вся навигация 2. Счисление пути судна

• Название: Счисление пути судна
• Дата: 31.01.2023
• Размер: 2.02 Mb.
• Имя файла: вся навигация 2.doc
• Тип: Решение; #914065
• страница: 1 из 7

Счисление пути судна

Графическое счисление (прокладка)

Сущность и разновидность счисления

Перед переходом капитан выбирает путь судна, который обеспечивал бы безопасность мореплавания и экономичность перехода, т.е. с наименьшей затратой времени. Эти два условия часто противоречат друг другу, и решение этой важнейшей и сложной задачи производится на основе тщательного анализа всех условий и района плавания. Графическое изображение на морской карте маршрута судна называется навигационной прокладкой, которая подразделяется на предварительную и исполнительную прокладки. В результате проработки перехода выбирают путь судна, который наносят на генеральные и путевые карты, то есть делают предварительную прокладку. Для обеспечения движения по намеченному пути, что является одной из важнейших задач судоводителя, необходимо вести непрерывный учёт движения судна, т.е. вести исполнительную прокладку, которая заключается в счислении пути. Совокупность всех графических работ при ведении счисления и определении места судна по различным навигационным параметрам, производимых на навигационной карте, по учёту и контролю движения судна, называется исполнительной прокладкой.

Счислением называется вычисление текущих координат судна от известных координат начальной точки по времени, курсу и скорости с учётом влияния ветра и течения.

Счисление пути может осуществляться двумя способами:

1. 
   путем графических построений на карте, по которым можно в любое время узнать место судна - это графическое счисление, и
   
2. 
   путём вычисления координат судна на какой-то заданный момент времени - аналитическое счисление. Основным методом является графическое счисление, которое заключается в нанесении положения судна по направлению его движения (от компаса) и пройденному расстоянию (от лага), а также данных о сносе течением и дрейфе от ветра. Место судна, координаты которого получены по счислению, называются счислимым.
   

Контроль прокладки производится измерением различных навигационных параметров и получением обсерваций, т.е. определений места судна по нескольким изолиниям.

Место судна, координаты которого получены пересечением линий положения, называется обсервованным.

В судовождении используются различные счислители и автопрокладчики, которые автоматически ведут корректируемое счисление, при котором координаты судна получаются на основе объединения непрерывно поступающей счислимой информации и эпизодически поступающей обсервованной информации, учитывающей точность счисления и обсервации.

Счисление пути должно быть непрерывным, наглядным и точным. Все графические работы, выполняемые на карте (снятие и нанесение координат точки, расчёт и прокладка направлений курсов и пеленгов, измерение расстояний до ориентиров и между точками), должны быть отработаны до автоматизма. Все надписи на карте должны быть сделаны чётким чертёжным шрифтом так, чтобы они могли быть прочитаны при слабом освещении. Никаких посторонних записей и расчётов на карте не должно быть.

Ведение счисления (исполнительной прокладки) начинается с момента выхода из района частого маневрирования (выход с акватории порта или съёмки с якоря) и определяется капитаном судна. Начальная точка счисления должна быть обсервованной. Прокладка заканчивается в момент прихода судна в порт или постановки на якорь. Наличие на борту лоцмана не снимает с судоводителя обязанности вести прокладку.

П
Рис. 4.1. Оформление предварительной и исполнительной прокладок
ри ведении прокладки решаются две задачи: прямая и обратная. Прямая задача предусматривает только учёт движения судна, когда рулевому задан КК. Судоводитель рассчитывает ИК=ГКК+ГК (ИК=КК+МК) и прокладывает линию курса в виде прямой на карте от исходной точки.

При отсутствии ветра и течения линия пути, считая её безошибочной, совпадает с линией курса и следовательно судно будет перемещаться по этой линии. На высоте 5 мм, по возможности, над линией курса, надписывается ГКК, в круглых скобках ГК, и КК с МК в круглых скобках (см. рис.4.1). У исходной точки, как и у каждой последующей счислимой точки, надписывается в виде дроби: в числителе время (часы и через точку минуты) с точностью до минуты, а при скорости судна более 15 узлов, в прибрежных районах, с точностью до 0,5 минуты, и в знаменателе - отсчёт лага (ОЛ) с точностью до 0,1.

