За методите за измерване на скоростта на кораба. Измерени линии. Навигация. Първи стъпки. Скорост на кораба Принципи за измерване на скоростта на кораба
05/12/2016
За да стане навигаторкато професионалист, трябва да прочетете много морски статии, автори на учени. В тази статия, използвайки прост език без сложна терминология, ще се опитаме да разберем - какви скорости взема предвид навигатора.
Когато говорим за скорост на кораб, разглеждаме две величини. Един от тях - е движението на кораба по водата. Пряка връзка между витлото, корпуса на кораба и водната среда. Второто е движение на кораба спрямо световното пространство. Това е пътят, отсечката, която сме изминали за определено време. Факт е, че Световният океан и цялата водна обвивка на Земята не са статични. Той е свободен в движението си, въпреки че е подвластен на физически закони. Системата от световни води, тяхното взаимодействие създава движението на водните маси и морският кораб, заедно с всяка слама, участва в това движение в колосален мащаб. Също така, не забравяйте за вятър, което също влияе върху скоростта на плавателния съд. За всичко по-подробно.
STW— Скорост през водата — Скоростта на плавателния съд във водата
SOG— Скорост над земята — Скорост на кораба спрямо земята
Възел— Възел — мерна единица за скоростта на кораба. Морска миля на час.
И така, ние сме на вахта, отиваме от точка А до точка Б. Пълна скорост, витлото вършее водата, нашият кораб, люлеейки се на вълните, реже водата със стеблото. - това е водата, в която е потопен нашият кораб, неговият корпус и двигател. С положителната работа на тази система съдът като физическо тяло се движи във водната среда, получавайки опора. Сравнете това с плувец, който гребе методично от едната страна на другата в басейн. Тялото му се движи във водата, която е ограничена от стените на басейна, няма течение, което да повлияе на плувеца. Използвайки само физическата си сила, той преодолява разстоянието, преминавайки през водата.
Да се върнем на нашия кораб. Тъй като е в системата на света течения, тогава цялата тази водна маса се движи в определена посока, носейки кораба със себе си. Ако спрем нашия кораб, STWще бъде 0. Но ние ще се движим по земното кълбо заедно с водата, движейки се от една точка в друга. Нека преместим кораба отново. Поставете върху навигационната карта местоположение. забелязан време. Нанесени нови местоположение. измерено изминато разстояние, разделени на времетокоито сме посочили. Получихме скоростта на кораба спрямо земята - SOG. Абстрактно разгледайте нашия кораб като физическа точка, която се движи около планетата с определена скорост. 
Да си спомним за нашия плувец. След басейна го поканихме да плуваме в реката. Отначало той се опита да не гребе и беше отнесен надолу по течението. Скоростта на движение спрямо крайбрежните обекти е станала равна на скоростта на течението. Започна да гребе срещу течението. За да се върне там, откъдето тръгна, трябваше да плува по-бързо от течението. По отношение на водата той плува бързо ( STW) като в плувен басейн. Но спрямо крайбрежните обекти тялото му не се движеше толкова бързо. Течението на реката го "изяде". SOG. И обратно, ако плуваше по течението, това му помагаше да се движи.
закъснение- устройство за измерване на скоростта на плавателен съд по вода (може да бъде от различни видове, повече подробности Това са най-простите и примитивни примери. За да разбере напълно картината, навигаторът трябва да научи основите векторна геометрия, а именно събиране и изваждане на вектори.
В съвременната навигация имаме на разположение инструмент сателитно наблюдение — GPS, което непрекъснато дава местоположениекораб, съответно, изчисляване SOG, което несъмнено помага на навигатора по време на работа.
Следваща, на SOGможе значително да повлияе, създавайки вятър. По-специално, това засяга корабите с голяма вятър yu, като контейнеровози, RO-RO, пасажерски кораби, големи танкери в баластна водоизместимост и др. Например при силен насрещен вятър SOGще намалее и обратно, при справедлива посока вятърът ще „помогне“ на кораба да преодолее съпротивлението на водата.
Надяваме се тази уводна статия Навигация. Първи стъпки. Скорост на кораба." ще ви помогне да разберете науката Навигация .
Хареса ли? Натиснете:
Навигация. Първи стъпки. Скорост на кораба. (c) NavLib
Чрез изоставането. Точността на ориентацията до голяма степен зависи от надеждната информация за скоростта на кораба. При плуване в езера и резервоари средната скорост спрямо дъното може да се определи от дневника.
Краката са с различни дизайни. Въртящите се трупи, работещи на принципа на хидрометрична въртяща се маса, са неподвижни и се придвижват напред при необходимост от дъното на съда. Хидродинамичните дневници са две тръби, които измерват налягането на извънбордовата вода по време на движение и паркиране. Колкото по-голяма е скоростта, толкова по-голямо е налягането в една от тръбите. Разликата в налягането може да се използва за преценка на скоростта на кораба. Като цяло трупите са сложни електромеханични устройства.
Речният поток, действащ върху дневника, ви позволява да определите от него само скоростта на кораба спрямо спокойна вода, но не и спрямо брега. В допълнение, неравномерните течения и движението на съда в завоите на канала изкривяват показанията на дневника.
