книги из ГПНТБ / Меклер, А. Г. Электрооборудование машин непрерывного транспорта

линейки от того же меридиана и отмечают легким уколом циркуля, полученная точка будет отвечать заданным координатам. Эту точку

на карте обводят карандашом.

Снятие с карты широты и долготы заданной точки. Задача решается

спомощью циркуля. Одну ножку циркуля ставят в заданную точку,

адругую раздвигают, пока она не коснется ближайшей параллели. Циркуль с таким раствором переносят на боковую рамку карты. Одну ножку ставят на эту же параллель, а другая на уровне заданной точки покажет ее широту. Раствором циркуля от заданной точки до ближай­ шего меридиана на верхней рамке карты определим долготу заданной

точки.

Измерение расстояний между двумя точками. Установив ножки циркуля в заданные точки, получим раствор циркуля, равный рас­ стоянию между точками. Приложив циркуль к боковой рамке карты, примерно в той же широте, где находятся точки, сосчитаем количество минут широты и десятые доли минуты. Это и будет составлять расстоя­ ние между точками в милях. Десятые доли минуты определяются на

глаз с точностью до 0,1.

Прокладка линий по заданному направлению от заданной точки.

Для решения этой задачи пользуются параллельной линейкой и транспортиром.

Приложив транспортир к верхнему срезу параллельной линейки

с линейкой так, чтобы центральный индекс и деление на дуге транс­ портира, соответствующее заданному направлению, совпадали с ме­ ридианом. Затем транспортир отодвигают, а параллельную линейку перемещают параллельно полученному направлению к заданной точке. Совместив верхний срез линейки с точкой, проводят карандашом линию, которая и будет соответствовать заданному направлению. Следует помнить, что все направления от 0 до 180° проводят вправо, а направления от 180 до 360° — влево от заданной точки.

Определение направления линии, проложенной на карте. Прило­ жив транспортир к верхнему срезу параллельной линейки так, чтобы верхняя линейка транспортира с индексом совпадала с заданной ли­ нией. Затем, перемещая транспортир по верхнему срезу параллельной линейки до ближайшего меридиана так, чтобы центральный штрих транспортира совпал с меридианом. Деление на дуге транспортира, совпадающее с тем же меридианом, укажет направление заданной ли­ нии в градусах и десятых долях градуса.

Перенесение заданной точки с одной карты на другую. Эта задача может быть решена путем снятия координат точки, нанесенной на карту. Затем, по измеренным координатам заданную точку наносят на другую карту.

Точка может быть перенесена на другую карту по пеленгу и рас­ стоянию до ближайшего ориентира. Для этого с карты снимают на­ правление на избранный ориентир и расстояние до него. На другой карте от этого же ориентира откладывают измеренное направление и расстояние. Конец полученного отрезка и будет заданной точкой.

60

Г л а в а VIII

СЧИСЛЕНИЕ ПУТИ СУДНА

§ 32. ГРАФИЧЕСКОЕ И АНАЛИТИЧЕСКОЕ СЧИСЛЕНИЕ ПУТИ СУДНА

Важнейшим условием решения задач судовождения и обеспечения безопасности плавания является непрерывное и тщательное нанесение на карту траектории перемещения судна, чтобы в любой момент знать место судна и иметь возможность ориентироваться по карте в навига­ ционной обстановке, окружающей судно. Это достигается ведением счисления пути судна.

Счисление — это учет перемещения судна с целью знания его места в любой заданный момент. Счисление ведется по элементам движения судна — курсу и скорости, или курсу и пройденному расстоянию.

Счисление пути судна должно быть непрерывным, наглядным, точным и обеспечивать быстроту получения места.

На перемещение судна в море могут влиять ветер, создающий дрейф судна, и течения. Таким образом, элементами счисления будут: ис­ тинный курс судна; пройденное судном расстояние; дрейф судна под воздействием ветра; течение — скорость и направление.

Счисление, в зависимости от условий плавания, может быть графи­ ческим и аналитическим (письменным).

Графическое счисление. При графическом счислении, при помощи прокладочного инструмента, на карту наносят истинный курс судна, и по истинному курсу откладывают пройденное судном расстояние. Кроме этого, производят и другие построения, позволяющие учесть влияние на перемещение судна дрейфа и-течения.

Аналитическое счисление. При аналитическом (письменном) счис­ лении рассчитывают координаты судна на определенный момент. Для расчета пользуются специальными формулами.

