ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.04.2024
Просмотров: 63
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
перемещается в потоке морской воды, являющейся проводником, и поэтому в ней наводится ЭДС, которая является функцией относительной скорости судна:
V0 = (ЭДС)
Переносная скорость измеряется дрейфомерами и измерителями течений.
Таким образом, истинной или абсолютной скоростью называется скорость судна относительно Земли (дна), т.е. учитывается не только движение самого судна относительно воды, но и дрейф от ветра и снос течением.
Относительной скоростью Vo называется скорость судна относительно водных масс.
На скорость судна влияют различные факторы.
1. Изменение осадки судна. Установлено, что изменение осадки, а следовательно водоизмещения судна незначительно влияет на скорость судна. Изменение водоизмещения судна на 5% вызывает изменение скорости в среднем на 1% , а увеличение водоизмещения на 10 % уменьшает скорость на 2-3%. Конкретное судно при различных вариантах загрузки в различных гидрометеоусловиях может вести себя по-разному.
2. Обрастание корпуса судна. В результате обрастания ракушками и водорослями подводная часть судна становится шероховатой, что увеличивает трение судна о воду и уменьшает скорость. Значительное обрастание может уменьшить скорость на 25-30%. Для очистки корпуса судно ставят в док и используют специальные антиобрастающие покрытия корпуса.
3. Крен судна. При наличии крена давление воды в носовой части судна меньше
со стороны повышенного борта. Для удержания судна на курсе необходимо держать руль переложенным на другой борт. При этом тормозящее действие руля уменьшает скорость судна.
4. Дифферент судна. Незначительный дифферент судна на корму не оказывает влияния на скорость судна, но его увеличение приводит к потере скорости из-за уменьшения эффективности работы винта. При большом дифференте на корму судно уваливается под ветер и, для приведения его на курс необходимо держать руль переложенным преимущественно на один борт. При этом руль оказывает тормозящее действие на движение судна и скорость уменьшается.
Дифферент на нос значительно влияет на скорость судна из-за увеличения лобового сопротивления движению и уменьшения эффективности работы винтов. Кроме того, корма увеличивает парусность и уваливается под ветер, поэтому для удержания судна на курсе приходится держать руль переложенным преимущественно на один борт, что оказывает тормозящее действие и уменьшает скорость судна.
5. Рысканье судна. Рысканье снижает скорость за счёт перекладок руля и увеличивает проходимое расстояние.
6. Мелководье. При плавании на мелководье скорость судна уменьшается иногда до 10-15 % за счёт увеличения сопротивления воды движению судна.
7. Изменение числа работающих винтов. Экспериментально установлено, что если у двухвинтового судна работает один винт, то его скорость уменьшается примерно на 20 %. Если у трех винтового судна работает один винт, то его скорость уменьшается на 30 %.
8. Волнение и ветер. Волнение и ветер обычно уменьшают скорость судна. Но при попутном ветре и несильном волнении скорость может увеличиться на 3-5 %.
9. Течение. Встречное течение уменьшает скорость, а попутное течение её увеличивает.
Определение истинной скорости судна является одной из важнейших задач судовождения, определяющих точность счисления пути судна, что в значительной мере способствует безопасности мореплавания.
Определение пройденного расстояния
Как уже было сказано выше, пройденное судном расстояние может быть определено с помощью относительного или абсолютного лагов или по скорости судна и времени плавания.
Определение пройденного расстояния с помощью относительного лага.
Относительные лаги вырабатывают расстояния по измеренной скорости с помощью интеграторов:
Для определения пройденного расстояния относительно воды (So) со счётчика лага снимаются мгновенные значения, называемые отсчётом лага (ОЛ), в начальный (ОЛ1) и конечный (ОЛ2) моменты плавания. Разность этих отсчетов называется разностью отсчетов лага (РОЛ):
РОЛ = ОЛ2 ОЛ1
В показаниях лага, как и каждого прибора, содержится погрешность. Систематическая погрешность лага компенсируется поправкой лага (Л), имеющей обратный знак. Л выражается в процентах и представляет собой поправку на относительную погрешность лага:
; (1.59)
, (1.60)
где So - фактически пройденное судном расстояние относительно воды, определяемое различными точными навигационными способами; Vo и Vл - скорости судна относительно воды и показанная лагом.
