Вопрос №11. Элементы счисления и их характеристика. Прокладка при отсутствии дрейфа и течения. Счислением координат судна (счислением)
 Скачать 0.55 Mb.
|
|
Дрейф судна. Учет дрейфа при прокладке Дрейфом судна называется отклонение движущегося судна с линии намеченного курса под воздействием ветра и ветрового волнения. Направление ветра определяется по той точке горизонта, откуда дует ветер (ветер дует в компас) и выражается в румбах или градусах. Дрейф возникает под действием силы давления набегающего потока воздуха на надводную часть судна. Скорость и направление этого потока соответствуют вектору скорости кажущегося (наблюденного) ветра (рис. 6.10).   Несимметричные отклонения от курса под действием порывов ветра, ударов волн, отклонения руля вызывают зарыскивание судна, которое может быть как под ветер, так и на ветер (при кормовых курсовых углах или при больших кормовых надстройках). Зарыскивание отдельно не определяется из-за сложности решения задачи и считается неотъемлемой частью дрейфа. Следовательно, говоря об определении и учете дрейфа, под термином «дрейф» будем понимать результирующее отклонение судна с линии истинного курса. Если машины застопорены, то под дрейфом понимается общее смещение судна под ветер. В общем случае ветер, кроме бокового смещения судна, создает усилие и вдоль диаметральной плоскости движущегося судна, увеличивая или уменьшая его скорость. Эти изменения скорости учитываются лагом, поэтому нет необходимости учитывать их отдельно. Полная сила А давления кажущегося ветра приложена к центру парусности надводной части судна и направлена всегда под ветер (рис. 6.11). Ее направление может не совпадать с направлением кажущегося ветра, т. е. углы q и у не равны. В общем виде сила А определяется равенством  где Cq — коэффициент сопротивления надводной части судна, зависящий от обтекаемости корпуса с  удна и его надстроек (этот коэффициент изменяет свое значение в зависимости от курсового угла кажущегося ветра q по закону, близкому к синусоидальному); р — плотность воздуха, зависящая от атмосферного давления, температуры и влажности; W — скорость кажущегося ветра; Sq — площадь проекции надводной части судна на вертикальную плоскость, перпендикулярную направлению кажущегося ветра. Разложим силу Ā на две составляющие — продольную х и поперечную Ā. Продольная составляющая вызывает изменение скорости судна относительно воды. Это изменение учитывается лагом. Под влиянием силы z судно получит боковое перемещение, скорость которого обозначим через Vдр. Под действием двух скоростей — направленной по диаметральной плоскости Vл и перпендикулярной к ней Vдр — судно будет перемещаться относительно воды по линии пути со скоростью V0, направленной под углом α к диаметральной плоскости (см. рис. 6.11). Угол α между линией истинного курса и линией пути судна называется углом дрейфа. На рис. 6.12 показано движение судна при направлении ветра в левый борт. Под действием силы ветра центр массы судна будет смещаться под ветер и двигаться относительно дна моря по направлению линии ОВ, которая называется линией пути при дрейфе. Угол между северной частью истинного меридиана и линией п  ути при дрейфе назывется путем (ПУа). Связь между ИК и ПУа выражается формулами Угол α имеет знак «плюс», если ветер дует в левый борт, и «минус» — если в правый. Большие трудности вызывает определение величины угла дрейфа, который зависит от многих факторов: — осадки, размеров и формы обводов подводной части судна. При прочих равных условиях у коротких судов с малой осадкой угол дрейфа больше, чем у длинных с большой осадкой; — размеров и форм надводной части корпуса и надстроек. Чем выше борт и больше парусность надстроек, тем больше угол дрейфа; — курсового угла и скорости кажущегося ветра. Угол дрейфа равен нулю при КУ = 0 или 180° и достигает максимума при ветре с траверза; — скорости судна. Чем меньше скорость судна, тем больше угол дрейфа, при прочих равных условиях. Для учета дрейфа при прокладке необходимо знать угол дрейфа Угол дрейфа можно определить из наблюдений или предвычислить по формулам, специально составленным таблицам или номограммам. Определение угла дрейфа по кильватерной струе. Кильватерная струя хорошо видна за кормой и представляет собой след на воде перемещающегося судна Определение угла дрейфа производят с помощью компаса. Взяв несколько отсчетов курсового угла (ОКУ) или отсчетов компасного пеленга (ОКП) отдаленной точки кильватерной струи, получают значение α, град, по формуле  Метод прост, но недостаточно точен и может применяться как ориентировочный при больших углах дрейфа Определение