Прокладка, выполняемая без проверки положений судна путем определений его места по береговым предметам или по небесным светилам, называется счислением пути судна .
Счисление, выполняемое на карте методом графических построений, называется графическим счислением пути судна.
выполняемое с помощью вычислений по специальным формулам - письменным (аналитическим).
Графическое счисление. Сущность этого метода заключается в следующем.
В момент определения начальной точки а" замечают время но судовым часам (до 1 мин) и показания счетчика лага (до 0,1 мили). Начальную точку а" обводят кружком и около нее на свободном месте делают надпись в виде дроби: числитель - время, знаменатель - показания лага 18,00/2,5 Если обсервованная точка а" достаточно близка к начальной точке а, то от точки а" прокладывают линию первого курса в виде прямой линии, параллельной линии ас. После этого линию ас стирают с карты, а на вновь проведенной линии надписывают число градусов компасного курса и рядом, в скобках, - рассчитанную для этого курса общую поправку компаса АК, чтобы всегда можно было установить, по какому курсу правили.
Ведение графической прокладки позволяет судоводителю иметь наглядное представление о месте судна относительно навигационных опасностей.
Судно с работающими движителями при отсутствии ветра и течения перемещается по линии ИК, а судно на которое воздействует ветер – по линии ПУ α .
Если на движущееся судно одновременно воздействует и ветер и течение, то оно перемещается по линии Пу с.
Направление движения судна при одновременном воздействии на него ветра и течения определяется углом ПУ с
Прямая задачаодновременный учет дрейфа и течения
-Дан ГК и нужно найти ПУс
1.На карте наносим линию ИК (3см) ИК=ГКК+∆ГК
2.Учитываем сначала ветер α=7˚ ИК=300˚ (значит ветер сносит влево, значит α=-7)
3.Считаем Пуα=ИК+(-α)=293˚ (из исходной точки рисуем линию Пуα)
4.Нужно построить ∆ скоростей для это сначала нужно найти относительную скорость. У нас есть Vлаг.(11 узлов) И ∆лаг.=+9% (1.09); V0=Vлаг.*коэф. Л
V0= 11*1,09=12 узлов
При совместно учете работаем на ПУα
Теперь откладываем эти 12 узлов на ПУα и из конца этого вектора откладываем Vтеч. (из условия 3.5 узла,155˚)
5.Из начальной точки проводим линию Пус через конец вектора течения (длинную) и измеряем градус этой линии (284˚)
6.Находим суммарный снос (с) β=Пус-Пуα=-9˚ с=α+β=-16˚сум. Снос.
7.От нашей начальной точки наносим пеленг, у нас ГКП=263˚, переводим в истинный ИП=ГКП+∆ГК=262˚(наносим этот пеленг)
8.На этом пеленге делаем засечку в 14.3 мили(из условия до вышки) и из этой точки (вышка) проводим перп. До ПУс
9.Из точки на Пус (куда провели перп.,)параллельно течению мы проводим линию до Пуα и теперь мы знаем пройденное расстояние судном на Пуα. S=15(допустим)
10.Считаем РОЛ Рол= ; теперь ищем ол2 (он же ол траверз) ОЛ2=ОЛ1+РОЛ.
ГЛАВА 17. АНАЛИТИЧЕСКОЕ (ПИСЬМЕННОЕ) СЧИСЛЕНИЕ
КООРДИНАТ СУДНА
Сущность и основные формулы аналитического
(письменного) счисления
Кроме графического счисления пути судна, учет его плавания может производиться с помощью аналитического (письменного) счисления.
Аналитическое счисление – вычисление географических координат судна по его курсу и плаванию (по сделанным судном разностям широт и долгот) по формулам вручную или с помощью счетно-решающих устройств.
Аналитическое счисление производится по формулам и применяется при плавнии судна вдали от берегов на океанских переходах, когда ведение графического счисления становится неточным из-за больших погрешностей в графических построениях на морских навигационных картах мелкого масштаба.
Чаще всего аналитическое счисление применяется:
- при непрерывной выработке текущих счислимых координат места судна, вводимых в системы судовой автоматики. Задача решается с помощью автоматических счетно-решающих устройств (или ЭВМ);
- при периодическом вычислении счислимых координат места судна в тех случаях, когда необходимо исключить погрешности счисления за счет неточности графических построений, связанных с прокладкой пути судна на мелкомасштабной карте. Задача решается вручную или с помощью счетно-решающих устройств (для контроля точности графических построений на карте; определения места судна по разновременным наблюдениям светил).