Дальнейшее нанесение положения судна на любой момент времени производится по расстоянию пройденному судном от исходной точки, полученному по разности отсчётов лага, исправленной поправкой лага по формуле S=(ОЛ₂  ОЛ₁)К_л или по таблице 2.17 МТ – 2000 по РОЛ и Л. Отсчёты лага пишутся прямо снятые со счётчика, но без сотен миль. Если лаг не включён, то пройденное расстояние рассчитывается по времени и скорости S=V t / 60, где S - в милях, V -в узлах и t- в минутах.

Каждую счислимую точку обозначают чертой длиной 5 мм, перпендикулярной курсу, каждую обсервованную точку - специальным знаком, присвоенным данному виду обсервации.

Счислимое место при графической прокладке на карте отмечается каждый целый час, в моменты обсервации, изменения курса или скорости судна, начала и окончания манёвра, смены вахт и в иных случаях по указанию капитана или по усмотрению вахтенного помощника. При переносе счисления в обсервованную точку обсервованная и соответствующая ей счислимая точки связываются знаком невязки (рис.4.1). Невязкой называется расхождение одномоментных счислимых и обсервованных мест. Невязка имеет направление и величину. Направление считается от счислимой точки к обсервованной, а величина указывается в милях. Обозначается невязка так: с =135  2,3 мили.

Обратная задача. Она встречается значительно чаще, т.к. при предварительной прокладке на карте проложен ИК, которым судну следует идти. Задача судоводителя рассчитать КК, который должен держать рулевой, чтобы судно двигалось по заданному ИК:
Г КК = ИК  ГК
КК = ИК  МК ^(4.2)

При этой задаче часто приходится рассчитывать в какое время надо повернуть на следующий курс и какой отсчёт лага будет в этот момент. Сняв с карты S - расстояние, которое судно должно пройти до точки поворота (плавание), находят разность отсчётов лага (РОЛ) или обратным входом в таблицу 2.17 МТ – 2000, или прямым входом в эту таблицу, но взяв для поправки лага обратный знак, или же по формуле

(4.3)

и находят ОЛ₂ = ОЛ₁ + РОЛ.

Время плавания рассчитывается по формуле

, (4.4)

где t - в минутах, S - в милях, V - в узлах,

и T₂ = T₁ + t.

Время плавания t можно также получить, пользуясь таблицей 2.16 МТ – 2000.

Момент прихода в точку поворота контролируется по Т₂ и ОЛ₂, но лучше фиксировать его по рассчитанному отсчёту лага, т.к. скорость судна при одних и тех же оборотах винта зависит от ветра и волнения.

Циркуляция судна и её учёт при прокладке

Д
Рис. 4.2. Циркуляция судна
ля изменения курса перекладывают руль в сторону поворота. Кривая, описываемая центром массы судна, движущегося при выведенном из прямого положения руле, называется циркуляцией.

Для судов небольшого и среднего тоннажа циркуляцию можно считать дугой окружности, а диаметральная плоскость будет составлять с ней некоторый угол _ц (рис.4.2), называемый углом дрейфа при циркуляции.

В точке А подана команда на руль и начали перекладывать руль вправо. Некоторое время, называемое мёртвым промежутком, судно будет продолжать следовать прежним курсом и только в точке В начнёт поворачиваться, причём в первый период смещение центра массы будет в сторону обратную повороту на величину l, называемую обратным смещением. Величина l обычно не превышает половины ширины судна и в практике судовождения не учитывается. Для практического судовождения важно знать величину мёртвого промежутка и расстояние АВ, которое судно проходит за это время. В точке С центр массы судна начнёт 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 повороте на 120 - 180, после чего центр массы дальше будет перемещаться по окружности. Время от начала перекладки руля до момента начала поворота судна в сторону перекладки руля называется предварительным периодом циркуляции. Величина этого периода зависит от характеристик судна, его инерции, наличия ветра и волнения и достигает у крупнотоннажных судов 1 минуты.

В дальнейшем начинается период неустановившейся циркуляции, который продолжается до тех пор, пока циркуляция не станет близка к окружности. Дальнейшая циркуляция называется установившейся и имеет диаметр D_у. Для судовождения важен не диаметр установившейся циркуляции, а расстояние между линией курса до поворота и линией курса после поворота на обратный курс. Это расстояние называется тактическим диаметром циркуляции D_ц, а время поворота на обратный курс называется эвалюционым периодом циркуляции Т₁₈₀ .