Графическое счисление является основным, ибо оно наиболее полно удовлетворяет требованиям, предъявляемым к счислению.

Недостатком графического счисления является зависимость его точности от масштаба карты, на которой ведется счисление. Чем масш­ таб мельче, тем точность счисления ниже.

Недостатком аналитического счисления является отсутствие на­ глядности, а также отсутствие непрерывности.

Место судна, рассчитанное с помощью счисления, называется с ч и с л и м ы м м е с т о м .

Итак, для получения счислимого места необходимо знать истинный курс судна и пройденное расстояние. Истинный курс судна рассчиты­ вается по формуле

ИК = КК + АК.

Выполнение графического счисления. Проведя из исходной точки прямую, составляющую с меридианом карты угол, равный истинному курсу судна, получим линию курса, по которой судно перемещается относительно воды, при отсутствии дрейфа и течения. Допустим, что в исходной точке счисления судно находилось в момент времени

61

Ту и отсчет лага был ол,. Чтобы найти место судна в последующий мо­ мент Г 2 при отсчете лага ол2, надлежит по линии курса от исходной точки отложить расстояние, пройденное судном за время Т 2 — 7\.

Пройденное расстояние рассчитывается с точностью до 0,1 мили. Для этого пользуются показаниями лага олх и ол2 и, учитывая изве­ стную поправку лага, определяют S„ по формулам:

5 л= (0A2—ОЛу),

или

5 л = (а лго лу) + (ол2~0Лу) yj-i,

или

= рол 4- рол — .

Счислимое место судна на карте обозначают небольшой черточкой, пересекающей линию курса. Вбли­ зи ее пишется дробью момент по

часам и показание лага. Дробную черту проводят горизонтально с по­ мощью линейки. В числителе указывают момент по часам, а в знаме­ нателе — показание лага, соответствующее этому моменту. Вдоль линии курса записывают значение компасного курса с учетом поправки компаса, которую указывают в скобках (рис. 35).

§ 33. Ц И РК У Л Я Ц И Я СУДН А И УЧЕТ ЕЕ ЭЛЕМ ЕНТОВ

Удержание судна на заданном курсе и повороты его достигаются с помощью рулевого устройства судна. Отклонение пера руля от диа­ метральной плоскости вызывает появление гидродинамических сил, которые отклоняют корму судна в сторону, противоположную новому положению руля. Курс судна при этом изменяется, и оно совершает поворот. Траектория, описываемая центром тяжести судна, движу­ щегося при отклоненном от диаметральной плоскости руле на некото­ рый постоянный угол, называется ц и р к у л я ц и е й .

На рис. 36 изображена траектория центра тяжести судна и поло­ жение его диаметральной плоскости в различные моменты циркуляции.

Расстояние между линией первоначального курса судна и его диа­ метральной плоскостью после поворота на 180° называется т а к т и ­ ч е с к и м д и а м е т р о м ц и р к у л я ц и и Дц. При дальнейшем движении судна на циркуляции кривая, описываемая его центром тяжести, будет близка к дуге окружности с диаметром Ду, меньшим, чем Дц. Диаметр Ду называется д и а м е т р о м у с т а н о в и в ­

ше й с я ц и р к у л я ц и и .

Впрактике судовождения чаще пользуются тактическим диаметром циркуляции, так как обычно судно совершает повороты не более чем на 180°.

Элементы поворотливости судна — время поворота на 180°, так­ тический диаметр циркуляции, диаметр установившейся циркуляции

G2

зависят от конструктивных данных судна, его длины и ширины, ско­ рости хода, угла перекладки руля.

Элементы циркуляции определяют на специальных полигонах, и результаты заносят в технический формуляр судна.

Зная тактический диаметр циркуляции и время поворота на 180°, можно рассчитать другие элементы циркуляции судна. Так, судно шло курсом ИК\ (рис. 37) и в точке А после перекладки руля на правый борт начало совершать циркуляцию, центр тяжести его пойдет по дуге S. В точке В судно легло на новый курс И К 2- Дугу S примем за дугу окружности с центром в точке О. Эта точка будет центром цирку-

Хорда АВ, соединяющая точки начала и конца поворота, назы­ вается промежуточным плаванием d, угол q — курсовым углом про­

межуточного курса.

Рассмотрим треугольник АСВ. По построению он равнобедренный, следовательно, углы при точке А н В равны.