Аналитическое счисление с помощью автоматических счетно-решающих устройств производится по формулам с учетом сжатия Земли. В простейших системах решаются формулы без учета сжатия Земли.
Получим основные формулы аналитического счисления (рис. 17.1).
Судно из точки А (j 1 l 1 ), следуя постоянным курсом (К ) по локсодромии, пришло в точку В (j 2 l 2 ).
Если будут известны сделанные судном разность широт (РШ ) и разность долгот (РД ) то координаты точки В (j 2 l 2 ) легко получить из соотношений:
Рис. 17.1. Аналитическое (письменное) счисление пути судна
Значение разности широт (РШ ) и разности долгот (РД ) можно рассчитать по известным элементам движения: К ® курсу судна и S ® плаванию судна по этому курсу.
Считая Землю за сферу (шар) из элементарно малого треугольника Аа¢в¢ :
® приращение широты;
® приращение отшествия;
® приращение расстояния,
где – разность широт (мили);
– расстояние между меридианами по параллели от т. а¢ до т. в¢ – отшествие (мили);
– плавание судна по локсодромии между точкой А и точкой в¢ (мили).
Если D Аа¢в¢ принять за плоский , можно написать дифференциальные уравнения:
В результате интегрирования значений и при K = const , получим:
то есть . (17.4)
Для вычисления значения разности долгот – РД , воспользуемся соотношением между длиной дуги экватора и параллели:
Умножим числитель () и знаменатель (cos j ) на , тогда
так как из D Аа¢в¢
Решение этого уравнения приводит к известному интегралу:
тогда . (17.5)
Для вывода прямой связи между отшествием (ОТШ ) и разностью долгот (РД ), используем теорему о среднем значении интеграла, которая дает:
где j n – промежуточное значение широты в интервале между j 1 и j 2 .
Тогда для разности долгот – РД можно написать
Приравняв оба значения разности долгот (РД ), полученного по формулам (17.5) и (17.6), получим значение промежуточной широты j n :
откуда . (17.8)
Подставив значение соs j n (формула 17.8) в формулу (17.6) для разности долгот (РД ) и учтя, что
окончательно получим:
где отшествие (ОТШ ) и разность широт (РШ ) в милях.
Таким образом отшествие (ОТШ ) представляет собой длину параллели (в милях) между меридианами точек А и В , широта которой (параллели) определяется соотношением
На практике, при ведении аналитического учета на коротких расстояниях, можно допустить, что в интервале от j 1 до j 2 значение cos j изменяется линейно, тогда
и приближенная формула для расчета разности долгот – РД примет вид:
то есть разность долгот (РД ) равна отшествию (ОТШ ), деленному на косинус средней широты ().
По формулам (17.3) и (17.4) составлены таблица 24 «МТ-75» (с. 260¸272) и таблица 2.19а «МТ-2000» (с. 282¸294) «Разность широт и отшествие». В этих таблицах по плаванию S (от 0 до 100 миль) и курсу (через 1°) можно получить готовые значения разности широт (РШ ) и отшествия (ОТШ ) , величины которых даны в таблице до сотых долей мили и поэтому могут быть использованы для плаваний (S ) в 10 и 100 раз больших (или меньших) ® переносом запятой ® см. табл. 17.8.
Пример: 1) S = 450 миль, К = 37°, РШ = 359,4 мили к N и ОТШ = 270,8 мили к Е ;
2) К = 230°, S = 1860 миль, РШ = 1195,6¢ к S и ОТШ = 1424,8¢ к W (см. табл. 17.1).
В «МТ-75» помещена также специальная таблица 25а «Разность долгот» (с. 273¸278) составленная по формуле (17.13).
Аналогичная таблица 2.20 – см. «МТ-2000» (с. 296¸301).
Разность широт и отшествие
(с. 271 «МТ-75» или с. 293 «МТ-2000»)
Определение места судна путем вычисления его текущих (счислимых) координат от известных начальных по курсу, скорости с учетом дрейфа, сноса течением и по времени называется счислением координат судна (счислением пути судна ) или сокращенно счислением .
Координаты счислимого места суднаназываютсясчислимыми координатами и обозначаются:
φ С – счислимая широта;
λ С – счислимая долгота.