Зная Л и введя её в показания лага, можно получить пройденное расстояние относительно воды, рассчитанное по показаниям лага (Sл):
(1.61)
По этой формуле составлена таблица 2.17 в МТ - 2000, реализующая формулу (1.59). Таблица составлена для РОЛ до 100. Если РОЛ больше 100, то её разбивают на две части, каждая из которых меньше 100 и для каждой части выбирают Si , которые суммируют.
Пример: Выбрать из таблицы 2.17 МТ - 2000 пройденное расстояние Sл, если РОЛ = 123 и Л =+6 %.
Для РОЛ = 100 Sл = 106,0 мили
+
Для РОЛ = 23 Sл = 24,4 мили
Р
ОЛ = 123 Sл = 130,4 мили
Таблица составлена для поправок лага до 10 %. Если Л 10 % , то её разбивают на две части и выбирают расстояния по каждой из этих составляющих поправки лага, суммируют их и вычитают один РОЛ.
Пример: Выбрать из таблицы 2.17 МТ - 2000 пройденное расстояние Sл, если
РОЛ = 75 и Л = 13 %
Для Л = 10 % Sл = 67,5 мили
+
Для Л = -3% Sл = 72,8 мили
Sл = 140,3
Р
ОЛ = 75,0
Для Л = 13%Sл = 65,3 мили
Вместо поправки лага часто используют коэффициент лага, представляющий отношение расстояния Sл к разности отсчётов лага:
. (1.62)
И тогда
(1.63)
Связь между поправкой лага и коэффициентом лага выражается формулами
, (1.64)
. (1.65)
Переход от Л к Кл и обратно очень прост. Например: Кл = 1,09 Л = +9%, Кл = 0,97 Л = 3 %, Л = +5 % Кл = 1,05, Л = 11 % Кл
= 0,89.
СКП расстояния, пройденного относительно воды и определяемого по относительному лагу (в %), вычисляется по формуле
,
где mРОЛ – СКП разности отсчетов лага в %, определяемая экспериментально для различных скоростей, mЛ – СКП поправки лага в %, определяемая на мерной линии при определении скорости.
Ориентировочно
.
Недопустимо определять пройденное расстояние по показаниям относительной скорости по лагу, т.к. скорость по шкале указателя измеряется с большой погрешностью
.
Определение пройденного расстояния по скорости судна и времени плавания.
Скорость судна есть функция от частоты вращения винта (числа оборотов винта) N. Зная N всегда можно получить скорость судна Vо, и по скорости и времени плавания рассчитать пройденное расстояние
, (1.66)
где Sо - пройденное расстояние в милях; Vо - скорость судна, в узлах; t - время плавания, в минутах.
Эта формула реализована в таблице 2.15 МТ - 2000.
Скорость судна в зависимости от частоты вращения винтов выбирается из “Таблицы соответствия скорости судна частоте вращения винтов”, которая есть на каждом судне и обычно помещена в таблице маневренных элементов (табл.1.3). Причём, т.к. скорость судна при одних и тех же оборотах зависит и от загрузки судна, такие таблицы составляются, как правило, для судна в грузу и для судна в балласте.
СКП расстояния, пройденного относительно воды и определяемого по частоте вращения винтов (в %), вычисляется по формуле
,
где mt – СКП измерения времени плавания в %,
- СКП определения скорости по частоте вращения винтов в %.
Ориентировочно
при использовании суммарного счетчика оборотов составляет 0,5-0,7%, а при использовании тахометра 1,1-1,5%.
Определение скорости и поправки лага на мерной линии.
Из предыдущего параграфа видно, что для определения пройденного расстояния надо знать как можно точнее скорость судна. Это необходимо не только для определения пройденного расстояния по скорости и времени плавания, но и для более точного расчёта пройденного расстояния с помощью лага, т.к. поправка лага также функционально зависит от скорости судна.