Так как угол а является внешним углом треугольника АСВ, то

а = 2 q,

отсюда

а

Треугольники АСК и АКО подобны, так как их углы САК и АОК равны, а стороны АК и СК взаимно перпендикулярны. Но угол

де Rn — радиус циркуляции.

63

Из треугольника АСО определим расстояние d, от точки начала поворота до точки пересечения первоначального курса с новым

d i - K n t g f .

Дуга 5 называется длиной пути поворота, она будет равна:

S = -----да = ----- а.

360° 180°

Время, в течение которого судно совершает циркуляцию, равно:

По приведенным формулам рассчитывают таблицу циркуляции, которой пользуются при плавании.

В мореходных таблицах МТ — 63 табл. 30 служит для определе­ ния элементов циркуляции по аргументам: радиус циркуляции, вре­ мени поворота на 180° и углу поворота.

При ведении графического счисления пути судна элементы цирку­ ляции можно учитывать двумя способами: графическим и с помощью таблиц циркуляции. При этом приходится решать две задачи:

1.Точка начала поворота известна. Найти точку окончания пово­ рота на заданный курс.

2.Линия последующего истинного курса задана. Найти точку начала поворота, с расчетом выйти на заданную линию истинного курса.

куляции точку О (рис. 38). Из этой точки, не меняя раствора циркуля, проводим дугу окружности. Затем проводим касательную к дуге ок­ ружности под углом, равным последующему истинному курсу. Точка касания и будет точкой окончания поворота.

64

Линию первоначального истинного курса И К Хпродолжают до пересе­ чения с линией И К 2 (точка С). Проводят на глаз биссектрису получен­ ного при точке С угла. На биссектрисе выбирается точка О так, чтобы дуга окружности с радиусом, равным радиусу циркуляции Rn, ка­ салась линий первоначального и последующего истинных курсов. Точки касания А и В будут точками начала и конца поворота соответ­ ственно.

Из точки А начала поворота под углом q к ИКх проводим проме­ жуточный курс и на нем откладываем величину d (рис. 40, а). Полу­ ченная точка В будет точкой окончания поворота на новый курс ИК 2- Из этой точки проводим новый курс.

Точка окончания поворота может быть определена через параметр <Д. Для этого по направлению первоначального курса от точки начала поворота откладываем параметр dt (рис. 40, б). Из полученной точки С проводим новый курс ИКг. От точки С на новом курсе откладываем параметр d±. Полученная точка В будет точкой окончания поворота.

Р е ш е н и е в т о р о й з а д а ч и . Из точки С пересечения начального и последующего курсов откладываем параметр на ли­ ниях ИКх и # /( 2. Полученные точки Л и В будут точками начала и конца поворота (см. рис. 40, б).

§ 34. ТОЧНОСТЬ СЧИСЛЕНИЯ ПУТИ СУДНА

Как бы точно не велось счисление, счислимое место судна, как пра­ вило, не совпадает с действительным. Это происходит потому, что судно перемещается не точно по линии ИК и пройденное судном рас­ стояние также обычно не соответствует расчетному. Ошибка в ИК возникает в результате неточности принятых поправок компаса, а сле­ довательно, и компасного курса, так как нельзя с абсолютной точ­ ностью установить девиацию и магнитное склонение. Из практики судовождения установлено, что для гирокомпасов среднеквадрати­ ческая ошибка достигает 0,5—0,8°, а для магнитных 1—1,1°.

Ошибка в определении пройденного расстояния возникает обычно из-за неточности принятой поправки лага, которая достигает величины 0,3—0,5%, вследствие того, что лаг, как и всякий механический при­ бор, не может быть абсолютно точным. Предположим, что судно со.

Рис. 41. Круг вероятного местонахождения судна

вершило переход из точки А в точку В (рис. 41) курсом А К и прошло при этом расстояние АВ — S. В результате возможных ошибок в курсе ек судно в действительности будет перемещаться по линии АК \ или АКч — в зависимости от знака ошибки ек.