угла дрейфа по створу. Если при плавании в узкостях при отсутствии течения судно следует по створу, то угол дрейфа может быть определен как разность между истинным пеленгом створа и истинным курсом судна. Такой метод определения угла дрейфа позволяет управлять движением судна и является контролирующим. Определение угла дрейфа из обсерваций. Широко распространенный и наиболее надежный метод, сущность которого сводится к получению угла между линией ИК и линией, соединяющей серию из трех-четырех и более обсерваций, полученных достаточно точными методами (фазовые РНС, пеленга, расстояния). Определения места судна абсолютно точными не бывают, вследствие чего обсервованные точки могут располагаться не на прямой линии. В этом случае за направление линии пути принимается направление осредняющей линии и определяется суммарный угол сноса. Угол дрейфа можно определить и по ориентиру, положение которого неизвестно. Если предположить, что в районе плавания есть течение, то предмет должен быть свободноплавающий, не имеющий значительного дрейфа. В этом случае необходимо измерить до него ряд расстояний и пеленгов в секторе курсовых углов 50...60°. Затем на планшете или карте сделать построение: от произвольно выбранной точки провести пеленги и отложить расстояния. Соединить полученные точки прямой линией. Направление этой прямой относительно истинного меридиана даст ПУα. Определение угла дрейфа по пеленгам свободноплавающего ориентира. Н  еобходимо взять три пеленга, при разностях пеленгов около 30°, и зафиксировать секундомером промежутки времени t1 и t2 между наблюдениями. Если движение судна было равномерным и прямолинейным, то отрезки пройденных расстояний, пропорциональные промежутками времени, должны вмещаться между линиями соответствующих пеленгов. На карте из любой точки О проводим 3 пеленга и линию ИК (рис. 6.13). От точки пересечения первого пеленга с линией ИК (точка А) откладываем два отрезка S1 = kt1 и S2 = kt2 (k — произвольно выбранный коэффициент: 0,5; 1; 2 и т. д.). Через концы отрезков S1 и S2 проводим прямые, параллельные первому пеленгу. Прямая bc будет линией, параллельной линии пути судна. При равенстве промежутков t1 и t2 на втором пеленге выбирают произвольную точку В и через нее проводят прямые, параллельные первому и третьему пеленгам. Искомый ПУα будет соответствовать углу между Nи и направлением прямой ас (рис. 6.14).Определение угла дрейфа по курсовым углам на ориентир. П  ри следовании судна постоянным ИК трижды измеряют курсовые углы на ориентир. При этом q1< 90°, q2 = 90°, q3 > 90°.Значения вычисляются как разность пеленгов и курса q1 = ИП1 - ИК; q3 = ИП3 - ИК;. Тогда угол а, град, рассчитывается по формуле  где tтр - промежутки времени между первым и траверзным пеленгами; t - промежуток между первым и третьим пеленгами. Полученный такими методами угол дрейфа может быть учтен при дальнейшем плавании при условии сохранения постоянства окружающей обстановки, но в целом он дает информацию о прошлом, т. е. о том, каков был угол дрейфа до последней обсервации или наблюдения. Для систематического определения угла дрейфа служит прибор дрейфометр. Определение дрейфа с помощью дрейфометра. Дрейфометр — прибор, в основе которого могут быть чувствительные элементы двух индукционных лагов, один из которых измеряет скорость Vл по направлению диаметральной плоскости судна, а другой Vдр — скорость движения в перпендикулярном направлении. Геометрическая сумма Vл и Vдр дает угол дрейфа  и скорость судна по линии пути  Возможны другие варианты дрейфометров. Такие приборы позволяют автоматизировать счисление судна. Кроме определения угла дрейфа существуют приемы вычисления угла дрейфа. Применяемые способы вычисления основываются на анализе модельных испытаний и статистических материалов, получаемых во время плавания судна. Собранные статистические данные о дрейфе должны учитывать скорость ветра и судна, курсовые углы наблюденного ветра и осадку. Результаты наблюдений сводятся по группам, учитывающим основной признак — осадку судна, В настоящее время теоретически обосновано несколько способов вычисления угла дрейфа: способы Н. Н. Матусевича, С. И. Демина и др. Способ Н. Н. Матусевича. Способ основан на предположении, что величина угла дрейфа а, град, может быть выражена формулой  где W — скорость кажущегося ветра, м/с; V — скорость судна, м/с; q — курсовой угол кажущегося ветра, град; К — коэффициент дрейфа, град. Для получения угла дрейфа необходимо знать величину коэффициента дрейфа. Е  го вычисление производится на основании обработки достаточно большого числа (не менее 30) значений угла дрейфа, определенным