С
Рис. 1.33. Мерная линия
корость судна и поправка лага определяются для каждого судна на скоростных ходовых испытаниях, чаще всего на мерной линии - специально оборудованном для этих испытаний полигоне (рис.1.33). Мерная линия имеет два или несколько секущих створов, расстояние между которыми известно с высокой точностью. На мерной линии может быть и ведущий створ. Глубины на мерной линии не должны влиять на точность определяемой скорости: минимальная глубина должна быть более 6 средних осадок судна. Район мерной линии должен быть защищён от ветра и волнения, и за пределами участка пробега должно быть достаточно пространства для развития заданной скорости.
Скоростные испытания проводятся при волнении до трёх баллов и ветре до 8 м/с. Эти ограничения связаны с тем, что относительный лаг учитывает только продольную составляющую ветрового дрейфа судна, исключение которой из результатов измерений весьма сложно.
Развив необходимую скорость, судно ложится на курс перпендикулярный секущим створам и в момент пересечения начального и конечного створов замечаются отсчёты лага ОЛ1 и ОЛ2 и с помощью секундомеров засекается время Т1 и Т2. Время пробега:
t = T2 T1 (1.67)
В эти же моменты замечаются отсчёты по суммарному счётчику оборотов (или по тахометру, что менее точно) и рассчитывается частота вращения винтов на пробеге:
, (1.68)
где Nк и Nн - показания суммарного счётчика в моменты пересечения конечного и начального створов; t-время пробега, с.
Скорость судна относительно воды на пробеге
, (1.69)
где S - расстояние между секущими створами, мили; t - время пробега, с.
После пересечения конечного секущего створа совершают поворот на обратный курс. Для выхода на ось мерной линии отворачивают на 10 - 15 в сторону моря, отходят на 2 - 3 мили и описывают пологую циркуляцию (рис.1.33а). Если не надо выходить на ось мерной линии, то после пересечения второго створа через 3 -4 минуты поворачивают на обратный курс (рис.1.33 б).
V0 = (ЭДС)
Переносная скорость измеряется дрейфомерами и измерителями течений.
Таким образом, истинной или абсолютной скоростью называется скорость судна относительно Земли (дна), т.е. учитывается не только движение самого судна относительно воды, но и дрейф от ветра и снос течением.
Относительной скоростью Vo называется скорость судна относительно водных масс.
На скорость судна влияют различные факторы.
1. Изменение осадки судна. Установлено, что изменение осадки, а следовательно водоизмещения судна незначительно влияет на скорость судна. Изменение водоизмещения судна на 5% вызывает изменение скорости в среднем на 1% , а увеличение водоизмещения на 10 % уменьшает скорость на 2-3%. Конкретное судно при различных вариантах загрузки в различных гидрометеоусловиях может вести себя по-разному.
2. Обрастание корпуса судна. В результате обрастания ракушками и водорослями подводная часть судна становится шероховатой, что увеличивает трение судна о воду и уменьшает скорость. Значительное обрастание может уменьшить скорость на 25-30%. Для очистки корпуса судно ставят в док и используют специальные антиобрастающие покрытия корпуса.
3. Крен судна. При наличии крена давление воды в носовой части судна меньше
со стороны повышенного борта. Для удержания судна на курсе необходимо держать руль переложенным на другой борт. При этом тормозящее действие руля уменьшает скорость судна.
4. Дифферент судна. Незначительный дифферент судна на корму не оказывает влияния на скорость судна, но его увеличение приводит к потере скорости из-за уменьшения эффективности работы винта. При большом дифференте на корму судно уваливается под ветер и, для приведения его на курс необходимо держать руль переложенным преимущественно на один борт. При этом руль оказывает тормозящее действие на движение судна и скорость уменьшается.
