Принципы измерения скорости судна. Определение относительной скорости и пройденного расстояния

       Судно, перемещаясь по водной поверхности Земли, совершает движение в двух средах водной и воздушной, которые также движутся относительно дна морей и океанов. Движение судна принято делить на относительное ( относительно водных масс ) и абсолютное ( относительно поверхности Земли ). Перемещение судна под воздействием ветра и течения называется переносным движением.

                                                  

                                                                                        

              Рис.1.20

 - вектор абсолютной скорости,   - вектор скорости сноса судна ветром,                                                 

 - вектор относительной скорости,  - вектор скорости течения,

 - вектор переносной скорости.

       Выработка расстояния относительными лагами производится по измеренной скорости с помощью интеграторов.

S₀ =                      ( 1.35)

Расстояние S₀ от некоторого нуля фиксируется специальным счетчиком, а его мгновенное значение в данный момент называется отсчетом лага (ОЛ).

Лаг, как и любой прибор, определяет скорость (V₀) с погрешностью. В дальнейшем, для избежания путаницы, относительную скорость V₀  обозначим V_Л или V_C.

Математически погрешность показаний лага компенсируется поправкой, называемой поправкой лага (D_Л).   Лаг показывает пройденное расстояние с нарастающим итогом. Чтобы определить пройденное судном расстояние, нужно заметить отсчеты лага в начале плавания ОЛ₁ и при его окончании ОЛ₂ и рассчитать разность этих отсчетов ОЛ₂ – ОЛ₁. Сокращенно Разность Отсчетов Лага пишут как РОЛ. Для определения пройденного судном расстояния необходимо рассчитать погрешность лага и учесть ее при исправлении РОЛ.

К_Л = 1 +

                                        S_Л = К_Л * РОЛ

Скорость судна и правильность работы лага определяется на ходовых испытаниях на специальном полигоне, называемом мерная линия. Полигон оборудован секущими, а иногда и ведущими створами. Между секущими створами на мерной линии показывается расстояние с точностью до 0,0001 мили. Поправка лага зависит от относительной скорости, поэтому скорость и поправку лага определяют на различных режимах работы главного двигателя (как минимум на ППХ, СПХ и МПХ).

       Развив необходимую скорость, судно ложится на ИК перпендикулярный секущим створам. При пересечении створа запускают секундомер и замечают ОЛ₁. При пересечении второго створа останавливают секундомер и замечают ОЛ₂. При отсутствии течения относительную скорость рассчитывают по формуле:

V_Л = 3600            ( 1.36)

где S₀ – расстояние между створами в милях,

t – время плавания между створами в сек.

Теоретически достаточно одного пробега, но для убедительности проводят измерения и на обратном курсе. Усредняя результаты измерений, исключают воздействие на судно неизвестных факторов (течения).

V_Л =

При скоростных испытаниях судно удерживают на курсе не по ведущему створу, а по показанию компаса. Необходимость такого управления судном видна на рисунке.

Напишем уравнение проекций на направление S:

S = V_Л*t₁ + V_т*Cosq_т*t₁ при следовании судна от точки А к точке В и

S = V_Л*t₂ – V_т*Cosq_т*t₂ при следовании судна в обратном направлении.

 

 

                                                        S

 

 

           A           V₀*t₁                                                            C

 

                                                        V₁                                               B

 

 

                             V₀*t₂

 

              q_т                                       V₂        

                                                                               Рис.1.21

 

Решение этих двух уравнений дает: V₀ = ,       .  

Но так как V₁ = , а V₂ =  можно записать:

V_Л =

При трех пробегах относительная скорость определится:

V_Л =                   D_Л = ,

а при четырех пробегах: V_Л = ,    D_Л =            

Точность определения скорости на мерной линии определяют из выражения:

m_V0 = .

m_V0 – точность измерения скорости на мерной линии зависит от длины пробега (S). Приняв среднюю квадратическую погрешность измерения времени m_t равной 1,5 сек (m_t=1,5сек), получим оптимальную длину пробега (S). S = .      S = 0,8 ¸ 1,5 мили

Относительную скорость судна V₀ и поправку лага в море определяют с помощью свободно плавающего буя или вехи. Для этого выбирают погоду со слабыми ветрами и, после установки буя, отходят от него на расстояние, достаточное для пробега и видимости буя на экране радиолокатора. Затем, следуя курсом на буй, разгоняют судно до нужной скорости и приступают к замерам.

D₁ T₁ ОЛ₁

                                               D₂ T₂ ОЛ₂      

                                                               Рис.1.22

 

В момент T₁ замечают дистанцию до буя и отсчет лага ОЛ₁, пройдя расстояние чуть более одной мили, на момент T₂ замечают дистанцию до буя и отсчет лага ОЛ₂

                                                         V_Л = ; РОЛ = ОЛ₂ – ОЛ₁

Dл =