Следовательно, пройденное расстояние должно быть отложено на линии AKi или АКч и определилось бы величинами не АВ, а АЕ или AD. Таким образом, счислимое место судна должно быть не в точ­ ке В, а на дуге ED, которая по малости может быть принята за отрезок прямой. Величину отконения BE = BD найдем из треугольников

АВЕ и ABD:

BE = BD = S tg ек= S ек arc 1°;

57°,3 60

Вследствие возможной ошибки в определении пройденного расстоя­ ния, место судна будет не на линии ED, а на линии ad или Ьс, отстоя­ щих от линии ED на величину ошибки ± AS. Таким образом, место судна определится площадью abed. В практике судовождения принято рассчитывать не четырехугольник abed, а окружность,

66

Существует много способов определения места судна. Рассмотрим навигационные способы, основанные на измерении углов и пеленгов береговых ориентиров и расстояний до них.

Измеренные пеленги, расстояния и углы для определения места судна называются н а в и г а ц и о н н ы м и п а р а м е т р а м и .

Каждому навигационному параметру соответствует определенная изолиния, т. е. геометрическое место точек, отвечающих результату измерения. При измерении пеленга ориентира А (рис. 42, а) изоли­ нией будет являться линия пеленга. Находясь на данной линии, на­ блюдатель в любой ее точке будет иметь постоянную величину пеленга ориентира А.

Если измерено расстояние до ориентира В (рис. 42, б), то изоли­ нией будет являться окружность, радиусом которой будет измеренное расстояние!). Находясь в любой точке данной изолинии, наблюдатель всегда будет находиться от ориентира В на расстоянии D.

Если измерен горизонтальный угол а между ориентирами С и Е (рис. 42, в), то изолинией будет являться окружность, вмещающая измеренный угол. Находясь на данной изолинии в любой точке, ориентиры С и Е будут наблюдаться под одним горизонтальным углом а.

Итак, и з о л и н и е й называется геометрическое место точек, из которых наблюдатель при прочих равных условиях получает одина­ ковые результаты измерений навигационного параметра.

При нанесении места судна на карту проводится не вся изолиния, а небольшой ее отрезок или касательная к изолинии, которые назы­ ваются л и н и е й п о л о ж е н и я .

Место судна, получаемое в пересечении линий положения, назы­ вается о б с е р в о в а н н ы м м е с т о м и обозначается на карте кружком диаметром 2,5—3 мм с точкой в центре.

Разница по направлению и расстоянию между счислимым и обсер­ вованным местами судна называется н е в я з к о й . В судовом журна­ ле она обозначается буквой С. Например: С = 230° — 2,3 мили.

68

§ 36. ОШИБКИ ПРИ НАВИГАЦИОННЫХ ОБСЕРВАЦИЯХ

Все измеренные навигационные параметры включают в себя не­ которые ошибки (инструментальные ошибки, несовершенство орга­ нов чувств и т. д.), поэтому и обсервованное место не будет абсолютно точным. В зависимости от происхождения ошибок, они подразделяются на систематические и случайные.

Систематические ошибки возникают в результате неточного знания поправок приборов и инструментов. Они имеют характер постоянной величины и в каждом наблюдении повторяются, сохраняя величину и знак. Их можно исключить повторными наблюдениями, сравнив истинное значение с наблюденным. Так, определив поправку компаса по створу и сравнив ее с рассчи­ танной поправкой, можно определить ошибку в поправке компаса и учитывать

еепри дальнейших наблюдениях. Случайные ошибки происходят, глав­

ным образом, от ограниченной возможности наших органов чувств, погрешностей при­ боров и инструментов, случайных внешних причин, как, например, качки и вибрации корпуса судна и т. п. Их нельзя предотвра­ тить или исключить. Величина и знак та­ ких ошибок обычно не известны, хотя вели­ чина их находится в определенных преде­ лах. Влияние случайных ошибок можно уменьшить применением более точных ин­ струментов или путем увеличения числа

наблюдений с последующим осреднением их, так как появление слу­ чайных ошибок, равных по величине и противоположных по знаку, равновероятно.

Оценка точности определяется с р е д н е й к в а д р а т и ч е ­ с к о й о ш и б к о й н а б л ю д е н и й :

где А — ошибка измерений, равная разности истинного и наблюден­ ного значений данной величины;

п— число измерений.

Средняя квадратическая ошибка определяется из наблюдений. Случайные ошибки в наблюдениях приводят к смещению линий положения. По малости случайных ошибок можно считать, что измеренные линии положения смещаются параллельно самим себе. Смещенные, ошибочные линии положения в пересечении дадут ошибоч­

ное место судна.

Допустим, что место судна получено в точке С по двум линиям положения I и II, не содержащим ошибок (рис. 43).

69