Котик. Сборник задач по использованию радиолокатора для предупреждения столкновений судов

• Название: Сборник задач по использованию радиолокатора для предупреждения столкновений судов
• Анкор: Котик
• Дата: 30.04.2022
• Размер: 1.16 Mb.
• Имя файла: Radar.doc
• Тип: Сборник задач; #505886
• страница: 1 из 4

Сборник задач по использованию радиолокатора для преду­преждения столкновений судов. Баранов Ю. К., Л е с-ков М. М., Кубачев Н. А., Кургузо в С. С. Изд. 3-е, перераб. и доп. М., «Транспорт», 1978, 96 с.

В сборнике приведены задачи по определению обстоятельств встречи и элементов движения других судов, выбору маневра по расхождению с ними, учету инерции я циркуляции судна, а так­же задачи по безопасности мореплавания, которые позволят су­доводителю освоить технику решения задач по использованию радиолокатора поя расхождении с другими судами в конкретных условиях. В связи с возросшими скоростями и водоизмещением современных судов большое внимание уделено учету их инерци­онных характеристик.

Для облегчения самостоятелыиоа работы в сборнике дано теоретическое обоснование способов решения задач по исполь­зованию радиолокационных станций для предупреждения стол­кновений судов в море; приведены конкретные схемы (примеры) решения типовых задач. В конце книги имеются ответы на за­дачи.

третье издание сборника значительно переработано по срав­нению е предыдущими изданиями и дополнено новыми задачами.

Книга предназначена для учащихся судоводительских фа­культетов высших инженерных морских училищ. Она может быть использована также учащимися мореходных училищ, на курсах усовершенствования командного состава морского флота и судо­водителями. Ил. 45.

Издательство «Транспорт», 1978

СОКРАЩЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В ТЕКСТЕ

ИК_н — истинный курс судна-наблюдателя (нашего судна). ИК_в— истинный курс другого судна. Ко — отиосительяый курс другого судна. Vд—истинная скорость судна-наблюдателя (нашего судна)-. Vв — истинная скорость другого судна. Vo — относительная скорость другого оудна. Vп — скорость полного хода. Vt — текущее значение скорости. Vдр — средняя скорость нашего судна от точки начала ман^п-

ра до точки кратчайшего сближения. Sн — плавание нашего .судна. Sв — плавание другого судна. So — относительное перемещение другого судна. Sп — длина тормозного пути гари скорости полного хода. S_v — длина тормозного пути при скорости V. а—раcстояние, гарантирующее обнаружение неблагоприят­ного маневра наблюдаемого судна. D — расстояние до объекта наблюдений. Dкр — расстояние кратчайшего сближения судов. Dпep — расстояние, на котором другое судно пересекает курс

судна-наблюдателя.

d_m — расстояние, на котором начинается маие&р. Dзад—заданное расстояние кратчайшего обложения.

Т — судовое время наблюдений.

Tкр — судовое время сближения на кратчайшее расстояние. Тпер — судовое время пересечения другим судном курса судна-наблюдателя.

Тм — судовое время начала маневра. t — время плавания на каком-либо участке пути.

tкр — промежуток времени от момента начала маяевра до мо­мента сближения на кратчайшее расстояние.

tм — время до начала маневра. tv — инерционная характеристика судна. ИП — йстинный пеленг. ПУ — путь судна (путевой угол). q(КУ) —курсовой угол. Rц — радиус циркуляции. T₁₈₀—время поворота на 180°.

r — ракурс другого судна. Rо.з - радиус зоны опасного сближения.
ВВЕДЕНИЕ
Радиолокационные станции (РЛС) на судах морского тор­гового флота уже давно завоевали признание судоводителей. Возможность обнаружения с помощью РЛС надводных объек­тов, в том числе судов, позволила использовать радиолокаторы как средство для расхождения судов в условиях пониженной

ВИДИМОСТИ.

На первых порах, пока РЛС были оборудованы только не­которые, главным образом, быстроходные пассажирские суда, особых затруднений при расхождении не возникало, так как суда с радиолокаторами могли предпринимать любой маневр заранее, не опасаясь, что встречное судно их видит и тоже бу­дет предпринимать маневр. Однако, когда число судовых РЛС возросло, стали возникать трудности при расхождении, приво­дившие иногда к тяжелым столкновениям (например, столкно­вения судов «Стокгольм»—«Андреа Дориа», «Майкоп»—«Пере­довик» и др.).

