Файл: Нечаев П.А. Электронавигационные приборы учебник.pdf

поскольку с о cos а, эту формулу можно представить в таком виде:

Знак минус указывает на то, что в точке приема частота будет выше частоты излучаемых колебаний.

3 -

i)

7 =

Рис. 149. Многолучевые гидроакустические системы:

а — двухлучевая; б — четырехлучевая

Выражение (63) показывает, что существует прямая зависимость между скоростью движения судна относительно грунта и величиной допплеровского сдвига частоты. Следовательно, зная частоту излу­ чаемых колебаний /0, скорость распространения акустической энер­ гии в воде с и угол излучения а, можно по измеренной допплеровской частоте определить абсолютную скорость судна:

Данная зависимость является основанием для расчета гидроакус­ тического (допплеровского) лага.

В качестве источников акустической энергии используют в и б р а ­ т о р ы , работающие начастотах в несколько мегаГерц. Применение таких высоких частот обеспечивает достаточную направленность при­ емо-передающей системы, которая характеризуется углом раствора в несколько градусов (подробнее о направленном действии вибраторов см. § 67).

265

Рассмотренная система обеспечивает излучение и прием акусти ческой энергии только в одном направлении, а потому называется о д н о л у ч е в о й . Однолучевая система обеспечивает измерение одной продольной составляющей скорости судна, направленной по курсу судна. Однако при наличии дрейфа и течения направление движения судна не будет совпадать с направлением диаметральной плоскости судна. Для определения путевой скорости судна нужно знать не только продольную составляющую скорости, но и ее поперечную составляющую. Для этого используют д в у х л у ч е в у ю с и с т е - м у (рис. 149, а). Полная скорость получается геометрическим сумми­ рованием продольной и поперечной составляющих.

Но и двухлучевая система имеет недостатки. Качка и дифферент судна приводят к тому, что меняется величина угла а, под которым про­ исходит излучение и прием энергии, что, естественно, приводит к погрешностям в измерении скорости. Значительное уменьшение по­ грешностей дает трехили четырехлучевая система (рис. 149, б). В этих системах два луча ориентированы вперед, а один или два симметрич­ но назад. Во время качки или при дифференте увеличение угла а для носового луча сопровождается соответствующим уменьшением угла а для кормового луча. Поэтому увеличению частоты на приеме для носо­ вого луча сопутствует ее уменьшение для кормового луча, и наоборот. Среднее арифметическое этих частот остается неизменным.

Точность такой гидроакустической системы будет зависеть также эт характера отражающей способности грунта, от стабильности частоты излучателя, степени направленности приемопередатчика и степени отклонения фактической скорости распространения акустической энер­ гии в воде от расчетного значения.

Применение четырехлучевой системы позволяет максимально повы­ сить ее точность и чувствительность.

Измерение абсолютной скорости по описанному способу может быть осуществлено гидроакустическим лагом, имеющим следующую блок-

чение под определенным углом к грунту мощного, сильно направлен­ ного акустического сигнала и прием отраженного от грунта сигнала. Акустическая система лага состоит из вибраторов, число которых со­ ответствует числу лучей системы.

Г е н е р а т о р служит для создания электрических колебаний вибратора заданной частоты и мощности. Вибраторы акустической си­

Принятый сигнал поступает в у с и л и т е л ь , а затем в и з м е ­

пропорциональное продольной и поперечной составляющим скорости судна.

266

Для получения полной скорости судна сигнал поступает в в е к ­ т о р н ы й п о с т р о и т е л ь , где осуществляется геометрическое суммирование указанных составляющих скорости. Для получения пол­ ной скорости судна в географической системе координат в векторный построитель вводятся данные о курсе от гирокомпаса. Выработанное векторным построителем значение скорости поступает в у к а з а ­ т е л ь с к о р о с т и .

Рис. 150. Блок-схема гидроакустического лага

В гидроакустическом лаге целесообразно иметь автоматическое з а п о м и н а ю щ е е у с т р о й с т в о , служащее для запоминания скорости течения. Для этого в запоминающее устройство поступают значения абсолютной скорости от гидроакустического лага и относи­ тельной скорости от гидравлического лага. Если гидроакустический лаг выходит из строя, запоминающее устройство, работая по «памяти», выдает значения скорости течения в векторный построитель, который, геометрически сложив эту скорость со скоростью ил, выдает абсолют­ ное значение скорости судна.

Глава X. КОНСТРУКЦИИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ЛАГОВ

§ 60. ЛАГ МГЛ-25

Комплектация лага

Лаг МГЛ-25 — гидродинамический лаг, позволяющий измерять пройденное расстояние и скорость до 25 узлов. Лаг устанавливается на морских судах среднего и крупного тоннажа. По способу компен­ сации лаг относится к лагам с механической компенсацией. Устройство лага предусматривает возможность введения поправок в показания лага: постоянной в пределах ±10% от измеренной величины и линей­ ной переменной в пределах ±8% .

Электрическая схема лага рассчитана на питание однофазным пе­ ременным током 110 В, 50 Гц. Это напряжение может поступать непо­ средственно от судовой сети или через, понижающий трансформатор от

267

сети 220 или 380В, 50 Гц. В случае работы от судовой сети постоян­ ного тока 110 или 220 В в комплект лага входит преобразователь АМГ-ЗБ или АМГ-ЗА, преобразующий постоянное напряжение судо­ вой сети в переменное однофазное ПО В, 50 Гц, необходимое для работы лага.

Комплект лага состоит из:

облегченной двухканальной приемной трубки; клинкета приемной трубки; кранового распределителя с воздухособирателями; переходных штуцеров;

центрального прибора с сильфонным аппаратом; станции лага;

указателя скорости и пройденного расстояния (универсального репитера);

указателя скорости; разветвительной коробки; агрегата питания АМГ-3.