По дължината на корпуса на кораба.Скоростта на плавателния съд спрямо дъното може да се определи по един от следните методи. На носа и кърмата са избрани две равнини на надстройки, перпендикулярни на диаметралната равнина на кораба, или два обекта, които създават водещи равнини за наблюдение. Двама наблюдатели стоят в самолетите за наблюдение на носа и кърмата Х и К(фиг. 78). Наблюдателите избират фиксиран обект П,разположен на брега или вода. В момента на пристигането на обекта в назалната визирна равнина, наблюдателят здава сигнал, с който наблюдателят Да сезабелязва времето. Когато артикулът пристигне Пнаблюдател на задния наблюдателен самолет ДА СЕ.също прави времеви печат. Разстоянието между равнините на наблюдение / и времето се използват за изчисляване на скоростта.
Времеви знаци могат да бъдат направени от трети наблюдател на моста, според знаците на наблюдателите зи Да сев момента на пристигане на обекта Пв полезрението самолети.
Ориз. 78. Към определението за скорост
движение на кораба по дължината на корпуса му
По-малко точно скоростта се изчислява при наблюдение на обект Пна един корабен обект, когато водещата визирна равнина отсъства или когато обектът на наблюдение е върху греда на форштевня и кърмата на кораба.
С помощта на предметно насочване.Същността на това просто и надеждно
методът е следният. В диаметралната равнина на плавателен съд, движещ се по прав курс, между точки a и b (фиг. 79) измерете разстоянието лнаречена основа. Намирайки се в точки a и b , наблюдателите в същите моменти измерват ъглите a1 a2 a3 B1 B2 B3 и т.н. между основата и посоката към обекта П.
При обработката на получените измервания върху лист хартия се изчертава произволна линия, върху която се поставя точка, определяща обекта за пеленгиране. От тази точка под измерените ъгли a1, b1 и т.н. се изчертават носещи линии с произволна дължина. Забелязвайки дължината на основата върху линийката в произволна скала, те я поставят между линиите на пеленгата, успоредни на курса, докато ги докосне със съответните маркировки.Така се определя положението на корпуса на кораба в моментите на пеленга находка. Разстоянието, изминато от кораба по време на намиране на посока, като се вземе предвид приетият мащаб, се взема директно от диаграмата.
Два DF са достатъчни за изграждане на схема, но резултатът е по-надежден с няколко DF.
Намирането на посоката на обект се извършва с помощта на компас или друг гониометричен инструмент. При липсата им се използва таблет, който може да бъде лист шперплат, дебел картон, парче широка дъска или палубна маса.
Таблетка с лист хартия се поставя над точката за наблюдение. На листа се начертава линия, съвпадаща с основната линия. Пеленгаторът е дървено блокче с гладък ръб.
Наблюдателят в момента на пеленгиране, насочвайки разреза на пръта към обекта, чертае линия с молив и я маркира с номера на измерването. Ъглите от таблета се отстраняват с помощта на транспортир.
Ориз. 79. Да се определи скоростта на плавателния съд, като се използва пеленгацията от него
Намирането на посока се извършва по следния начин. Наблюдателите, сверили часовниците си, се разотиват по местата си. В едни и същи моменти, например след 15 или 20 s, те заемат пеленгата на един и същи обект. Пеленгацията може да става по сигнали на трети наблюдател. Чрез определяне на изминатото разстояние и време е лесно да се изчисли скоростта.
Предложеният метод е приложим за определяне на маневрените качества на кораба: инерционна траектория, циркулация и др.
Чрез относителната скорост на приближаване на корабите.Познавайки разстоянията между насрещните или изпреварваните кораби, както и скоростта на насрещния или изпреварвания кораб, можете да определите скоростта на вашия кораб или, обратно, да изчислите скоростта на насрещния или изпреварвания влак от вашата собствена скорост. |
Означаваме: S - разстояние между корабите, v1-скоростта на нашия кораб, v2 е скоростта на насрещния или изпреварвания кораб, T-време за подход. Тогава
В тази формула знакът плюс "+" се приема за случай на среща на кораби, а знакът минус (-) се приема за изпреварване.
При изпреварване на кораби относителната скорост на приближаване е равна на разликата в скоростите, а при среща - сумата от скоростите на двата кораба. С други думи, в първия случай изпреварваният кораб сякаш стои неподвижен, а изпреварващият се движи със скорост, равна на разликата в техните скорости. Във втория случай единият кораб сякаш стои неподвижен, а другият се движи със скорост, равна на сумата от скоростите на двата кораба.
По време на навигация горната формула има ограничено приложение и може да се използва само в специални случаи. Следователно определянето на скоростта, както и времето и разстоянието, изминато от корабите по време на срещи и изпреварвания, може да се извърши съгласно универсалната номограма на Д. К. Земляновски (фиг. 80). Той е лесен за използване, приложим в корабни условия и ви позволява бързо да решите всеки проблем без междинни изчисления, при условие че корабите се движат по същите или успоредни курсове.
Номограмата има три скали, като всяка от тях за удобство има двойно измерение. Правилото за използване на номограма е ясно от нейния ключ. Например между кораб, който се движи със скорост 20 км/ч, и тласкан влак в момента на сигнализиране за разминаване, разстоянието е 2,5 км. Необходимо е да се определи скоростта на влака, ако времето за подход е 300 s.
За да се определи скоростта на тласкача, линийка (молив, лист хартия, конец) се прилага върху горната скала до марката 300 s (виж фиг. 80), а върху средната скала до марката 2,5 km. Отговорът се чете на долната скала - 30 км/ч. Това е скоростта на съвместния подход, следователно скоростта на тласкача е 10 км/ч.
Както знаете, в условията на борда на кораба при навигация по вътрешни водни пътища често не е възможно да се извършват дори прости аритметични състезания.
