Файл: Черниев, Л. Ф. Азбука судовождения.pdf

водят первое (грубое) определение места и устраняют многозначность в отсчетах. С помощью фазового мето­

этой системы обеспечивают восемь береговых станций. Такое количество станций с особенностями их работы достаточно для того, чтобы обеспечить определения места судна с необходимой точностью в пределах всего земного шара. Полагают, что точность определения ме­

Радиолокация

Очень трудно совершать рейс в условиях плохой види­ мости — в это время резко снижается безопасность плавания. Встречные суда, айсберги и берега из-за ту­ мана, дождя, снега становятся видны только в непо­ средственной близости, когда уже невозможны маневры, предотвращающие аварию. Чтобы избежать стол­ кновения или посадки на мель, суда в плохую види­ мость плавают с умеренной скоростью, штурманы при­ меняют звуковые сигналы, выставляют специальных на­ блюдателей на баке судна — впередсмотрящих и т. д.

История мореплавания знает много случаев гибели судов. Особенно часты аварии из-за того, что в плохую видимость навигационные опасности обнаруживались слишком поздно.

144

Так, например, произошло с трансатлантическим пароходом «Титаник», который погиб, получив пробо­ ину из-за столкновения с айсбергом. Причина аварии заключалась и в том, что на судне не были приняты меры предосторожности после получения по телеграфу сообщения от других судов о замеченном айсберге («Титаник» не сбавил хода, а по-прежнему шел со ско­ ростью 22 уз).

Гибель «Титаника» вызвала острую необходимость создания такого прибора, с помощью которого можно было бы наблюдать окружающую обстановку при лю­ бой погоде и любой видимости.

В 1938—1939 гг. почти одновременно в СССР, Ан­ глии и США появились принципиально новые радиотех­

лять место судна, но и получать на экране изображе­ ние окружающей обстановки (суда, берега, острова, айсберги и т. п.) при плохой визуальной видимости. С помощью РЛС, или радиолокаторов (как их еще называ­ ют), стало возможным во время плохой видимости вво­ дить суда в порты и выводить из них, осуществлять про­ водку судов по каналам и рекам, а также быстро и то­ чно определять место судна.

Так как на экранах радиолокаторов изображается окружающая обстановка, то в основу радиолокацион­ ных методов определения места судна в море положе­ ны методы, применяемые при визуальных наблюде­ ниях береговых объектов.

Радиолокаторы кругового обзора воспроизводят на

сти ярких отметок от деталей местности. Для штурма­ на особенно важно такое наглядное представление об окружающей обстановке, хотя представление об объем­ ных размерах объектов теряется, что вызвано распо-

ложением отметок в одной плоскости, на которой по­ лучается световой план окружающей местности в мас­ штабе, установленном шкалой дальности радиолока­ торов.

Работа радиолокатора основана на приеме отражен­ ных радиоволн от объектов. Основные части радиолока­ тора— это передатчик, приемник, антенна с волновод­ ным устройством и индикатор.

Передатчик вырабатывает импульсы колебаний сверхвысокой частоты, которые затем передаются по волноводу в антенну. Волновод является лучшим сред­ ством для передачи волн высокой частоты. Он пред­ ставляет собой хорошо отполированную прямоуголь­ ного сечения трубку, вдоль которой распространяется радиоволна. Высокочастотные импульсы подводятся по волноводу к раструбу, откуда поступают на рефлектор антенны. Он собирает их в узкий пучок и посылает в определенном направлении. Это можно сравнить с ис­ точником света, помещенным в фокусе прожекторного рефлектора, который дает вместо слабого и рассеян­ ного света узкий луч большой силы. Посланные антен­ ной радиоимпульсы встречаются с объектом и отцажаются от него. Большинство отраженных радиоим­

там раструб вводит ее в волновод, а затем по волново­ ду эта энергия поступает в приемник, в котором слабо отраженные сигналы усиливаются, преобразуются и передаются на индикатор. Последний фиксирует нали­ чие объекта в данном направлении и расстояние от не­ го до радиолокатора. Процесс усиления отраженных сигналов до величины, которая способна привести в дей­ ствие индикатор, очень сложный. Объясняется это тем, что отраженные сигналы имеют очень малую силу, а их

146

усиление не должно исказить отличительную форму отраженного импульса.

Антенна, вращаясь вокруг вертикальной оси, при­ нимает только те эхо-сигналы, которые отражаются от

щей обстановки и позволяет определить направление на объекты и расстояние до них.