Анализ работы судоводителей, раэбор аварий показали, что успешное применение радиолокатора при расхождении судов в значительной степени зависит от его умелого и правильного ис-пользования.

Поэтому возникла необходимость в обучения штурманов основам использования РЛС для расхождения, что предуомо-трено программами подготовки судоводителей в морских учи­лищах или на специальных курсах повышения квалификации.

На основании теоретичестах исследований, миогочисленных конференций, дискуссий в печати, проведенных в вашей стране и за рубежом, были выработаны международные рекомендации по использованию РЛС в качестве средства для предупрежде­ния столкновений судов.

Впервые такие рекомендации были приняты на Междуна­родной конференции в Лондоне в I960 г. в виде .приложения к тексту ППСС и некоторых дополнений в самом тексте.

Усиление роли радиолокатора для безопасности плавания получило еще большее отражение в МППСС-72, вступивших в действие с 1977 г.

В связи с этим все больше совершенствуются и методы об­работки и представления радиолокационной информации,


Глава II ВЫБОР МАНЕВРА ПО РАСХОЖДЕНИЮ С ДРУГИМИ СУДАМИ

§ 5. ПОЯСНЕНИЯ

Любое судно, предпринимающее при любых условиях види­мости маневр для предупреждения столкновения или чрезмер­ного сближения с другими судами, должно руководствоваться требованиями Правила 8 — Действия для предупреждения столкновения (МППСС—72). Положения этого Правила рас­пространяются на все правила, регламентирующие взаимные обязанности судов при расхождении. Поскольку основная роль радиолокатора—обеспечить безопасность плавания судов при ограниченной видимости, в первую очередь следует обратить внимание при выборе маневра на требования Правила 19— Плавание судов при ограниченной видимости.

При выборе маневра необходимо учитывать то, что он не должен 'быть противоположным маневру, который обычно пред­принимает судоводитель для расхождения с другими судами при входе в визуальный контакт. В противном случае внезапное улучшение видимости может поставить судоводителя в трудное положение.



В данной главе предлагаются для решения конкретные за­дачи на расхождение с другими судами м'аневром изменения курса, скорости или одно­временным изменением кур­са и скорости.

В ряде задач требуется определить судовое время, в которое судно-наблюда­тель сможет лечь на преж­ний курс и не сближаться при этом с наблюдаемым судном ближе заданного расстояния кратчайшего сближения.

Приведем краткие пояс­нения техники выбора мз-невра и решения задач на маневренном планшете.


Рис. 11
Рассмотрим технику вы­бора маневра (рис. 11).

Пусть относительный курс наблюдаемого судна Ко уже опреде­лен по точкам А1 и А2 ;. проходит, в данном случае, через центр планшета О, т. е. существует угроза столкновения. Предположим, что судну-наблюдателю необходимо произвести такой маневра чтобы суда разошлись левыми бортами на безопасном расстоя-

ним d_kp = ОС, считая элемента движения наблюдаемого судна неизменными. Это означает, что новый относительный курс на­блюдаемого судна после выполнения .маневра должен проходить левее центра планшета на расстоянии d_kp = ОС.

Учитывая время, требуемое на расчеты и выполнение манев­ра, необходимо иа первоначальном относительном курсе Ко на-метить точку начала маневра М (она будет соответствовать по­ложению наблюдаемого судна Аз в момент маневра) и на рас-стоянми dkp = ОС от центра планшета провести из нее новый относительный курс К_0о. Для ускорения и единообразия реше­ния задачи, что имеет немаловажное 'практическое значение, можно рекомендовать следующий порядок действий.