Ориз. 80. Номограма за определяне скоростта на плавателния съд, времето и изминатото разстояние от плавателните съдове при среща и изпреварване
четири. Следователно номограмата може да се използва за решаване на проблеми относно времето и разстоянието при среща и изпреварване на кораби.
Ще покажем методите на изчисление според номограмата с помощта на примери. Капитаните на лодки не трябва да се стремят да получат твърде точни стойности, като десети от метъра и секундата. За големи разстояния е напълно приемливо получените стойности да се закръглят до стотици метри, за малки - до десет или до метър.
Пример л.Скоростта на два насрещни сухотоварни кораба: спускане - 23 км / ч, издигане - 15 км / ч. Разстоянието между корабите е 1,5 км. Необходимо е да се определи времето и разстоянието, изминато от корабите преди срещата.
Решение.Сумата от скоростите на корабите ще бъде 38 км/ч. Намираме на долната скала точка с маркировка 38 км и прилагаме линийка към нея. Прилагаме другия край на линийката към знака 1500 m на скалата за разстояние и четем отговора на горната скала - 140 s.
Скоростта на лодката, движеща се отгоре, е 23 km/h. Прилагаме линийката на долната скала до знака 23 км, а другия край на линийката до знака 140 s, четем отговора на скалата на разстоянието - 900 м. След това пътят, изминат отдолу от движещия се корабът е на 600м.
Пример 2. Влак с дължина 150 m, който се издига със скорост 8 km / h, от разстояние 300 m, давайки зелена светлина, започва да изпреварва товарен кораб с дължина 50 m, който се движи със скорост 14 км/ч. Изчислете общото време за изпреварване и разстоянието.
Решение,Общото разстояние, т.е. като се вземат предвид дължините на кораба и композицията, е 500 m (300 + 150 4 "50 = 500 м). Разликата в скоростта е 5 км/ч.
За да определим времето, прилагаме единия край на линийката на лявата скала до знака от 6 km / h, а средата на линийката до знака 500 m на скалата за разстояние. Отговорът се чете на горната скала - 320 s. Общото разстояние, изминато от изпреварващия кораб от началото на зелената светлина, е равно на произведението от неговата скорост и времето за изпреварване. Според номограмата това се определя по вече познатия метод. Прилагаме края на линийката към марката от 14 km / h, а десния край към маркировката за време от 320 s. Отговорът четем на средната скала - 1250 m.
Както се вижда от горните примери, с помощта на номограма можете лесно и просто да разрешите всякакви проблеми с преминаване и изпреварване на кораби, като сте директно на кораба.
С помощта на радара.За определяне на скоростта на движение от техническите средства най-широко се използват радарите. Радарният екран има кръгове с фиксиран обхват (RCD), които могат да се използват за определяне на разстояния. Някои радари имат движещи се обхватни кръгове (VRM), които правят още по-удобно измерването на разстояния. Чрез измерване на изминатото разстояние на даден обект с помощта на радар и забелязване на времето се изчислява скоростта на движение.
Според навигационната карта или според указателя. ATВ този случай изминатото разстояние се определя от карта или справочник, а времето се определя от часовника. Като се раздели дължината на изминатия участък на времето, се изчислява скоростта на движение. Този метод е най-често срещан при плаване на речни лодки.
Скоростта на кораба в процеса на високоскоростни тестове се намира по различни начини.
Широко разпространено е определянето на скоростта на кораба по специални измервателни линии, оборудвани с брегови секущи (напречни) трасета, разстоянието между които е точно известно. На измерената линия скоростта на кораба се определя от времето, необходимо на кораба да измине известно разстояние между подравненията. Този метод е един от най-точните начини за измерване на скоростта на кораб.
Кабелните измервателни линии, които са един вид от споменатите измервателни линии с напречно сечение, също имат известно приложение. На линията за измерване на кабела плавателният съд преминава върху електрическите кабели, положени в дъното на фарватера напречно на посоката на движение на кораба. Електрическият ток преминава през кабели, разстоянието между които трябва да е точно известно. Специално електронно оборудване, инсталирано на кораба, записва момента, в който корабът преминава над кабела.
Напоследък различни радионавигационни системи, по-специално фазови системи, започнаха да се използват широко за измерване на скоростта на кораба.
Скоростта на кораба може да бъде измерена и с относително по-малка точност, като се използва собствената радарна станция на кораба, която последователно на кратки интервали измерва разстоянието до определен обект, който отразява добре радиовълните.
Измерването на скоростта на кораб с помощта на вентилатор на лагери на два обекта или с помощта на други навигационни методи, например с помощта на фарове, разстоянието между които е известно, няма достатъчна точност.
Всички горепосочени и много други методи, включително основният метод за определяне на скоростта на плавателен съд по измервателна линия, имат един общ недостатък, който е, че скоростта на кораба се намира спрямо брега, а не спрямо водата. . В същото време върху измерванията се наслагва влиянието на вятъра или приливните течения, което е трудно да се оцени точно. Междувременно, когато се провеждат тестове за скорост и за по-нататъшно използване на получените данни, е необходимо да се знае скоростта на кораба спрямо заобикалящата го вода, т.е. при липса на течение. Следователно условията и мястото на изпитване се избират така, че влиянието на тока да е най-малко или да е насочено, ако е възможно, по дължината на измервателния участък. В тези случаи ходовете на съда в измервателните участъци се извършват във взаимно противоположни посоки и в определена последователност.
Въпреки известна трудност, определянето на скоростта на плавателен съд по измерена линия или използването на радионавигационни средства винаги трябва да се предпочита пред измерването на скоростта с помощта на обикновени корабни и специални дневници или хидрометрични перки поради ниската точност на последните, въпреки че те измерват скоростта на съдът директно спрямо водата.
