Определение скорости судна и пройденного расстояния.

Тема 1.3. Определение скорости судна и пройденного расстояния.

План лекции № 4

1. Приборы для измерения скорости и пройденного расстояния.

2. Поправка и коэффициент лага.

3. Мерная линия. Определение скорости судна и поправки лага.

Цель занятия:

Знать:

- приборы для определения скорости судна и пройденного расстояния;

- мерную линию и порядок определения поправки лага.

Уметь:

- решать задачи по расчету поправки лага;

- определять скорость судна на мерной линии.

1. Приборы для измерения скорости и пройденного расстояния.

Лаг - это прибор, предназначенный для измерения скорости хода судна и пройденного им расстояния.

Ручной лаг (рис. 1) применяется, как правило, только на небольших судах. Он состоит из тяжелого фанерного треугольника сектора, прикрепленного к линю - лаглиню. К нижней кромке сектора крепится свинцовая пластина, которая придает сектору в воде вертикальное положение.

Рис. 1. Ручной лаг. 1 - сектор; 2 - свинцовая пластина; 3 — лаглинь

На лаглине через каждые 7,71 м завязаны узлы. Лаглинь изготавливается из бель-ного растительного троса толщиной 25 мм. Для измерения скорости сектор бросается за борт и замечается число узлов, прошедших за 15 с. Это число укажет величину скорости судна (1 уз. = 7,71 м за 15 с).

Механический лаг (рис. 2.) представляет собой прибор, состоящий из вертушки, линя и счетчика. Вертушка буксируется судном на лине и в зависимости от числа оборотов вертушки на счетчике показывается пройденное расстояние в милях.

Рис. 2. Механический лаг. 1 - вертушка; 2 - лаглинь; 3 - счетчик; 4 - соединительная груша; 5 - маховое колесо.

Имеются модели счетчика, которые помимо расстояния показывают и скорость судна в узлах, которая определяется по числу десятых долей мили, пройденных за 6 минут. Вертушечный лаг имеет вертушку (турбинку) типа мельничного колеса или турбинки (небольшого винта), частота вращения которой с помощью электронных средств или механических передается на дистанционный указатель скорости и пройденного расстояния. Вертушка устанавливается ниже уровня ватерлинии с креплением к корпусу (днищу) судна. Это обстоятельство имеет преимущество перед механическим лагом, который из-за буксирующего линя не может применяться в местах интенсивного движения судов.

Гидродинамический лаг (рис. 3). В основу работы этого лага положено измерение скоростного напора воды с помощью так называемой трубки Пито и мембраны.

Рис.3. Гидродинамический лаг. 1- скоростное давление ; 2-мембрана; 3- стрелка, указатель скорости

Во время стоянки судна на мембрану с обеих сторон действует равное статическое давление воды. С началом движения на мембрану снизу начинает воздействовать скоростное давление, пропорционально квадрату скорости натекания воды, т.е. скорости хода судна. При этом мембрана начинает прогибаться вверх и через шток передавать свое давление стрелке. Угол отклонения стрелки от первоначального положения пропорционален скорости хода судна. Для измерения пройденного расстояния используется электромеханическая схема, которая автоматически подсчитывает пройденное расстояние. Гидродинамические лаги измеряют скорость хода судна более точно, чем механические и электромеханические, но из-за выдвижной трубки Пито могут быть повреждены при плавании на мелководье.

Гидроакустический лаг - гидроакустическая станция для определения скорости судна относительно морского дна и угла сноса судна. Гидроакустический лаг называют также абсолютным лагом. Абсолютный лаг, работающий по принципу эхолота. Обеспечивает достаточную точность при глубинах, не превышающих 300 метров

Существуют 2 типа гидроакустических лагов: доплеровский и корреляционный. Принцип действия доплеровского гидроакустического лага основан на измерении смещения частоты отраженного от дна сигнала, излученного с судна. В доплеровском гидроакустическом лаге обычно используются 2 пары противоположно направленных по отношению к грунту акустических лучей, причем каждая пара предназначена для измерения какой-либо одной составляющей вектора скорости — продольной или поперечной. В корреляционном гидроакустическом лаге используется малонаправленное излучение вертикально вниз и прием сигналов в нескольких (2 — 4) точках на днище судна. Принцип действия корреляционного гидроакустического лага основан на измерении временного сдвига между реализациями отраженных от грунта сигналов, принятых в 2 точках, обеспечивающие максимум функции взаимной корреляции огибающих указанных сигналов, промодулированных при отражении от неровностей и шероховатостей грунта. Гидроакустический лаг нашел наибольшее применение в составе навигационных комплексов подводных аппаратов, а также супертанкеров. Может использоваться также для определения скорости судна относительно глубинных малоподвижных звукорассеивающих слоев моря.

2. Поправка и коэффициент лага.

Поправка лага и ее определение. Все лаги показывают скорость только относительно воды. Следует также иметь в виду, что пройденное расстояние определяется с некоторой ошибкой, зависящей от скорости судна. Поэтому показания лага необходимо направлять поправкой. Постоянство поправки лага на данной скорости служит показателем достоинства прибора.

Поправка лага, относящаяся к разности его показаний, выражается формулой

где S — истинное пройденное судном расстояние;

ол2 — ол1 ,— разность отсчетов лаг а по счетчику пройденного расстояния.

Из формулы (14) можно определить истинное расстояние

Вместо поправки лага иногда применяют коэффициент лага, который, воспользовавшись формулой (14) и (15) , можно выразить следующим образом:

Из формулы (16) истинное расстояние

3. Мерная линия. Определение скорости судна и поправки лага.

Для определения поправки лага необходимо знать истинное- расстояние, пройденное судном, и разность отсчетов лага (рол) , соответствующую промежутку времени, затраченному на прохождение этого расстояния.

Поправку лага определяют на специально оборудованном участке, называемом мерной линией.

Мерная линия представляет собой свободный от навигационных опасностей, защищенный от ветров и волнений водный полигон с достаточной глубиной, предназначенный дл я скоростных испытаний судов.

На мерной линии основной является линия ведущего створа АА' (рис. 15), по которому судно следует во время испытаний.

Рис. 15.

Перпендикулярно ведущему створу устанавливают секущие створы ВВ' , СС',... и т. д., отбивающие на ведущем створе точно измеренные расстояния не менее 1 мили.

Зная действительно пройденное судном расстояние и разность отсчетов лага, поправку рассчитывают по формуле (14). Поправка соответствует определенной скорости судна. Делая пробеги на мерной линии с различными скоростями хода, определяют различные значения Ал%. Обычно поправку лага находят для трех скоростей судна, соответствующих работе машины на режимах «полный ход», «средний ход», «малый ход». В дальнейшем поправку лага для данной скорости выбирают линейным интерполированием.

При движении судна в море пройденное расстояние определяется с помощью показаний лага и его поправки по формуле (15). Для облегчения работы судоводителя в МТ-63 приведены вспомогательные таблицы для определения пройденного расстояния при положительных и отрицательных поправках лага.

Контрольные вопросы:

1. Прибор для определения скорости и пройденного расстояния?

2. Поправка лага?

3. Необходимость мерной линии?