К комплекту лага придаются также ящики с запасными частями, инструментом, приемной трубкой и техническая документация.

Указанный комплект лага является основным (штатным). Однако лаг МГЛ-25 может работать и в штевневом варианте. В этом случае в комплект лага включается статический клинкет и фланец статиче­ ского клинкета.

Гидравлическая система лага

Гидравлическая система лага (рис. 151) предназначена: для приема статического и полного давления воды; выделения из полного давления динамического или скоростного давления, пропорционального квад­ рату скорости; обеспечивать правильную ориентировку приемной труб­ ки относительно диаметральной плоскости судна и надежное ее креп­ ление.

В гидравлическую систему лага в штатном варианте входят сле­ дующие основные элементы: двухканальная приемная трубка, клин­ кет для установки приемной трубки, крановый распределитель с воз­ духособирателями, переходные штуцеры и сильфонный аппарат, со­ единяющийся с приемной трубкой через трубопроводы статического и полного давления.

Рассмотрим последовательно назначение и устройство каждого эле­ мента гидравлической системы лага.

Двухканальная приемная трубка (рис. 152) представляет собой латунный стержень 3 овального сечения. Внутри трубки имеются два канала, по которым передается статическое и полное давление. Для приема статического давления в нижней части трубки имеется специаль­ ная профилирующая насадка 2. Статическое давление принимается тремя отверстиями и по каналам в насадке поступает к трубке 10, про­ ходящей внутри латунного стержня. На верхний конец этой трубки на­ девается дюритовый шланг трубопровода статического давления. Пол­ ное давление принимается через отверстие 4 и по наружному каналу,

268

концентричному трубке 10, поступает к штуцеру 11, на который наде­ вается дюритовый шланг трубопровода полного давления.

В верхней части приемной трубки имеется рукоятка 9 для опуска­ ния и подъема трубки. Хомутиком 8 можно регулировать длину части трубки, выстреливаемой под днище судна. Полная длина опускания трубки 45 см.

Ватерлиния наименьшей, осадки

Рис. 151. Гидравлическая система лага:

/ — приемная трубка; 2 — клинкет; 3 — гибкие дюритовые шланги; 4 — переходные штуцеры; 5 — тройники; 6 —запорные краны; 7 — трубопроводы; 8 — крановый распределитель; 9 — цент­ ральный прибор; 10 — сильфонный аппарат; 11 — трубопроводы; 12 — сливная воронка

Для правильной ориентировки приемной трубки относительно ли­ нии «Нос—корма» на трубке имеется штифт 5, кототрый входит в соответствующие пазы клинкета. На трубке имеется стрелка с над­ писью «Нос». Штифт 5 служит, кроме того, для ограничения высоты подъема трубки при открытом клинкете. После подъема трубки до высо­ ты, ограниченной штифтом 5, клинкет можно закрывать.

Для создания герметичности между приемной трубкой лага и клинкетом на трубке лага имеется сальниковая гайка 6, которая вворачи­ вается в клинкет лага и зажимает сальник 7.

269

Клинкет (рис. 153) предназначен для установки в рабочее поло­

жение приемной трубки лага.

Клинкет крепится фланцем <3 к стальному опорному кольцу, прива­ риваемому к днищу судна. Между фланцем клинкета и его станиной 1 прокладывается брезентовая прокладка 5, пропитанная свинцовым суриком. В средней части корпуса 2 клинкета имеется запорный кла­ пан, состоящий из винта 6 и заслонки 10\ при вращении штурвала 7 заслонка перемещается по резьбе винта и герметично закрывает клин­ кет или открывает его. Герметичность между винтом 6 и корпусом клин­ кета достигается сальником 9, имеющим сальниковую набивку 8.

В верхней части станины 1 имеется резьба, в которую вворачивается

гайка приемной трубки.

Крановый распределитель с воздухособирателями предназначен для: переключения гидравлических линий лага в различные положе-

270

ний; удаления воздуха из гидравлической системы лага; проверки гид­ равлических магистралей на отсутствие засорения.

Каждому положению кранов соответствует определенный режим по­ ступления воды. Внешний вид кранового распределителя и его устрой­ ство показаны на рис. 154. Распределитель состоит из корпуса, в кото­ ром расположены воздухособиратели б и 7 и вмонтированы игольчатые краны 1, 2, 3, 4 и 5. Краны 3 и 5 — запорные, с их помощью трубопро­ воды подключаются к сильфонному аппарату. Кран 4 уравнительный, с его помощью уравнивается давление в верхней и нижней полостях сильфонного аппарата. Краны 1 и 2 сливные, с их помощью удаляется воздух из гидравлической системы лага (лаг «продувается»).

Ю / 6 7 2

Для правильной установки кранов в нужное положение на корпусе распределителя укреплена схема (рис. 154, в). При эксплуатации лага предусматриваются следующие положения кранов.

«Рабочее» — статическая полость и полость полного давления со­ единяются с соответствующими трубопроводами.

«Нулевое» — в обе полости сильфонного аппарата подается одина­ ковое давление. Трубопроводы сообщаются друг с другом.

«Промывка» — через краны 1 и 2 из системы трубопроводов уда­ ляется воздух, одновременно трубопроводы проверяются на отсутствие

бронзовые баллончики, в верхней части которых имеется кран для вы­ пускания скопившегося в нем воздуха, проникающего вместе с водой в приемную трубку.

Для обеспечения нормальной работы лага верхние краны 1 и 2 воздухособирателей следует периодически открывать и держать их открытыми до тех пор, пока из сливных трубок потечет вода без пузырь­ ков воздуха.

271