За високоскоростни тестове трябва да се използват измервателни линии, разположени в близост до мястото на изграждане или базиране на кораба, което ще спести време и гориво, необходими за приближаване до измервателната линия. Освен това, поради разхода на гориво при преминаване към отдалечена измервателна линия, е трудно да се осигури дадена стойност на водоизместимостта на кораба.
Дълбочината на водата в зоната на измерваната линия, т.е. нейната измервателна част и на подхода към нея (от двете страни), както и в зоната на кораба, завиващ на обратния курс, трябва да да бъде достатъчна, за да изключи ефекта на плитката вода върху водоустойчивостта на движението на кораба, а оттам и неговата скорост.
Известно е, че системата от вълни, създавани от кораба, когато се движи в плитки води, се различава от вълновата система в дълбоки води и зависи от режима, характеризиращ се с така нареченото число на Фруд в плитки води.
Където σ е скоростта на кораба, m/s; g - ускорение на свободно падане, m/s2; H - дълбочина на фарватера, m.
Промяната в естеството на образуването на вълни води до увеличаване или намаляване на съпротивлението на движението на кораба и следователно влияе върху неговата скорост.
В същото време се развива противоток на водата, увеличавайки скоростта на потока около корпуса и следователно съпротивлението на триене на кораба. Пълното изключване на влиянието на плитките води изисква големи дълбочини на измерваната линия, които не винаги могат да бъдат осигурени (Таблица 1).
Таблица 1. Стойности на минималната дълбочина на измерената линия, m 
В резултат на това при определяне на минимално необходимите дълбочини обикновено се изхожда от загуба на скорост поради влиянието на плитка вода, която е 0,1% от измерената стойност. За да се спазват тези условия, трябва да се вземе стойността Frh≥0,5 за съпротивлението на вълната и за съпротивлението на триене 
Въз основа на този подход правилата за изпитване, разработени от 12-та международна конференция на експерименталните басейни, препоръчват минималната допустима дълбочина на измервателната линия да бъде по-голяма от тази, изчислена по формулите 
където B и T са съответно ширината и газенето на кораба. Подобен метод се препоръчва от вътрешния нормален OH-792-68, но формулите са написани във формата
Измервателната линия, ако е възможно, трябва да бъде разположена в зона, защитена от преобладаващи ветрове и морски вълни. И накрая, задължително условие е наличието на достатъчно пространство в двата края на измервателната линия, което е необходимо за свободното маневриране на плавателния съд след края на хода на измервателния участък, завиване в обратен курс и ускорение след завоя.
Допустимите отклонения на дълбочината на водата при подходите към измервателния участък на измервателната линия не трябва да надвишават ± 5%.
Линията на кораба на линията на габарита трябва да бъде най-малко на две до три мили от крайбрежните опасности. Неспазването на това условие създава риск плавателният съд с висока скорост, дори и при правилно маневриране, да заседне при блокиране на руля.
Не винаги е възможно да се изпълнят всички изисквания, изброени по-горе, така че броят на пълноценните измервателни линии е много ограничен.
В табл. 2 показва някои данни, характеризиращи измерените линии на редица чужди държави. Както се вижда от таблицата, дължината на измервателните участъци на тези линии е различна и дълбочините на много от тях са недостатъчни за тестване на относително високоскоростни съдове.
| Измерете линии | Дължина на измервателния участък, мили | Истинският курс на кораба, градушка | Дълбочина на измерената линия по време на най-силните отливи, m |
| Англия | |||
| скелморли Гао Ло Абс-глава Полперо Портланд Устието на реката Тайни Плимут |
1 1 1 1,15 1,43 1 1 |
0 и 180 156 и 335 111 и 191 86 и 226 134 и 314 161 и 341 93 и 273 |
65-75 30-40 44-52 31-37 31 20 20-28 |
| Дания | |||
| относно. Борнхолм | 1 | - | 70-80 |
| Франция | |||
| Porquerolle Thaya: 1-ви раздел 2-ро 3-то Кроа Тревиньон |
3,50 2,36 4,70 5,6 |
48 и 228 48 и 228 48 и 228 120 и 300 |
70-80 70-80 70-80 40 |
| САЩ | |||
| рокландия | 1 | 0 и 180 | - |
На фиг. Фигура 3 показва диаграма на измервателна линия близо до Рокланд (САЩ), където са извършени голям брой високоскоростни корабни тестове, включително изследователски. Тази линия отговаря на повечето от изброените по-горе изисквания, но не е защитена от западните ветрове и вълните, които причиняват. Дължината на измервателния участък е равна на една морска миля (1852 m), дължината на всеки ускоряващ участък е три морски мили. Измервателната линия е оборудвана с две крайбрежни напречни (секущи) секции, перпендикулярни на измервателната секция. Едното напречно сечение е снабдено с три знака (щита), другото - с два.
Ориз. 3. Схема на измервателна линия в Рокланд (САЩ). Δ - водещ знак.
Освен това по линията на бягане са поставени етапни стълбове за ориентация на навигатора, указващи границите на ускорителните и измервателните участъци.
