2. Суднові лаги, їх класифікація. Принцип роботи індукційного лага, його похибки. Облік похибок лага в судноводінні. Гідроакустичні лаги.

1. Относительные лаги- измеряющие скорость относительно воды

Индукционные лаги действие основано на свойстве электромагнитной индукции. Согласно этому свойству при перемещении проводника в магнитном поле в проводнике индуктируется э. д. с., пропорциональная скорости его перемещения.

С помощью специального магнита под днищем судна создается магнитное поле. Объем воды под днищем, на который воздействует магнитное поле лага, можно рассматривать как множество элементарных проводников электрического тока, в которых индуктируется э. д. с.: значение э. д. с. позволяет судить о скорости перемещения судна.

С обрастанием корпуса судна лаги начинают давать заниженные показания.

Для исключения погрешности за счет обрастания корпуса необходимо установить новый масштаб. Значение нового масштаба:

,

где М — первоначально установленный масштаб;

Vл — наблюдаемая скорость по лагу;

Vи — действительная скорость судна относительно поды в момент наблюдения.

После этого вернуть лаг в рабочий режим. Новое значение масштаба записать в формуляр лага Установку нового масштаба можно производить как на ходу, так и при стоянке судна у причала и на якоре.

Гидродинамические лаги. Принцип действия основан на измерении гидродинамического давления, создаваемого скоростным напором набегающего потока воды при движении судна.

Поправка гидродинамического лага, как правило, нестабильна. Основными причинами, обусловливающими ее изменения во время плавания, являются: дрейф судна, дифферент, обрастание корпуса, качка, изменение плотности морской воды.

Рассчитать изменение поправки лага от влияния первых трех причин не представляется возможным.

Наибольшую погрешность в измерении скорости вызывает дрейф судна. При больших углах дрейфа погрешность может достигать 3-4%. От изменения дифферента и обрастания корпуса погрешность не превышает 1-2%.

Погрешности от дрейфа, дифферента и обрастания корпуса носят систематический характер. Поэтому, будучи определены из наблюдений, они могут учитываться в дальнейшем при счислении.

Погрешность лага за счет качки носит периодический характер. При выработке пройденного расстояния эта погрешность интегрируется и в случае симметричной качки обращается в ноль.

Погрешность (в %) лага от изменения плотности морской воды с изменением района плавания может быть рассчитана по формуле

2. Абсолютные лаги, измеряющие скорость судна относительно грунта.

Гидроакустические доплеровские лаги (ГДЛ). Принцип работы ГДЛ заключается в измерении доплеровского сдвига частоты высокочастотного гидроакустического сигнала, посылаемого с судна и отраженного от поверхности дна.

Результирующей информацией являются продольная и поперечная составляющие путевой скорости. ГДЛ позволяет измерять их с погрешностью до 0,1%, Разрешающая способность высокоточных ГДЛ составляет 0,01— 0,02 уз.

Для измерения только продольной составляющей путевой скорости ГДЛ должен иметь двухлучевую антенну А₁ (на рис. лучи 1 и 3). Для измерения продольной и поперечной составляющих антенна должна быть четырехлучевой, Лучи 2 и 4 используются в этом случае для измерения поперечной составляющей путевой скорости. На основании измеряемых продольной и поперечной составляющих путевой скорости гидроакустический доплеровский лаг позволяет определять вектор путевой скорости судна в каждый момент времени и снос судна под влиянием ветра и течения.

При установке дополнительной двухлучевой антенны A₂ ГДЛ позволяет контролировать перемещение относительно грунта носа и кормы, что облегчает управление крупнотоннажным судном при плавании по каналам, в узкостях и при выполнении швартовных операций.

Большинство существующих ГДЛ обеспечивают измерение абсолютной скорости при глубинах под килём до 200-300 м. При больших глубинах лаг перестаёт работать или переходит в режим измерения относительной скорости, т. е. начинает работать от некоторого слоя воды как относительный лаг.

Антенны ГДЛ не выступают за корпус судна. Для обеспечения их замены без докования судна они устанавливаются в клинкетах.

Источниками погрешности ГДЛ могут быть: погрешность измерения доплеровской частоты; изменение скорости звука в морской воде; изменение углов наклона лучей антенны; наличие вертикальной составляющей скорости судна.

Суммарная погрешность по этим причинам у современных лагов не превышает 0,5%.

Корреляционные лаги. Принцип действия гидроакустического корреляционного лага (ГКЛ) заключается в измерении временного сдвига между отраженным от грунта акустическим сигналом, принятым на разнесенные по корпусу судна антенны Сигнал U₂(t), принятый задней приемной антенной, повторяет форму сигнала U₁(t), принятого передней антенной со сдвигом по времени равным:

,где l — расстояние между антеннами;

V — скорость судна.

Для этой цели в тракт сигнала передней антенны вводится переменная временная задержка, производится вычисление взаимно-корреляционной функции огибающих сигналов разнесенных антенн и отслеживаются ее максимальные значения. На глубинах до 200 м ГКЛ измеряет скорость относительно грунта и одновременно указывает глубину под килем. На больших глубинах он автоматически переходит на работу относительно воды.

Достоинствами ГКЛ по отношению к ГДЛ являются независимость показаний от скорости распространения звука в воде и более надежная работа на качке.