, параллельных старому и но­вому курсам и отстоящих от них на расстоянии Rц (рис. 6.7). Точка их пересечения будет центром окружности циркуляции, а перпен­дикуляры из нее на линии обоих курсов определят точки В и А — начало и конец поворота. Команда рулевому о перекладке руля должна быть дана несколько раньше прихода судна в точку В, с учетом предварительного периода циркуляции.

Табличный метод учета циркуляции.

Прямая и обратная задачи решаются с использованием величин d1 или d, выбираемых - из таблицы циркуляции. Если из точки М1 — точки пересечения старого и нового курса — отложить отрезки M1A = М2В = d1 то получим точку В — начала поворота — и точку А — окончания поворота.

При прямой задаче из точки В откладывают d1 получа­ют точку M1 а затем, отложив по новому курсу d1 —точку А (рис. 6.8). Так как с приближением к 180° tg(α/2) быстро увеличи­вается, в таблице циркуляции величина d1 дана для углов, мень­ших 150°. В случае, если α > 150°, следует использовать величины q = α/2 и d.

При прямой задаче из точки В прокладывают Kср, — промежуточ­ный курс, а по нему откладывают величину d:



Где K1 и K2 — курсы судна до поворота и после него.

При обратной задаче угол α/2 и d откладываются из любой произвольной точки В1 (рис. 6.9). Через конец отрезка d проводят линию, параллельную K1, пересечение ее с линией нового курса даст точку А и соответственно точку В — начало поворота.