Много измервателни линии са оборудвани с така наречените водещи центрове, на линията на които е разположена измервателната секция. Понастоящем наличието на водещо изравняване не се счита за задължително, въпреки че все още има мнение, че е необходимо в случаите, когато в зоната на измерваната линия има ток, който не съвпада с посоката на измерената линия. Това мнение обаче е погрешно: простите геометрични конструкции показват, че в този случай, когато корабът се управлява по водещата линия по същия начин като компас, корабът изминава разстояние, по-голямо от разстоянието между линиите на трасе. Ето защо се поставя изискването посоката на потока да съвпада с посоката на измерваната линия или във всеки случай да сключва с нея ъгъл, който не надвишава 15-20 °.
Водещите знаци (фиг. 4) на измерените линии са щитове, които са монтирани на такава височина, че да могат да се виждат ясно от морето. Обикновено предният щит, т.е. щитът, разположен по-близо до измервателния участък на измервателната линия, е монтиран малко по-ниско от задния по такъв начин, че в момента, в който корабът преминава трасето, щитовете се припокриват един с друг, което прави нагоре почти едно цяло във вертикална посока. В средата на щитовете са нанесени вертикални ярко оцветени ивици, които също трябва да се виждат ясно от морето.
Ориз. 4. Водещи белези на мерната линия.
Ориз. 5. Линейна чувствителност на центровките.
1 - предна маркировка за подравняване; 2 - заден знак за подравняване.
Независимо от това, наблюдател на кораб, пресичащ напречните линии на измервателната линия под прав ъгъл, не може практически абсолютно точно да определи момента, в който линията на центровка преминава, т.е. момента, когато средните ивици на щитовете са на една и съща вертикална права линия, като че ли представляват продължение един на друг.приятел.
Големината на грешката при определяне на момента на пълно покриване на средните ленти на центровите щитове зависи от така наречената линейна чувствителност на центровката (фиг. 5).
Разделителната способност на нормалното око е една дъгова минута. Нека поставим върху линията на хода на кораба по измерената линия (фиг. 5) сегмента A1A2, съответстващ на една дъгова минута. В интервала A1A2 ъгълът между двата знака е по-малък от една минута и следователно всяка точка от този интервал може да служи като маркировка за началото на измерването на скоростта. Стойността OA1=OA2 се нарича линейна чувствителност на целта и допълнително се обозначава с буквата W.
За да намерим израз за W, използваме релацията
tgα=tg(β-γ). (1.2)
преобразуван във формата
След заместване на стойностите tg β и tg γ в израз (1.3) и прости трансформации, имаме
Първият член от дясната страна на израза (1.4) може да бъде пренебрегнат, тъй като той ще бъде от по-висок порядък на малкост в сравнение със следващите два. Тогава уравнение (1.4) приема формата
dW = tg αDc (Dc + d), (1.5)
където
Замяна на тангенса на ъгъла с дъга и ъгъла със стойността на разделителната способност на окото, както и въвеждане на фактора на осветеност на целта a "(за дневна светлина α"=2 и за нощна светлина α"=3,5) , получаваме стойността на линейната чувствителност на целта (в метри)
Където
Dc - разстоянието от предния знак на секущата до ходовата част на мерната линия, m; ao - ъгъл на разделителна способност на окото; d - разстояние между водещите знаци, m.
Ето стойностите на чувствителност на секущите секции на една от чуждите измервателни линии:
Ако вземем чувствителността на двойка подравнявания, равна на половината от възможната абсолютна грешка, тогава относителната грешка в дължината на измерената част от линията (цели 2-3) ще бъде равна на 0,4%.
Както се вижда от формула (1.6), за да се намали грешката при определяне на разстоянието между секциите и следователно да се увеличи чувствителността на секциите, е необходимо съотношението Dc: d да бъде възможно най-малко. На практика обаче това съотношение обикновено не е по-малко от три.
За да се оцени влиянието на грешката във времето, както и влиянието на чувствителността на центровките и дължината на линията върху резултатите от измерването на скоростта, е необходимо да се вземе предвид зависимостта на скоростта на кораба от пътя и времето
v=s/t (1,9)
където v е средноаритметичната стойност на няколко измервания на скоростта, m/s; s - средноаритметично на пътя, m; t е средноаритметичното време на изпълнение, s.
Както е известно, грешката в резултата от косвените измервания (скоростта се изчислява от измерения път и време) се състои от грешките в резултатите от всяко пряко измерване, включено в косвеното. При индиректни измервания се намира относителната грешка (средноквадратична, вероятна или гранична) на всяко директно измерване и се изчислява общата относителна грешка на косвеното измерване. Да, в този случай
където εν - относителна грешка на измерване на скоростта, .%; εs - относителна грешка при измерване на пътя; εt - относителна грешка на измерване на времето за пътуване.
Изразявайки относителните грешки по отношение на вероятните, получаваме
или, след заместване, t = s/v.
Където ρs е вероятната грешка при измерване на пътя, m; ρt - вероятна грешка при измерване на времето за пътуване, s (съгласно ρt = 0,5 s). Вероятна грешка при измерване на пътя
ако се приеме, че чувствителността на двете подравнявания е еднаква и равна на половината от сумата на техните чувствителност, а броят на прогоните в режима е равен на три.
Замествайки тези стойности във формула (1.12) и трансформирайки я, получаваме
По този начин големината на грешката ще зависи от три компонента: чувствителността на секущите линии, дължината на движението по линията на измерване и скоростта на плавателния съд.