Определив по двум точкам А1 и А2 (или по послесвечению), что относительный курс проходит опасно, к точке А1 строим вектор нашей скорости Vц в масштабе 1 : 10 (вектор движения за 6 мин). Интервал между наблюдениями, если позволяют об­стоятельства ситуации, удобно брать равным 3 мин. Точка М (Аз) в этом случае наносится через 6 мин относительно точки A1. Естественно, что и вектор относительной скорости Vo будет, построен в масштабе 1 : 10. При такой методике построения сра­зу же, без дополнительных вычислений или использования ло­гарифмической шкалы, легко определить 'по сетке маневренного планшета или на глаз, сравнением с величиной вектора нашей скорости истинную v_b и относительную Vo скорости наблюдае­мого судна.

Имея треугольник скоростей О₁МА₁ и новый относительный курс Ко, задачу выбора необходимого маневра сводят к постро­ению нового треугольника скоростей, имеющего с первоначаль­ным общую сторону 0₁М (по условию .курс и скорость наблю­даемого судна постоянны). Направление вектора новой относи­тельной скорости Vo известно: вектор направлен по новому от­носительному курсу К_0о,.

Поскольку по стороне и углу можно построить бесчисленное множество треугольников, то, естественно, и решение задачи бу­дет многозначным. Рассмотрим основные варианты.

Маневр изменением курса. В этом случае задача сводится к построению треугольника по двум сторонам и противолежаще­му углу. Угол отворота определится, если из точки 0₁ (см. рис. 11) на линии нового.относительного курса К_0о. сделать за­сечку радиусом вектора скорости судна-наблюдателя Vн. Тогда направление нового вектора нашей скорости V_н1, (0₁А'₁) опре­делит истинный курс судна-наблюдателя после поворота вправо, а угол А К будет равен углу отворота.

Вторая точка пересечения окружности радиуса Vн с продол­жением линии нового относительного курса К_0о,., укажет решение задачи отворотом влево.

Если окружность радиуса Vн с центром в точке о₁ не пере-

секает линии нового относительного курса, это указывает на не­возможность расхождения на заданном расстоянии только изме­нением курса.

Маневр изменением скорости. Для расхождения на Dкр = ОС новый треугольник скоростей 0₁МВ уже имеется. Новый век-тар скорости судна-наблюдателя V_н2, в выбранном ранее мас­штабе, равен величине отрезка 0₁В.

Совместное изменение курса и скорости. Если выбрать лю­бую точку на новом относительном курсе К_0о в интервале от В до А'1, то получится новый треугольник скоростей, обеспечи­вающий расхождение судов 'на заданном расстоянии изменени­ем курса вправо с одновременным уменьшением скорости. На­пример, если по каким-либо причинам для расхождения на за­данном расстоянии можно изменить курс только до направле­ния вектора V_н3,, то необходимо уменьшить вектор нашей ско­рости до величины 0₁F. Область левее точки В на новом отно­сительном курсе будет соответствовать повороту влево.

Решая обратную задачу, т. е. произвольно меняя курс или скорость или одновременно и курс и скорость, мы можем опре­делять расстояние кратчайшего сближения, на котором разой­дутся суда.

Если маневр будет выполнен не в точке М, а, например, в точке М₁ или М₂. то, проведя из этих точек линии, параллель­ные линии К_0о, , мы получим, соответственно, новые линии от­носительных курсов К_о1, или К_о2, и новые расстояния кратчай­шего сближения OC₁ или ОС₂.

При решении задач данной главы предполагается, что воз­можные ошибки определения Dкp учтены при назначении задан­ной дистанции расхождения Dзад.

T, ч. мин	ИП	D, мили
02.00 02.03	З0,0° 30,0	7,0 5,5

Пример 4. Судно следует ИКн= =330° со скоростью Vн=20 уз. Обнару­жив эхо-сигнал другого судна, измерили на него пеленги и дистанции в фиксиро­ванные моменты временя:

Принимая, в данном случае, безопасное расстояние Dкр = = 2 милям и время начала маневра 02.06, определить:

1) угол отворота вправо, ИК_н1,, tкр при маневре только из­менением курса;

2) новую скорость v_h1 и tкp при маневре только скоростью;

3) угол отворота вправо, ИКн1, и tкр, если одновременно ско­рость уменьшили до 8,5 уз

Решение (рис. 12).