Счислимое место - место судна, определенное на основе счисления координат его места.
Назначением счисления является ориентирование судна относительно местности с точностью, обеспечивающей навигационную безопасность его плавания.
Линия, по которой фактически перемещается судно под действием движителей, ветра и течения, называется линией пути .
Сущность счисления заключается в том, что от известного исходного места на навигационной карте прокладываются направления движения судна и пройденные по ним расстояния с целью получения его места на любой заданный момент времени.
Счисление координат суднаклассифицируется :
По способу счисления :
графическое , основанное на непрерывном учете элементов счисления и изображения их на навигационной карте;
аналитическое , основанное на расчете текущих координат по определенным математическим зависимостям.
По степени автоматизации :
автоматическое , производимое с помощью специальных вычислительных машин (автопрокладчик, автосчислитель и др.);
обсервационное , автоматическое счисление, основанное на непрерывном уточнении текущих счислимых координат по внешним ориентирам;
ручное , производимое с помощью графо-аналитических действий, выполняемых вручную или с помощью таблиц.
Требования, предъявляемые к счислению пути судна
К счислению предъявляются следующиетребования:
счисление должно вестись непрерывно , чтобы в любой момент времени знать место судна (его текущие координаты) относительно местности;
счисление должно быть точным , чтобы обеспечить навигационную безопасность плавания и решение свойственных данному судну задач;
счисление должно быть достаточно простым и наглядным .
Предпочтительным способом учета перемещения судна является автоматическое с обязательным ручным графическим счислением , что, по существу, удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к счислению.
Даже при наличии современных навигационных комплексов, в которых процесс счисления полностью автоматизирован и имеет высокую точность, ручное графическое счисление ведется в обязательном порядке для контроля и исключения промахов в случае возникновения неисправностей в приборах.
Ручной графический способ счисления часто называют навигационной прокладкой, хотя последнее → понятие более широкое (+ определение мест и др.).
Навигационная прокладка пути судна – графические построения на морской карте при решении навигационных задач судовождения.
Задачи, решаемые при ручном графическом счислении пути судна
При отсутствии ветра и течения судно перемещается относительно морского дна только под действием собственных движителей.
Если пренебречь рысканием судна (отклонениями рулевого от заданного ему курса) и считать поправку курсоуказателя постоянной, то линия пути судна на навигационной карте изобразится прямой линией, совпадающей с направлением истинного курса.
Путь судна - направление перемещения центра массы судна, измеряемое горизонтальным углом между северной частью истинного меридиана и линией пути судна по часовой стрелке от 0° до 360° (круговая система счета).
Линия пути судна - линия, по которой перемещается центр массы судна относительно дна моря (рис.5.3).
Рис. 5.3. Линия пути и путь судна
При ручном графическом счислении координат судна без учета дрейфа и течения решаются следующие задачи:
расчет и прокладка истинных курсов;
расчет и прокладка пройденных судном расстояний;
учет циркуляции– изменения курса судна.
При ведении счисления используются показания приборов:
репитера курсоуказателя (магнитного компаса, гирокомпаса и др.) –КК ;
репитера лага (значенияV Л иОЛ );
тахометров (N об/мин – число оборотов движителей);
судовых часов (текущее время).
За исходную точку начала счисления принимается место судна на якоре (бочке, у причала), определенное по наблюдениям береговых ориентиров или по счислению (рис. 5.4).
Рис. 5.4. Оформление графического счисления пути судна на путевой карте
1. По счислимым координатам (φ С , λ С ) наносим место якорной стоянки, около которого на свободном месте записываем время съемки с якоря и полное показание счетчика лага (ОЛ 0 ):
Во всех случаях дробная черта записи проводится по линейке и параллельно параллели .
2. Из точки якорной стоянки проводим направление линии истинного курса, рассчитанное по формуле:
Если курсоуказание идет от гирокомпаса, то
Если курсоуказание идет от магнитного компаса, то
|
ИК = КК МК + Δ МК |
|
Δ МК = d + δ |
– поправка магнитного компаса.
Над проведенной из точки якорной стоянки линией истинного курса (линией пути) делается надпись:
КК – сокращенное обозначение компасного курса (ГКК, КК ГЛ , КК П );
127,0° – значение компасного курса, заданное рулевому (знак равенства между КК и 127,0° по правилам не ставится);
(+2,0°) – величина и знак принятой поправки курсоуказателя указывается в скобках.
