Содержание учебной дисциплины Основы судовождения

• Название: Содержание учебной дисциплины Основы судовождения
• Анкор: Osnovy_sudovozhdenia_lektsii.doc
• Дата: 02.11.2017
• Размер: 1.99 Mb.
• Имя файла: Osnovy_sudovozhdenia_lektsii.doc
• Тип: Лекция; #10031
• страница: 8 из 14

4. Графическое счисление координат судна с учетом течения

Морские течения и их влияние на путь судна

Горизонтальные перемещения больших масс воды в море, характеризующиеся направлением и скоростью, называются морскими течениями.

Причины, вызывающие морские течения, подразделяются на:

• 
  внешние (ветер, атмосферное давление, приливообразующие силы Луны и Солнца), и
  
• 
  внутренние (неравномерность плотности водных масс по глубине).
  

Морские течения, по причинам их вызывающим, подразделяются на:

• 
  ветровые;
  
• 
  дрейфовые;
  
• 
  приливо-отливные;
  
• 
  плотностные и др.
  

По глубине расположения течения подразделяются на:

• 
  поверхностные;
  
• 
  глубинные;
  
• 
  придонные.
  

По физико-химическим свойствам масс воды течения подразделяются на:

• 
  теплые и холодные;
  
• 
  соленые и распресненные.
  

Навигационная классификация течений исходит из их устойчивости по времени. По этой классификации течения делятся на:

1. 
   Постоянные.
   
2. 
   Периодические.
   
3. 
   Временные.
   

Постоянные течения → течения, направление и скорость которых длительное время остаются постоянными (Гольфстрим, Куро-Сио, Бразильское и др.).

Периодические течения → течения, направление и скорость которых непрерывно изменяются, периодически повторяя свои элементы (приливо-отливные).

Временные течения → течения, которые действуют короткий промежуток времени (ветровые, сгонно-нагонные и др.).

Сведения о течениях приводятся:

1. 
   в Атласах течений;
   
2. 
   в Атласах физико-географических данных морей и океанов;
   
3. 
   в лоциях;
   
4. 
   в навигационно-гидрографических обзорах и руководствах;
   
5. 
   на навигационных морских картах;
   
6. 
   на специальных картах течений.
   

На картах течения показываются условными обозначениями:

– постоянные	– временные	– приливные	– отливные

Любое течение характеризуется направлением и скоростью.

Направление течения определяется той точкой горизонта, куда оно направлено (если «ветер дует в компас» то – «течение вытекает из компаса») измеряется в градусах в круговой системе счета направлений, от 0° до 360° относительно северной части истинного меридиана и обозначается К_Т (рис.5.14).

Рис. 5.14. «Ветер в компас, а течение из компаса»

Скоростью течения называется расстояние, на которое перемещаются водные массы в единицу времени. Измеряется в узлах (миль/час) и обозначается υ_Т.

Скорость течений в открытых частях морей и океанов колеблется в широких пределах: - до 4 уз. в районах развитых постоянных океанских течений (Гольфстрим, Куро-Сио и др.).

Скорость приливо-отливных течений в отдельных узкостях может достигать 9÷12 узлов.

Кроме руководств и пособий для плавания элементы течения (К_Т, υ_Т) могут быть определены и непосредственно на судне как с помощью приборов: абсолютного гидроакустического лага – (ГАЛа) или электромагнитного измерителя течений – (ЭМИТ); так и по высокоточным обсервациям или с помощью поплавков (буйков) – при стоянке судна на якоре.

При плавании в районе с течением, на судно действуют две силы (рис.5.15):

1. 
   Сила действия собственных движителей;
   
2. 
   Сила воздействия течения.
   

Рис. 5.15. Линия пути судна на течении

Под действием собственных движителей судно перемещается относительно воды по линии истинного курса (ИК) с относительной скоростью V₀.

Под воздействием течения судно перемещается относительно поверхности Земли по направлению течения К_Т с переносной скоростью, равной скорости течения υ_Т.

Суммарное же (результирующее) перемещение судна относительно поверхности Земли складывается из относительного и переносного перемещений и происходит с путевой скоростью V.

Для геометрического сложения векторов необходимо на навигационной карте:

1. 
   Из счислимой точки начала учета течения (т. О) проложить линию истинного курса (ИК);
   
2. 
   От т. О по линии ИК отложить (в масштабе карты) вектор скорости судна  ;
   
3. 
   Из конца вектора (т. В) проложить линию по направлению течения (К_Т) и на ней (от т. В) отложить (в том же масштабе) вектор скорости течения  ;
   
4. 
   Соединить начало вектора скорости судна  (т. О) с концом вектора скорости течения (т. А) – получим вектор путевой скорости судна – .
   