Като пример, в табл. 3 показва данни за точността на измерване на скоростта на плавателния съд по една от измервателните линии. Въз основа на тези данни може да се заключи, че измерените скорости, независимо от скоростта на кораба, се определят с висока степен на точност. Така в участъка на измервателната линия между второ и трето трасе грешките при измерване на скоростта са 0,35-0,40%. С увеличаване на дължината на измервателната линия (участъкът между първото и второто трасе е една миля, между второто и третото трасе - две мили, а между първото и третото - три мили), грешката при измерване на скоростта рязко намалява .
| Скорост на кораба, възли | Средна чувствителност на портите, m | ||
| 12.8 (участък между първото и второто трасе) | 14.9 (участък между второ и трето трасе) | 13.0 (участък между първото и третото подравняване) | |
| 8 12 16 20 24 28 32 36 30 |
0,58 0,59 0,61 0,63 0,66 0,69 0,72 0,75 0,79 |
0,33 0,34 0,35 0,36 0,37 0,38 0,40 0,42 0,43 |
0,20 0,20 0,21 0,22 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 |
Това обаче не означава, че е по-целесъобразно да се правят прогони по дълги измервателни линии, тъй като това увеличава грешките, причинени от възможната неравномерна работа на основните механизми на голямо разстояние и влиянието на смущаващи външни въздействия, водещи до курс отклонение от права линия.
При определяне на дължината на измервателния участък на измервателната линия трябва също да се вземе предвид, че по време на високоскоростни тестове (при липса на автоматично оборудване за записване на показанията на инструмента) понякога е необходимо да се измери въртящият момент на витлото вал най-малко осем до десет пъти или за премахване на индикаторни диаграми веднъж или два пъти, както и няколко пъти за измерване на честотата на въртене на витловите валове и определяне на някои параметри на работата на електроцентралата. Всичко това отнема поне четири минути. Така минималната дължина на движение s по измерената линия, която е функция на времето, необходимо за извършване на посочените измервания и определяне на скоростта на кораба, може да се изчисли по формулата
s = 0,067νs (1,15)
където νs е скоростта на кораба, възли, s е пробегът на кораба, мили.
Коефициент на размери от 0,067 съответства на приблизително 4 минути, т.е. времето, необходимо за извършване на измервания.
Постоянното познаване от страна на навигатора на надеждната скорост на неговия кораб е едно от най-важните условия за безаварийна навигация.
Движението на кораба спрямо дъното със скорост, наречена абсамотен,се разглежда в навигацията като резултат от добавянето на вектора на скоростта на кораба спрямо водата и вектора на течението, действащ в зоната на навигация.
От своя страна векторът на скоростта на кораба спрямо водата (се отнасяттялоскорост)е резултат от работата на задвижването на кораба и действието на вятъра и вълните върху кораба.
При липса на вятър и вълнение най-просто се определя от честотата на въртене на витлата.
Познаването на скоростта дава възможност да се определи разстоянието, изминато от кораба S около в мили:
Сотносно = Vотносно T, (38)
където V около - скоростта на кораба, определена от честотата на въртене на витлата, възли; T- време на плаване на кораба, ч.
Този метод обаче е неточен, тъй като не отчита промяната в състоянието на кораба (замърсяване на корпуса, промяна на газенето), влиянието на вятъра и вълните. Следните фактори влияят върху скоростта на плавателния съд във водата.
1. Степента на натоварване, крен и диферент на плавателния съд. Скоростта на кораба се променя с газене. Обикновено при добри метеорологични условия кораб в баласт има малко по-висока скорост от напълно натоварен. Въпреки това, с увеличаването на вятъра и вълните, загубата на скорост на кораб в баласт става много по-голяма от тази на плавателен съд с пълен товар.
Подстригването оказва значително влияние върху промяната на скоростта. Като правило, тапицерията на носа намалява скоростта. Значителен диферент към кърмата води до същите резултати. Оптималната опция за подстригване се избира въз основа на експериментални данни.
Наличието на крен на плавателния съд обуславя систематичното му отклонение от зададения курс към повдигнатия борд, което е следствие от нарушаване на симетрията на контурите на потопената във вода част от корпуса. Поради тази причина е необходимо по-често да се прибягва до изместване на кормилото, за да се запази курсът на кораба, а това от своя страна води до намаляване на скоростта на кораба.
2. Вятърът и вълните обикновено действат на кораба едновременно и като правило причиняват загуби на скорост. Посрещният вятър и вълните създават значително съпротивление на движението на плавателния съд и влошават неговата управляемост. Загубите на скорост в този случай могат да бъдат значителни.
Ветровете и вълните в една и съща посока намаляват скоростта на кораба главно поради рязкото влошаване на неговата управляемост. Само при слаб попътен вятър и леки вълни някои видове кораби показват леко увеличение на скоростта.
3. Обръсване на корпуса се наблюдава при плаване на кораби при всякакви условия, както в сладки, така и в солени води. Обрастването става най-интензивно в топлите морета. Последицата от замърсяването е увеличаване на водоустойчивостта на движението на съда, т.е. намаляване на скоростта. В средните ширини след шест месеца намаляването на скоростта може да достигне 5 - 10%. Борбата с обрастването се води чрез системно почистване на корпуса на кораба и боядисването му със специални
растящи цветове.
4. Плитка вода. Ефектът на плитката вода върху намаляването на скоростта на кораба
започва да влияе на дълбочини в навигационния район
з≤4Tcp + 3V 2 /g,
където з - дълбочина, m
Tcp, - средно газене на кораба, m;
V- скорост на плавателния съд, m/s;
ж- ускорение на гравитацията, m/s 2 .
По този начин зависимостта на скоростта на кораба от скоростта на въртене на витлата, определена за конкретни условия на плаване, ще бъде нарушена под въздействието на тези фактори. В този случай изчисленията на изминатото разстояние от кораба, извършени по формула (38), ще съдържат значителни грешки.