Наносим местоположение наблюдаемого судна в 02.00 и 02, 03 на планшет;

намечаем на линии относительного курса Ко точку начала .маневра в 02.06;

к началу вектора относительной скорости Vo строим вектор нашей скорости Vн (в масштабе 1 : 10);

через точку 02.06 проводим новый относительный курс в d_kp = 2 милям.

Маневр изменением курса (рис. 12,а): делаем засечку век­тором скорости на линии нового относительного курса К_о1, раз­воротом вправо.

Ответ: А К = 74° (ИК_н1, = 44°); tкр = 5 мин.

Маневр изменением скорости (рис. 12,6): измеряем величи­ну вектора Vн, и рассчитываем tкр.

Ответ: Vн₁= 12 уз; tкр = 15 мин.

Маневр одновременным изменением курса и скорости (рис. 12,в): уменьшенным до 8,5 уз векторам Vн₁ делаем засечку на новом относительном курсе справа и рассчитываем tкр.

Ответ: А К = 63° (ИКн₁ = 33°); tкр = 6 мин.

Учет маневра другого судна. Выбирая маневр по расхожде­нию с другими судами, конечно, никогда нельзя быть уверен­ным, что другое судно само не предпримет какого-либо манев­ра, а будет следовать постоянным курсом и постоянной скоро­стью. Поэтому, выбрав маневр в предположении постоянства элементов движения другого судна, после его выполнения не­обходимо тщательно наблюдать за эхо-сигналом этого судна до тех пор, пока суда не разойдутся.

Неблагоприятный маневр другого судна приведет к умень­шению расстояния кратчайшего сближения, а в некоторых слу­чаях может свести на нет предпринятые нами действия. Поэто­му судоводитель должен уметь при решении задачи учитывать влияние маневра другого судна на изменение обстоятельства встречи.

Если в процессе расхождения могут быть сделаны предпо­ложения о возможном .маневре наблюдаемого судна, то этот предполагаемый маневр может быть учтен при .выборе маневра судна-наблюдателя. В этом случае новый векторный треуголь­ник скоростей строится у измененного вектора скорости наблю­даемого судна v_b1, Схема построения п.ри выборе маневра суд­на-наблюдателя с учетом предполагаемого маневра другого суд­на показана на рис. 39 к задаче 186.

Возвращение к прежним элементам движения. С выбором и осуществлением маневра процесс расхождения с другим суд­ном нe заканчивается. Судоводитель должен тщательно кон­тролировать эффективность предпринятого маневра. Если по-следующая радиолокационная прокладка показала, что Dкр < D зад, следует, исходя из обстоятельств данного случая, пред принять дополнительный маневр, a ecли необходимо предотвра-тить столкновение или иметь больше времени для оценки ситу-ации, то в соответствии с Правилом 8(e) — уменьшить ход или остановитьcя, застопорив машины или дав задний ход.





Рис. 12

Если последующая радиолокационная прокладка показала, что в результате предпринятого маневра судна-наблюдателя (или маневра судна-наблюдателя и другого судна) Dкр >=Dзад, судоводитель должен оценить возможность возвращения своего судна к прежним элементам движения. Для этого рекоменду­ется провести касательную к заданной дистанции расхожде­ния, параллельную относительному курсу наблюдаемого судна Ко до предпринятого .нами маневра (на рис. 12 эта линия пока­зана пунктиром).

После .пересечения эхо-сигналом этой линии судно-наблюда­тель .может вернуться к прежним элементам движения, не сбли­жаясь при этом с другим суднам ближе Dзад-После возвращения к прежним элементам движения радио­локационную прокладку ведут до тех пор, пока другое судно не будет оставлено позади.

Маневр расхождения с несколькими судами. Если на экране индикатора наблюдаются эхо-cигналы нескольких судов, то при выборе маневра для расхождения с наиболее опасным суд­ном необходимо принимать во внимание суда, ситуация сбли­жения с которыми может ухудшиться в результате маневра.



Рис. 13

Например, оценивая обстоятельства встречи с двумя судами (рис. 13), видим, что разойтись с опасным судном А можно как отворотом вправо, так и уменьшением скорости. Однако, раз­ворачивая вправо вектор Vн в треугольнике скоростей судна В, убеждаемся, что при нашем повороте вправо судно В становит­ся опасным (показано пунктиром). В данном случае, по-види­мому, целесообразнее выбрать маневр уменьшением скорости, который ведет к расхождению с судном А и не ухудшает ситу­ацию сближения с судном В.