Величина D_ц зависит не только от угла перекладки руля, но и от обводов судна, его размеров, размеров пера руля, от осадки и незначительно от скорости судна. Поэтому D_ц определяется на каждом судне для двух ( “пол борта” и “на борт”) или трёх положений (10, 20, 30) руля, для судна в грузу и в балласте и иногда для трёх режимов работы двигателей ( полный, средний и малый ход ). Изменение D_ц и Т₁₈₀ вследствие волнения, ветра и течения должно учитываться непосредственно судоводителем.

Существуют несколько способов определения D_ц.

О
Рис. 4.3. Определение диаметра циркуляции с помощью РЛС
пределение D_ц с помощью РЛС является одним из наиболее распространённых способов. Наблюдения производятся по бую, в районе где нет течения. В момент прохождения траверза буя подаётся команда на руль о начале поворота, пускается секундомер и измеряется траверзное расстояние D₁ до буя. Когда судно придёт на обратный курс, останавливается секундомер и в момент траверза измеряется расстояние D₂, Разность траверзных расстояний равна D_ц = D₂  D₁.

Секундомер покажет период циркуляции Т₁₈₀ (рис.4.3).

С помощью РЛС можно получить и всю кривую циркуляции, что особенно важно для крупнотоннажных судов. Для этого с момента подачи команды на руль о начале поворота через каждые 10 - 20с измеряют ГКП и D до выбранного ориентира. После окончания наблюдений на листе миллиметровки наносят положения судна, что позволяет создать диаграмму циркуляции.

Если наблюдения производить по плавающей вехе, то можно исключить влияние течения, искажающее характер кривой циркуляции.

Определение D_ц по створу и ориентиру. Судно ложится на курс перпендикулярный створу и, в момент пересечения створа, подаётся команда на руль о начале поворота, пускается секундомер и измеряется горизонтальный угол ₁ между ориентиром и створом или берётся пеленг ориентира ГКП₁. В момент, когда судно повернёт на обратный курс, останавливают секундомер и, в момент пересечения створа, измеряется горизонтальный угол ₂ или берётся второй пеленг ориентира ГКП₂ (рис.4.4). С карты снимается расстояние d от ориентира до линии створа и рассчитывается D_ц:

D
Рис. 4.4
_ц=d(сtg ₂  сtg ₁) (4.5)

У


Рис. 4.4. Определение диаметра циркуляции по створу и ориентиру
глы ₂ и ₁ можно рассчитать и по измеренным пеленгам: ₁ = ИП_ств  ИП₁ и ₂ = ИП_ств  ИП_2. Можно D_ц получить непосредственно с крупномасштабной карты, сняв расстояние между обсервациями. Показания секундомера дадут Т₁₈₀.

О
Рис. 4.5. Определение диаметра циркуляции по углу снижения
пределение D_ц по углу снижения. Этот способ позволяет определить D_ц в открытом море. Углом снижения называется вертикальный угол , измеренный секстаном между направлением на плавающий предмет и линией видимого горизонта (рис.4.5).

Судно следует заданной скоростью и, в момент подачи команды на руль о повороте, сбрасывают за борт какой-нибудь плавающий и хорошо видимый предмет и пускают секундомер. Когда судно придёт на обратный курс, останавливают секундомер и удерживают судно на этом курсе. Когда сброшенный предмет окажется на траверзе, измеряют секстаном угол . Зная высоту глаза е и наклонение видимого горизонта d, вычисляют D_ц.

D_ц = е ctg , (4.6)

где  =   d. Наклонение d или измеряют наклономером Каврайского или выбирают из табл. 3.21 МТ – 2000.

Несмотря на то, что формула (4.6) приближённая, т.к. она не учитывает кривизну зрительного луча и кривизну земной поверхности, но на расстояниях до 1 мили даёт результаты с точностью достаточной для практики судовождения.