В практиката на корабоплаването скоростта на плавателния съд понякога се изчислява, като се използва известната зависимост
V=S/ T,
където V- скорост на кораба спрямо земята, възли;
S - изминато разстояние при постоянна скорост, мили; t - време, h.
Отчитането на скоростта и разстоянието, изминато от кораба, се извършва най-точно с помощта на специално устройство - дневник.
За определяне на скоростта на кораба са оборудвани измервателни линии, чиито зони на местоположение са предмет на следните изисквания:
липса на влияние на плитки води, което се осигурява при минимална дълбочина, определена от съотношението
N/T≥ 6,
където з- дълбочина на зоната на измервателната линия, m; T- газене на кораба, m;
защита от преобладаващи ветрове и вълни;
липсата на течения или наличието на слаби постоянни течения, съвпадащи с посоките на пистите;
възможността за свободна маневра на корабите.
Ориз. 23. Мерна линия
Оборудването на измервателната линия (фиг. 23), като правило, се състои от няколко успоредни секущи секции и една водеща, перпендикулярна на тях. Разстоянията между секущите се изчисляват с висока точност. В повечето случаи линията на движение на корабите се обозначава не от водещата линия, а от шамандури или крайъгълни камъни, поставени по нея.
Обикновено измерванията се правят при пълно натоварване и в баласт за основните режими на работа на двигателя. В периода на измерване на измервателната линия вятърът не трябва да надвишава 3 бала, а вълнението - 2 бала. Съдът не трябва да има пета, а гарнитурата трябва да е в оптималните граници.
За да се определи скоростта, корабът трябва да лежи върху компаса по курс, перпендикулярен на линиите на секущите, и да развие дадена честота на въртене на витлата. Измерването на продължителността на бягането обикновено се извършва според показанията на три хронометъра. В момента на пресичане на първата секуща цел се стартират хронометри и всяка минута забелязват показанията на тахометрите. Хронометърът спира в пресечната точка на втората секуща цел.
След като се изчисли средното време на движение според показанията на хронометрите, скоростта се определя по формулата
V = 3600S/t, (39)
където S е дължината на пробега между секущите, мили;
T- средната продължителност на движението между секущите, s; V- скорост на кораба спрямо земята, възли.
Скоростта на въртене на витлата се определя като средната аритметична стойност на показанията на тахометъра по време на движение.
Ако в зоната на измервателната линия няма ток, тогава скоростите спрямо земята и водата са равни. В този случай е достатъчно да направите само едно бягане. При постоянен ток по посока и скорост в зоната на маневриране е необходимо да се извършат два пуска в противоположни посоки. Относителната скорост на плавателния съд V 0 и честотата на въртене на витлата Пв този случай ще се определя по формулите:
Vo \u003d (V 1 + V 2) / 2, (40)
n=(n 1 + n 2)/2, (41)
Ориз. 24. Графика на зависимостта на скоростта от честотата на въртене на витлата
където V 1 , V 2 - скоростта на кораба спрямо дъното при първия и втория ход; n 1 и n 2
- честота на въртене на витлата при първи и втори ход.
Когато в района на измервателната линия действа равномерно променящ се ток, се препоръчва да се направи трето движение в същата посока като първото и се изчислява скоростта, свободна от влиянието на тока нотносноприблизителна формула
V 0 \u003d (V 1 + 2V 2 + V 3) / 4. (42)
Ако естеството на промяната в тока е неизвестно или искате да получите по-точен резултат, тогава се правят четири прогона и скоростта се изчислява по формулата
V 0 \u003d (V 1 + 3V 2 + 3V 3 + V 4) / 8. (43)
Средната скорост на въртене на витлата в тези случаи се изчислява съответно за три и четири пуска:
n \u003d (n 1 + 2n 2 + n 3) / 4; (44)
n = (n 1 + 3n 2 + 3n 3 + n 4)/8. (45)
По този начин скоростта и скоростта на въртене на витлата се определят за няколко режима на работа на главните двигатели в товара и в баласта. Въз основа на получените данни се изграждат графики на зависимостта на скоростта от скоростта на въртене на витлата за различно натоварване на съда (фиг. 24).
Въз основа на тези графики се съставя таблица на съответствието между скоростта на витлата и честотата на въртене на витлата или таблица на съответствието на скоростта на въртене на витлата със скоростта на кораба.
Ако въз основа на резултатите от преминаването на измервателната линия е известна всяка скорост и съответната скорост на въртене на витлата, тогава е възможно да се изчисли стойността на скоростта за всяка междинна стойност на скоростта на въртене на витлата, като се използва формулата на Афанасиев
V И \u003d V 0 (n 1 / n 0) 0, 9, (46)
където V0 - известна скорост при честотата на въртене на витлото n 0 ; V И, - желаната скорост за скоростта на въртене на пропулсора n 1 .
По този начин, след като определите скоростта на вашия кораб според графиката на зависимостта му от скоростта на въртене на витлата, можете да изчислите изминатото разстояние в морски мили по формулата
където V 0 - скорост на кораба, възли; T- време на плаване, мин.
Ако изминатото разстояние е известно, тогава се извършва изчисляването на времето за плаване: v
По тези формули са съставени таблиците „Разстояние по време и скорост” и „Време по разстояние и скорост” съответно в МТ – 75 приложения 2 и 3.
Изчисленията на изминатото разстояние с помощта на скоростта, определена от честотата на въртене на витлата V o6, се извършват само при липса на забавяне или за контрол на работата му.
Определяне на скоростта на плавателния съд чрез скоростния режим на витлото.