Дифферент на нос значительно влияет на скорость судна из-за увеличения лобового сопротивления движению и уменьшения эффективности работы винтов. Кроме того, корма увеличивает парусность и уваливается под ветер, поэтому для удержания судна на курсе приходится держать руль переложенным преимущественно на один борт, что оказывает тормозящее действие и уменьшает скорость судна.
5. Рысканье судна. Рысканье снижает скорость за счёт перекладок руля и увеличивает проходимое расстояние.
6. Мелководье. При плавании на мелководье скорость судна уменьшается иногда до 10-15 % за счёт увеличения сопротивления воды движению судна.
7. Изменение числа работающих винтов. Экспериментально установлено, что если у двухвинтового судна работает один винт, то его скорость уменьшается примерно на 20 %. Если у трех винтового судна работает один винт, то его скорость уменьшается на 30 %.
8. Волнение и ветер. Волнение и ветер обычно уменьшают скорость судна. Но при попутном ветре и несильном волнении скорость может увеличиться на 3-5 %.
9. Течение. Встречное течение уменьшает скорость, а попутное течение её увеличивает.
Определение истинной скорости судна является одной из важнейших задач судовождения, определяющих точность счисления пути судна, что в значительной мере способствует безопасности мореплавания.
Определение пройденного расстояния
Как уже было сказано выше, пройденное судном расстояние может быть определено с помощью относительного или абсолютного лагов или по скорости судна и времени плавания.
Определение пройденного расстояния с помощью относительного лага.
Относительные лаги вырабатывают расстояния по измеренной скорости с помощью интеграторов:
Для определения пройденного расстояния относительно воды (So) со счётчика лага снимаются мгновенные значения, называемые отсчётом лага (ОЛ), в начальный (ОЛ1) и конечный (ОЛ2) моменты плавания. Разность этих отсчетов называется разностью отсчетов лага (РОЛ):
РОЛ = ОЛ2 ОЛ1
В показаниях лага, как и каждого прибора, содержится погрешность. Систематическая погрешность лага компенсируется поправкой лага (Л), имеющей обратный знак. Л выражается в процентах и представляет собой поправку на относительную погрешность лага:
; (1.59)
, (1.60)
где So - фактически пройденное судном расстояние относительно воды, определяемое различными точными навигационными способами; Vo и Vл - скорости судна относительно воды и показанная лагом.
Зная Л и введя её в показания лага, можно получить пройденное расстояние относительно воды, рассчитанное по показаниям лага (Sл):
(1.61)По этой формуле составлена таблица 2.17 в МТ - 2000, реализующая формулу (1.59). Таблица составлена для РОЛ до 100. Если РОЛ больше 100, то её разбивают на две части, каждая из которых меньше 100 и для каждой части выбирают Si , которые суммируют.
Пример: Выбрать из таблицы 2.17 МТ - 2000 пройденное расстояние Sл, если РОЛ = 123 и Л =+6 %.
Для РОЛ = 100 Sл = 106,0 мили
+
Для РОЛ = 23 Sл = 24,4 мили
Р
ОЛ = 123 Sл = 130,4 милиТаблица составлена для поправок лага до 10 %. Если Л 10 % , то её разбивают на две части и выбирают расстояния по каждой из этих составляющих поправки лага, суммируют их и вычитают один РОЛ.
Пример: Выбрать из таблицы 2.17 МТ - 2000 пройденное расстояние Sл, если
РОЛ = 75 и Л = 13 %
Для Л = 10 % Sл = 67,5 мили
+
Для Л = -3% Sл = 72,8 мили
Sл = 140,3Р
ОЛ = 75,0Для Л = 13%Sл = 65,3 мили
Вместо поправки лага часто используют коэффициент лага, представляющий отношение расстояния Sл к разности отсчётов лага:
. (1.62)И тогда
(1.63)Связь между поправкой лага и коэффициентом лага выражается формулами
, (1.64) . (1.65)Переход от Л к Кл и обратно очень прост. Например: Кл = 1,09 Л = +9%, Кл = 0,97 Л = 3 %, Л = +5 % Кл = 1,05, Л = 11 % Кл
= 0,89.