Треугольник ОАВ, сторонами которого являются векторы относительной (), переносной () и путевой () скоростей, называется навигационным скоростным треугольником.

Линия, по которой перемещается центр массы судна относительно дна моря называется линией пути судна при течении (О–А).

Путь судна при течении (ПУ_Т или ПУ_β) → направление перемещения центра массы судна, измеряемое горизонтальным углом между северной частью истинного меридиана и линией пути при течении (от 0° до 360° – по часовой стрелке).

Угол сноса (β) - угол между линией истинного курса и линией пути судна, обусловленный влиянием течения (измеряется в сторону правого или левого борта от 0° до 180° со знаком «плюс» (+) или «минус» (–) соответственно.

Путь судна при течении (ПУ_β), истинный курс (ИК) и угол сноса (β) связаны соотношением:

ПУβ = ИК + β     ИК = ПУβ − β     β = ПУβ − ИК

Формулы алгебраические. При вычислениях углу сноса β придается знак «плюс» (+) или «минус» (–):

• 
  «+» если течение действует в л/б судна, т.е. ПУ_β > ИК (сносит вправо) – рис.5.16а;
  
• 
  «–» если течение действует в пр/б судна, т.е. ПУ_β < ИК (сносит влево) – рис.5.16б.
  

а)	б)

Рис. 5.16. Знак угла сноса судна течением

Графическое счисление с учетом течения ведется на навигационной карте с соблюдением некоторых правил:

1. 
   Линия истинного курса (ИК) и линия направления течения (К_Т) проводятся с более слабым нажимом карандаша, чем линия пути при течении (ПУ_β);
   
2. 
   Вдоль линии пути при течении (ПУ_β) с внешней стороны навигационного скоростного треугольника подписывается [КК 96,0° (–1,0°) β = –5,0°] – рис. 8.12;
   
3. 
   Для каждого счислимого места строится навигационный треугольник перемещений (ΔОДС), подобный навигационному скоростному треугольнику (ΔОАБ);
   
4. 
   Счислимое место судна находится на его линии пути при течении (ПУ_β), около которого пишется ;
   
5. 
   Судовой журнал заполняется в соответствии с правилами его ведения.
   

Рассмотрим решение основных задач, связанных с графическим учетом течения.

Рис. 5.17. Оформление графического счисления пути судна при учете течения

Задача № 1.

Расчет линии пути судна при течении (ПУβ) и угла сноса (β) по известным ИК, V0 и элементам течения (КТ, υТ).

Дано: ГКК (96,0°), ΔГК (–1,0°), V₀ (7,0 уз.), К_Т (50,0°), υ_Т (1,4 уз.).

Определить: ПУ_β, β.

Решение (рис.5.17):

1. 
   Рассчитываем значение истинного курса ИК = ГКК + ΔГК = 96,0° + (–1,0°) = 95,0°.
   
2. 
   Из точки начала учета течения проводим линию истинного курса судна (ИК) и отложим по ней (от т. О) вектор относительной скорости в масштабе карты (1 уз. = 1 миле).
   
3. 
   Из конца вектора (т. А) проводим линию по направлению течения (К_Т = 50°) и отложим по ней (от т. А) вектор скорости течения (1,4 уз.) в том же масштабе (А − Б).
   
4. 
   Соединяем точку начала учета течения (т. О) с концом вектора скорости течения (т. Б) и с помощью параллельной линейки и транспортира штурманского снимаем направление этой линии – линии пути при течении (ПУ_β = 90,0°).
   
5. 
   Рассчитываем угол сноса судна течением β = ПУ_β – ИК = 90,0° – 95,0° = –5,0°.
   
6. 
   Подписываем линию пути судна при течении с внешней стороны навигационного скоростного треугольника (ΔОАБ).
   

ГКК 96,0° (–1,0°) β = –5,0°.

7. 
   Заполняем судовой журнал согласно правил его ведения.
   

Задача № 2.

Расчет счислимого места судна на заданный момент времени

Нахождение счислимого места на заданный момент времени сводится к построению треугольника перемещений (ΔОСД) подобного навигационному скоростному треугольнику (ΔОАБ).

Дано: Т₀ (09.50), ОЛ₀ (33,0), ГКК (96,0°), ΔГК (–1,0°), β (–5,0°), V₀ (7,0 уз.), К_Т (50,0°), υ_Т (1,4 уз.).

Найти: счислимое место судна на момент времени Т₁ (11.10) при ОЛ₁ (42,7).

Решение (рис.5.17):

1. 
   Выполняем пп. 1÷6 по задаче № 1.
   