При достаточном навыке дополнительные графические по­строения в треугольнике скоростей судна В не производятся, а тенденция изменения относительного курса оценивается на глаз. Такая оценка позволяет из большого количества наблю­даемых судов выбрать те суда, которые могут быть опасны при выборе маневра. Например, в ситуации на рис. 14 нетрудно убедиться, что наиболее, логичным маневрам для расхождения с судном А является отворот вправо; при этом дистанция рас­хождения с судном В и С увеличится,а дистанция расхождения с судном D уменьшится. В этом случае необходимо решать за­дачу расхождения одновременно с судами А и D. Проведя но­вый относительный курс судна А К_оА. и сделав на нем засечку
своей скоростью, находим угол отворота вправо а. Развернув на такой же угол вектор своей скорости в треугольнике скоро­стей судна D, убеждаемся, что с судном D расходимся безопас­но. При малом расстоянии между относительными курсами су­дов А и D в подобной же ситуации решается задача по рас­хождению с одним судном — судном D — левыми бортами.

При расхождении с судами рекомендуется следующая по­следовательность действий.

1. Нанести первые позиции судов и построить векторы ско­рости судна-наблюдателя в масштабе 1 : 10 (векторы движе­ния за 6 мин).



Рис. 14

2. Нанести вторые (если позволяет обстановка, то и третьи) позиции судов (удобнее через интервал времени, кратный 3 мин); нанести экстраполированные (или интерполированные) точки на 6 мин; построить векторы наблюдаемых судов.

3. Проанализировать ситуации сближения; выбрать вид ма­невра (поворот вправо, влево, изменение скорости), а также суда, наиболее опасные при данном маневре.

4. Уточнить маневр (на сколько градусов поворачивать, какой дать ход); построить новые векторные треугольники и относительные курсы.

5. Выполнить маневр.

6. Проконтролировать эффективность маневра.

Использование палетки. Капитан дальнего плавания Н. Я. Брызгин для выбора маневра по расхождению с несколь­кими судами предложил использовать специальную палетку, представляющую собой лист прозрачного материала с нанесен­ными двумя взаимно перпендикулярными линиями, пересекаю­щимися в точке О (рис. 15).

В основе использования палетки лежит метод одновремен­ного рассмотрения нескольких векторных треугольников.

Пусть линии относительных курсов обнаруженных на экра­не судов В и С уже нанесены на планшет и проходят слишком близко к центру планшета. Для выбора маневра, обеспечиваю­щего расхождение с этими судами на расстоянии не ближе 2 миль (рис. 15,а), намечаем точки начала маневра (09.12). Из центра планшета .проводим вектор скорости судна-наблюдателя в масштабе за 6 мин. Наложив на планшет палетку так, что­бы точка О совпала с концом вектора скорости судна-наблю­дателя, а линии палетки были параллельны направлениям О—180° и 90—270°, переносим на нее точки С₁ и b₁ (положе­ние эхо-сигналов 09.06). Если теперь перемещать палетку в любое положение, сохраняя все время ориентацию относитель­но планшета, то будем получать новые линии относительных курсов судов В и С, расположемные по направлению прямых, Проходящих через точки В'₁ и С'₁ на палетке и точки начала маневра на планшете. Для каждого положения прямая, прохо­дящая из центра планшета к перекрестью на палетке, предста­вит новый вектор скорости нашего судна.

Перемещая палетку по окружности, проходящей через ко­нец вектора нашей скорости, мы можем найти маневр измене­нием курса; перемещая палетку вдоль вектора скорости,—ма­невр изменением скорости; помещая перекрестие в любую точ­ку внутри окружности вектора скорости, можно найти совмест­ный маневр изменением курса с одновременным уменьшением скорости. После выбора маневра точки В'1 и. С'1 можно уколом циркуля перенести на планшет.



Рис. 15

В данном случае (рис. 15,а) выбран маневр изменением курса, обеспечивающий расхождение с обоими судами на рас­стоянии более 2 миль (рис. 15,б).