Дневниците се използват за измерване на скоростта на големи кораби. На малките кораби обикновеният дневник дава големи грешки при определяне на скоростта и не винаги е възможно да се приложи. Следователно за малките лодки е по-лесно да се определи скоростта от таблици или графики, които изразяват зависимостта на скоростта от броя на оборотите на витлото. За да има такива таблици или графики, е необходимо да се определи скоростта на кораба по измерената линия за различни обороти на витлото (фиг. 59). Определянето на скоростта се извършва при благоприятно време. Наклонът на курса на кораба не трябва да надвишава ±2°.
Ориз. 59.Схема на оборудването на измервателната линия
Мерната линия е снабдена с водеща линия, по която плавателният съд поддържа курса си, и четири или повече секущи линии, разстоянията между които са точно измерени. Скоростта на кораба по измерената линия се измерва при постоянна работа на двигателя. За да се елиминират грешките при определяне на скоростта от влиянието на вятъра и течението, се правят два пробега в един и същ режим на работа на двигателя - в едната и в другата посока.
Чрез хронометъра те забелязват момента, в който съдът преминава секущите. Познавайки времето t 1, t 2, t 3 и разстоянието между секущите секции S 1, S 2, S 3, скоростта V S се изчислява по формулата:
V S = S
където: V S - скорост на кораба в възли;
S - разстоянието между секущите в мили;
t е времето на преминаване от целта до целта, сек.
По време на всяко пускане е важно точно да се поддържа определената скорост на двигателя. Изчислявайки отделните скорости V 1 , V 2 , V 3 , намерете средната стойност.
След определяне на скоростта по измерената линия се изгражда таблица или графика на зависимостта на скоростта на плавателния съд от броя на оборотите на двигателя (фиг. 60).
Полезно е да се определи скоростта на кораба при различни газения. След това ще има няколко графики и таблици. Те могат да бъдат изобразени на един лист хартия за по-лесно използване. Имайки такива таблици или графики на кораба, е възможно да се намери подходящата скорост на кораба от дадена скорост на двигателя и известно газене.
Понякога наблизо няма оборудвана измервателна линия. Въпреки това, за да се определи скоростта на кораба, винаги е възможно да се изберат две крайбрежни забележителности, разстоянието между които е известно доста точно. Тези разстояния могат да се определят например от план, който съдържа и двете забележителности.
Водещите центрове могат да бъдат заменени с компас на кораба, ако няма страх, че корабът ще бъде издухан от курса от вятър или течение, за това е необходимо да се провери и елиминира влиянието на работещ двигател върху компаса.
За да се измери скоростта, корабът трябва да е на прав курс по безопасен навигационен път.
Puc. 60.Графика скорост на кораба спрямо скорост на двигателя
Посоката на правата линия, свързваща обектите, може да се определи с помощта на компас, но е необходимо да се правят пробивки в посока, успоредна на правата линия, свързваща обектите.
Преди да се приближи до първата референтна точка, корабът развива определена скорост и навлиза в измерения курс при дадени обороти на двигателя, които остават постоянни по време на движението до втората референтна точка. Когато първият ориентир е нагоре, се включва хронометър или времето се отбелязва от часовника. Отброяването се извършва в момента, в който корабът премине траверса на втория ориентир. Същите наблюдения се правят по време на обратния ход.
§ 27. Опростен метод за определяне на скоростта на плавателния съд.
Ако е невъзможно, особено по време на навигация, да се определи скоростта на кораба по един от описаните по-горе методи, се използва друг, макар и по-малко точен метод. Необходимо е да хвърлите временен ориентир във водата от носа на плавателния съд - малко парче дърво - и в същото време да включите хронометъра. Когато парче дърво достигне разреза на кърмата, хронометърът спира. Въз основа на измереното време и известната дължина на плавателния съд скоростта се намира по формулата:
V S = ,
където V S - скорост на кораба в възли;
L е дължината на съда, m;
T- време на преминаване на предмет, хвърлен във водата, сек.
Трябва да се има предвид, че колкото по-къс е съдът, толкова по-голяма ще бъде грешката.
При определяне на изминатото разстояние трябва да се помни, че движението на кораба се извършва само спрямо водата, а не спрямо земята. Вятърът и течението не се вземат предвид, въпреки че постоянно влияят на скоростта на плавателния съд. Следователно, когато се ръководи полагането в разстоянието, изчислено по скорост, е необходимо да се въведе изменение поради отнасяне от течението и вятъра. Най-лесно това става, когато курсът на плавателния съд съвпада с посоката на течението и вятъра или е противоположен на тях. При странично отклонение увеличаването или намаляването на скоростта ще бъде приблизително пропорционално на косинуса на ъгъла между посоката на кораба и линиите на действие на течението или вятъра.
Основните причини за намаляване на скоростта на кораба:
1) плитка вода, в която с увеличаване на скоростта водоустойчивостта рязко се увеличава. Следователно в плитка вода скоростта може да намалее с 10 - 15%;
2) вятър и накланяне. При попътен вятър и вълнение, както и при силен попътен вятър, придружен от вълнение, скоростта намалява.
При слаб попътен вятър скоростта леко се увеличава. Намаляване на скоростта се наблюдава, когато корабът е претоварен, навит и подреден до носа. На вълна, в моментите, когато витлото напусне водата, корабът рязко губи скорост;
3) замърсяването на подводната част на корпуса на кораба води до намаляване на скоростта с 10 - 15% в сравнение със скоростта на кораб с чист корпус.
Зареждане...