2. 
   Рассчитываем пройденное судном расстояние от исходной точки (т. О) до заданного :
   
   1. 
      РОЛ = ОЛ₁ − ОЛ₀ = 42,7 − 33,0 = 9,7;
      
   2. 
      S_Л = К_Л · РОЛ = 0,96 · 9,7 = 9,3 (К_Л – из «Таблицы поправок лага по V_Л = 7,0 уз.);
      
   3. 
      S_ОБ = V_ОБ · t = 7,0 · 1ч 20м = 9,3, где t = Т₁ – Т₀ = 11.10 – 09.50 = 1ч 20м. S_Л = S_ОБ.
      
3. 
   Рассчитанное расстояние S_Л = S_ОБ (9,3 мили) отложим от исходной точки (т. О) по линии истинного курса (ИК) – (S_Л = S_ОБ = 9,3 мили – ).
   
4. 
   Из полученной на линии ИК точки (т. С) проводим линию по направлению учитываемого течения К_Т () до пересечения ее с линией пути на течении. Точка пересечения (т. Д) и даст нам искомое счислимое место судна на заданный момент времени.
   
5. 
   У счислимого места на заданный момент времени (т. Д) подписываем .
   

Задача № 3.

Предвычисление времени и отсчета лага прихода судна в заданную точку при учете течения.

Точка, как правило, задается: 1. координатами (φ, λ); 2. Направлением на ориентир (пеленг или курсовой угол); 3. Расстоянием до ориентира.

Независимо от способа «задания» точки, она должна находиться на линии пути при учете течения (ПУ_β) → т. «Д».

Дано: ГКК (92,0°), ΔГК (–2,0°), V₀ (7,0 уз.), К_Т (145,0°), υ_Т (2,0 уз.).

Найти: , когда судно будет в заданной точке Д (φ и λ; ор. К; D_З ор. М).

Решение (рис.5.18):

1. 
   Выполняем пп. 1÷6 по задаче № 1 (ПУ_β = 103,0°, β = +13,0°).
   
2. 
   Находим место заданной т. Д на карте (1. по φ и λ; 2. по ор. К – ИК = ИК – 90° = 0,0° или с ор. К на судно – ОИП° = 180,0°; 3. по D_З от ор. М).
   
3. 
   Из т. Д проводим линию, обратную направлению течения (К_Т ±180°), до пересечения ее с линией истинного курса судна ИК () → т. С.
   
4. 
   С помощью циркуля-измерителя снимаем расстояние (S) от т. О до т. С по линии истинного курса судна (ИК).
   

Рис. 5.18. Предвычисление времени и отсчета лага прихода судна в заданную точку при учете течения

5. 
   Рассчитываем время (Т₁) и отсчет лага (ОЛ₁):
   

T₁ = T₀ + t,    где    и ОЛ₁ = ОЛ₀ + РОЛ,    где (S ).

6. 
   Подписываем найденные значения у заданной точки (т. Д).
   

Задача № 4.

(обратная № 1) Расчет компасного или истинного курса по известным элементам течения (КТ, υТ), скорости судна (V0) и заданной линии пути при течении (ПУβ).

Дано: ПУ_β (путь к причалу), V₀, К_Т, υ_Т.

Найти: КК, β.

Решение (рис.5.19):

Рис. 5.19. Расчет компасного курса судна при учете течения

1. 
   Из точки начала учета течения (т. О) проводим заданную линию пути при течении – ПУ_β () 117,0°. → ее направление снимаем с карты.
   
2. 
   Из этой же точки (т. О) проводим линию по направлению течения () и отложим на ней (от т. О) вектор скорости течения в масштабе карты.
   
3. 
   Из конца вектора течения (т. А) радиусом, равным скорости судна (в том же масштабе) делаем засечку на линии пути при течении → т. С.
   
4. 
   С помощью параллельной линейки соединяем конец вектора течения (т. А) и т. С и параллельно переносим в точку начала учета течения (т.е. ). Направление линий и соответствует истинному курсу (ИК) судна. С помощью параллельной линейки и транспортира штурманского снимаем направление линии истинного курса судна (ИК = 97,0°).
   
5. 
   Рассчитываем значение угла сноса судна течением:
   

β = ПУ_β − ИК = 117,0° − 97,0° = +20,0°.

6. 
   Рассчитываем значение гирокомпасного курса судна:
   

ГКК = ИК − ΔГК = 97,0° − (− 3,0°) = 100,0°.

(этот курс рулевой будет держать по компасу от т. О до т. Б).

7. 
   Заполняем по форме судовой журнал.
   

Примечание:

Задачу № 4 обычно называют «обратной задачей при учете течения», а задачу № 1 → «прямой задачей при учете течения».