Изображение на индикаторе образует развертка кругового обзора. Она вращается и на экране имеет вид светящейся радиальной линии. Ее начало — в цент­ ре экрана, который совпадает с местом положения судна.

Положение диаметральной плоскости судна на экра­ не определяется также по светящейся радиальной ли­ нии, которая идет от центра в направлении положения носа судна. Она носит название отметки курса.

Направление на объекты определяют с помощью неподвижной шкалы (азимутального круга) и подвиж­ ной, которая связана с гирокомпасом. Отсчеты пеленгов и курсовых углов определяют с помощью визира.

Изображение окружающей обстановки на индика­ торе кругового обзора ориентируется относительно се­ верной части земного меридиана либо относительно диаметральной плоскости судна.

Расстояния до объектов определяют с помощью под­ вижного круга дальности (ПКД) и неподвижных кон­ центрических кругов дальности (НКД). Измерение рас­ стояния с помощью подвижного круга дальности явля­ ется более точным.

При измерении расстояния с помощью ПКД его ра­ диус изменяют так, чтобы круг коснулся светящегося

изображения отраженного сигнала. Расстояние указы­ вает счетчик дальномерного устройства. Неподвижные круги дальности дают приближенное общее представ­ ление о |расстояниях до объектов.

В радиолокаторе существуют различные шкалы даль­ ности. В зависимости от их установки получают соответ­ ствующий масштаб изображения.

Мы указывали, что место судна на экране индика­ тора всегда изображается в его центре. Поэтому, если судно движется, то на экране перемещается изображе­ ние панорамы окружающей обстановки, т. е. наблюда­ ется картина относительного движения. Такие радиоло­ каторы получили название радиолокаторов с относитель­ ным движением. Им присущи два недостатка. Первый вытекает из сущности относительного движения. Пере­ мещается изображение панорамы, поэтому новые свето­ вые отметки не совпадают со старыми и границы отме­ ток, попавших на старое изображение, размываются и теряют четкость очертаний. Второй заключается в том, что на панораме экрана не выделяется истинное дви­ жение других плывущих судов среди неподвижных объектов, которое более привычно глазу наблюда­

теля.

В этом отношении более удобны радиолокаторы, по­ казывающие картину истинного движения. В них изоб­ ражается неподвижная панорама берега и действитель­ ная картина перемещения всех судов, в том числе и того, на котором производятся наблюдения.

Судовые радиолокаторы работают на радиоволнах сантиметрового диапазона. Такие радиоволны хорошо отражаются от объектов, а их распространение и отра­ жение происходит по таким же законам, как распрост­ ранение и отражение световых волн, но с несколько большим коэффицентом рефракции.

Наибольшая дальность действия радиолокатора оп­ ределяется радиолокационным горизонтом. Она зависит

148

от высоты антенны над уровнем моря и от высоты на­ блюдаемых объектов. Дальность обнаружения некото­ рых объектов меньше дальности действия радиолока­ тора. Это объясняется отражающей способностью объек­ та, которая зависит от размеров, формы, строения по­ верхности, положения объекта и т. д. Высокие крутые ка­ менистые берега обнаруживаются на большем расстоя­ нии, чем низкие, пологие и с обыкновенными грунтами. Металлические суда также обнаруживаются на большем расстоянии, чем суда таких же размеров, но деревян­ ные. Дождь, туман и снегопад уменьшают дальность ра­ диолокационного горизонта. В зависимости от интенсив­ ности этих явлений его дальность может уменьшиться на 10—40%. При особых гидрометеорологических усло­ виях, когда разность между температурой воздуха и по­ верхностью воды велика, наблюдается большое наруше­ ние в нормальном распространении радиолокационных сигналов. Это приводит к значительному уменьшению дальности обнаружения объектов или, наоборот, к зна­ чительному ее увеличению. Первое явление называют субрефракцией, второе — сверхрефракцией.

Наименьшая дальность действия — это наименьшее расстояние от антенны радиолокатора, на котором еще возможно обнаружение объектов. Наименьшая даль­

узкостей и выполнения маневров судна в условиях пло­ хой видимости.

Наиболее важные характеристики достоинства радио­ локатора—'Это наибольшая разрешающая способность локатора по дальности и направлению (по углу). Пер­ вая характеризуется наименьшим расстоянием между двумя объектами на местности, расположенными по од­ ному направлению от судна, когда на экране их отра­ женные сигналы еще видны раздельно. Вторая опреде­ ляется наименьшим углом между двумя объектами, на-

149