При плавании в узкостях и когда прокладка ведётся на крупномасштабных картах (частных и планах), в том числе и при проработке перехода, для повышения точности графического счисления необходимо учитывать циркуляцию. Учёт циркуляции может производиться графическим способом, по таблицам и по диаграммам циркуляции. При любом из этих способов решаются две задачи:

1. 
   прямая, когда известна точка начала поворота и нужно найти точку окончания поворота, из которой надо проложить новый курс;
   
2. 
   обратная, когда надо найти точку начала поворота, чтобы судно вышло на заданную линию нового пути, положение которого на карте известно.
   

Графический способ учёта циркуляции.

П
Рис. 4.6. Графический способ решения прямой задачи
рямая задача. Из известной точки начала поворота В перпендикулярно истинному курсу (К₁) циркулем откладывается в масштабе карты радиус циркуляции R_ц = D_ц / 2 и из полученной точки О, как из центра, проводится окружность циркуляции. Касательная к этой окружности линия нового курса (К₂) определит точку касания А (рис.4.6). Для более точного нахождения точки касания А надо из точки О провести перпендикуляр ОА к новому курсу.

Время поворота находят по формуле

, (4.7)

где  - угол поворота, градусы, Т₁₈₀ - время циркуляции на 180.

Плавание на циркуляции определяют по формуле

. (4.8)

О
Рис. 4.7. Первый вариант графического способа решения обратной задачи
братная задача. На карте проведены линии проложенного пути судна (К₁) и линия пути, на которую судно должно выйти после поворота (К₂). Параллельно этим линиям на расстоянии R_ц проводят две прямые, точка пересечения которых О является центром окружности циркуляции (рис 4.7). Точки В начала и А конца поворота находят проведением перпендикуляров ОВ и ОА из точки О к линиям старого и нового пути.


Рис. 4.8. Второй вариант графического способа решения обратной задачи
Можно использовать и другой приём нахождения точек начала и конца поворота. Провести биссектрису угла М₁ММ₂ и на ней найти такое положение ножки циркуля, при котором окружность, проведённая радиусом циркуляции R_ц будет касательной к обоим курсам (рис.4.8).

Время поворота и плавание на циркуляции находят по формулам (4.7) и (4.8).

Таблица циркуляции и учёт циркуляции по таблице.

На каждом судне должна быть таблица циркуляции, из которой получают следующие элементы циркуляции:

d
Рис. 4.9 Иллюстрация для расчета таблицы циркуляции
₁ - расстояние до нового курса; d- промежуточное плавание, q - курсовой угол промежуточного курса; S - плавание на циркуляции (т.е. расстояние по окружности); t_ - время поворота на заданный угол.

Аргументами для входа в таблицу является угол перекладки руля и угол поворота  = ИК₂  ИК₁

Формулы для расчёта таблицы циркуляции могут быть получены из рассмотрения рис. 4.9, на котором: К₁ - старый курс, К₂ - новый курс ВМ = МА= d₁, q =  / 2, ВА = d, ОВ = R_ц.

В прямоугольном  ВМК  К = 90,  В = /2, следовательно  М =  ВМК =180  (90 + /2) = 90  /2 .

Из прямоугольного  ВМО d₁/ R_ц = ctg( 90  /2).

Отсюда

d₁ = R_ц tg /2. (4.9)

Из  ВМК d/2 = d₁sin(90  /2) = d₁cos /2 = R_ц tg /2 cos /2 = = R_ц sin /2.

Т.о.

d = 2 R_ц sin/2. (4.10)

Время поворота и плавание на циркуляции рассчитываются соответственно по формулам (4.7) и (4.8).

Таблица циркуляции выглядит так:

Руль 30, D_ц = 5 кб, Т₁₈₀ = 4,5 мин

Угол поворота , градусы	Время поворота t, мин	Путь поворота S, кб	Промежуточные		Расстояние до нового курса d1. кб
			Курсовой угол q	Плавание d, кб
10	0,2	0,4	5	0,4	0,2
30	0,7	1,3	15	1,3	0,6
50	1,2	2,2	25	2,1	1,2
:	:	:	:	:	:
150	3,7	6,5	75	4,8	9,2
170	4,2	7,3	85	4,9	
180	4,5	7,8	90	5,0	

В табл. 2.21 МТ – 2000 приведены элементы циркуляции для разных R_ц и Т₁₈₀.

Учёт циркуляции по таблице производится нижеследующим образом. Прямая и обратная задачи могут быть решены с использованием d или d₁.