навигационным методом, при условии, что в момент определения были замерены q, V, W с достаточной точностью (скорость —до 0,1 уз, q — с точностью ± 5°). Обозначим с = (W/V)2 sin q, тогда можно написать  З  начение К может быть получено решением по способу наименьших квадратов нормального уравненияИз уравнения (6.8) коэффициент дрейфа вычисляется по формуле  Схема для вычисления может иметь вид табл. 6.1. Таких вычислений необходимо выполнить несколько, как минимум, хотя бы для двух вариантов загрузки: в грузу и в балласте. Исследование способа Н. Н. Матусевича показало, что формула (6.6) справедлива для углов дрейфа до 10°. Коэффициент дрейфа К не является постоянной величиной, а является функцией (W/V)2, т. е.  и только при больших отношениях (W/V) ≥ 6 его можно считать постоянным. Чтобы повысить точность, необходимо для каждого значения (W/V) 8... 10 раз определить К. Способ С. И. Демина. Для того чтобы учесть различные факторы, влияющие на дрейф судна, С. И. Демин предложил метод вычисления угла дрейфа α, град, по формуле  Коэффициенты с и Ь различны для каждого судна и зависят от значения SH/Sп — отношения площади надводной части судна к площади подводной части для различных осадок судна Т. Коэффициенты вычисляются предварительно следующим образом. Задаваясь осадкой с интервалом в 1 м, выбирают из чертежа значения L — длины судна, В — ширины, SH/Sп — отношения площадей и φ — коэффициента продольной полноты. Для различных значений Тi вычисляют  Значение Ki получается в функции Т и обычно имеет вид  Построив график, необходимо выбрать два значения К, например для T1 = 5 м и Т2 = 10м. Прологарифмировав выражение (6.12), получим два уравнения  Решив уравнения, получим значения с и Ь, что позволяет вычислять угол дрейфа по формуле (6.10) в функции осадки судна, измеряя W и q. Для облегчения вычисления могут быть составлены таблицы или номограммы. Учет дрейфа при прокладке. П  ри наличии дрейфа на карте прокладывают две линии: линию ИК в виде небольшого отрезка и линию ПУα, являющуюся линией, по которой перемещается судно (рис. 6.15) и над которой делаются записи ГКК, ∆ГК и α. Расстояние, пройденное по лагу, откладывается по линии ПУα, так как лаг учитывает изменение скорости судна под действием ветра. Если лаг не работает, на судне должны быть таблица и график, характеризующие потерю скорости в зависимости от силы и курсового угла ветра. При больших углах дрейфа (α > 10°) обычные гидродинамические лаги учитывают только составляющую скорости судна относительно воды, направленную по диаметральной плоскости судна. В этом случае расстояние, пройденное по линии пути, будет равно S = РОЛ Кл sec α.Счислимые точки наносятся на линии пути. При учете дрейфа различают прямую и обратную задачи. При прямой задаче, зная ИК, рассчитывают ПУα и прокладывают линию ПУα на карте. В этом случае ПУα = ГКК + ∆ГК + α. При обратной задачетребуется рассчитать ГКК и задать его рулевому: ГКК = ПУα- α -∆ГК. Для расчета точки в момент нахождения судна на заданном КУ следует рассчитать ИП = ИК + КУ и линию пеленга провести от маяка до пересечения с линией ПУα. Учет дрейфа при использовании автоматического счислителя координат сводится к введению дополнительной поправки курса, равной углу дрейфа. Для этого на приборе устанавливается поправка курса ∆Kα, равная алгебраической сумме поправки компаса и угла дрейфа:  При каждом изменении курса или скорости судна, скорости и направления ветра поправка курса должна вычисляться и устанавливаться заново. О  пределение и учет дрейфа с застопоренными машинами. Судно в этом случае перемещается по направлению ветра со скоростью:где Кv — коэффициент дрейфа без хода; W—скорость наблюденного ветра, уз. Для определения скорости дрейфа рекомендуется произвести испытание. При различных скоростях W с помощью РЛС по измеренным расстояниям до объекта и замеченному промежутку t рассчитать  Расстояние может быть дважды измерено до буйка с помощью секстана по углу снижения. При наличии многократных наблюдений (30...40) коэффициент дрейфа без хода вычисляется по формуле  Зная КУ, вычисляют Vдр, а затем и расстояние Sдр = Vдр x t, которое откладывают от исходной точки по направлению ветра. Учет постоянного течения при прокладке Течением называется поступательное движение водной массы в морях и океанах. Элементами течения являются его скорость Vт и направление Кт. Направление течения получает свое название по той точке горизонта, к которой оно движется (течение идет из компаса). Направление течения принято выражать в градусах, а иногда и в румбах. В зависимости от устойчивости морские течения бывают: |