СКП расстояния, пройденного относительно воды и определяемого по относительному лагу (в %), вычисляется по формуле
,где mРОЛ – СКП разности отсчетов лага в %, определяемая экспериментально для различных скоростей, mЛ – СКП поправки лага в %, определяемая на мерной линии при определении скорости.
Ориентировочно
.Недопустимо определять пройденное расстояние по показаниям относительной скорости по лагу, т.к. скорость по шкале указателя измеряется с большой погрешностью
.Определение пройденного расстояния по скорости судна и времени плавания.
Скорость судна есть функция от частоты вращения винта (числа оборотов винта) N. Зная N всегда можно получить скорость судна Vо, и по скорости и времени плавания рассчитать пройденное расстояние
, (1.66)где Sо - пройденное расстояние в милях; Vо - скорость судна, в узлах; t - время плавания, в минутах.
Эта формула реализована в таблице 2.15 МТ - 2000.
Скорость судна в зависимости от частоты вращения винтов выбирается из “Таблицы соответствия скорости судна частоте вращения винтов”, которая есть на каждом судне и обычно помещена в таблице маневренных элементов (табл.1.3). Причём, т.к. скорость судна при одних и тех же оборотах зависит и от загрузки судна, такие таблицы составляются, как правило, для судна в грузу и для судна в балласте.
СКП расстояния, пройденного относительно воды и определяемого по частоте вращения винтов (в %), вычисляется по формуле
,где mt – СКП измерения времени плавания в %,
- СКП определения скорости по частоте вращения винтов в %.Ориентировочно
при использовании суммарного счетчика оборотов составляет 0,5-0,7%, а при использовании тахометра 1,1-1,5%.Определение скорости и поправки лага на мерной линии.
Из предыдущего параграфа видно, что для определения пройденного расстояния надо знать как можно точнее скорость судна. Это необходимо не только для определения пройденного расстояния по скорости и времени плавания, но и для более точного расчёта пройденного расстояния с помощью лага, т.к. поправка лага также функционально зависит от скорости судна.
С
Рис. 1.33. Мерная линиякорость судна и поправка лага определяются для каждого судна на скоростных ходовых испытаниях, чаще всего на мерной линии - специально оборудованном для этих испытаний полигоне (рис.1.33). Мерная линия имеет два или несколько секущих створов, расстояние между которыми известно с высокой точностью. На мерной линии может быть и ведущий створ. Глубины на мерной линии не должны влиять на точность определяемой скорости: минимальная глубина должна быть более 6 средних осадок судна. Район мерной линии должен быть защищён от ветра и волнения, и за пределами участка пробега должно быть достаточно пространства для развития заданной скорости.
Скоростные испытания проводятся при волнении до трёх баллов и ветре до 8 м/с. Эти ограничения связаны с тем, что относительный лаг учитывает только продольную составляющую ветрового дрейфа судна, исключение которой из результатов измерений весьма сложно.
Развив необходимую скорость, судно ложится на курс перпендикулярный секущим створам и в момент пересечения начального и конечного створов замечаются отсчёты лага ОЛ1 и ОЛ2 и с помощью секундомеров засекается время Т1 и Т2. Время пробега:
t = T2 T1 (1.67)
В эти же моменты замечаются отсчёты по суммарному счётчику оборотов (или по тахометру, что менее точно) и рассчитывается частота вращения винтов на пробеге:
, (1.68)где Nк и Nн - показания суммарного счётчика в моменты пересечения конечного и начального створов; t-время пробега, с.
Скорость судна относительно воды на пробеге
, (1.69)где S - расстояние между секущими створами, мили; t - время пробега, с.
После пересечения конечного секущего створа совершают поворот на обратный курс. Для выхода на ось мерной линии отворачивают на 10 - 15 в сторону моря, отходят на 2 - 3 мили и описывают пологую циркуляцию (рис.1.33а). Если не надо выходить на ось мерной линии, то после пересечения второго створа через 3 -4 минуты поворачивают на обратный курс (рис.1.33 б).