Надпись над линией курса позволяет контролировать :
Правильность удержания заданного курса (127,0°) рулевым;
Величину принятой и учитываемой поправки курсоуказателя (+2,0°);
Правильность проведения направления линии истинного курса на карте (129,0°).
При следовании судна по заданному курсу рулевой регулярно (через каждые 15 минут) сверяет показания курсов по основному курсоуказателю (по ГК или поГА или др.) и по магнитному компасу с докладом вахтенному капитану (вахтенному помощнику капитана).
Счислимые координаты судна записываются в судовой журнал :
при съемке судна с якоря (бочки) и при постановке на якорь (бочку);
при плавании по счислению, в часы кратные 4-м (00, 04, 08 … 20);
каждый час при плавании судна по счислению вблизи берега;
при смене штурманской (ходовой) вахты и в других случаях по указанию капитана.
На навигационную карту счислимое место судна наносится :
в часы, кратные четырем (00, 04 … 20);
при изменении судном его курса или скорости;
при смене штурманской (ходовой) вахты;
каждый час при плавании судна вблизи берега или в стесненных водах и др. случаях по указанию капитана.
Для нахождения счислимого места на заданное (текущее) время следует (рис.5.4):
Зафиксировать показания судовых часов с точностью до ± 1 минуты (11.00) ;
Зафиксировать отсчет лага (ОЛ 1 ) с точностью до 0,1 мили(60,4) ;
(для V Л = 18 уз. →К Л = 1,02)S Л = 1,02 · 11,8 =12,0 мили.
S ОБ =12,0 мили
при условии, что S Л = S ОБ → отложить его значение (в масштабе карты) от исходной точки по линии истинного курса и нанести счислимое место судна (на 11.00) условным знаком (штрих линии ИК ~ 5 мм ).
Рядом
со счислимым местом записать дробью
При ведении счисления часто возникает необходимость знать время и отсчет лага прихода судна в заданную точку (точку встречи, точку якорной стоянки и т.д.).
Такая точка может быть задана (рис.5.5):
Рис. 5.5. Способы задания на карте точки
координатами (φ, λ );
направлением на ориентир (ИП илиКУ );
расстоянием (D ) до ориентира и др.
Порядок решения задачи .
Счисление координат судна (счислением) называется вычисление текущих координат судна от известных координат по времени, курсу и скорости с учетом влияния на судно ветра и течения. Графическое счисление выполняется непосредственно на морской навигационной карте с использованием штурманских прокладочных инструментов (параллельной линейки, транспортира и циркуля измерителя) и называется графическим счислением или навигационной прокладкой . Навигационная прокладка это графическое изображение на морской карте пройденного судном маршрута (или части его), выполненное автоматически или вручную на основе измерений и вычислений. Если счисление выполняется по формулам и таблицам, оно называется аналитическим (письменным). Прокладка может быть предварительной и исполнительной. Предварительной прокладкой называется навигационная прокладка маршрута судна, выполненная предварительно, исходя из намеченного маршрута, отвечающего требованиям плавания, поставленным задачам и экономической целесообразности. При выборе пути судна руководствуются двумя условиями:
1. безопасность плавания,
2. экономичность перехода (как правило, это наименьшая затрата времени) .
Выбранный маршрут наносится на навигационные генеральные карты с указанием курсов, длительности пути на курсе и точек поворота или ориентиров в точках поворота. Дальнейшая задача судоводителя сводится к обеспечению движения судна по намеченному пути и контролю за этим движением (исполнительная прокладка). Навигационная прокладка начинается с момента выхода судна с акватории порта и заканчивается в момент прихода судна в порт (от причала до причала). Основным методом непрерывного учета положения судна является графическое счисление. Оно заключается в систематическом нанесении положения судна на карту по данным о его движении и пройденного расстояния, а также сведениям о течении и дрейфе. Начальная точка счисления должна быть известна. Место судна, координаты которого получены по счислению, называются счислимыми.
Контроль прокладки производится путем измерения различных навигационных параметров (пеленгов, расстояний, разности расстояний и высот светил) и получения места судна путем обсервации по двум, трем и более линиям положения.
Геометрические величины, измеряемые непосредственно или же получаемые косвенным путем для определения места судна в море по береговым и небесным светилам называются навигационными параметрами .
Геометрическое место точек, отвечающих постоянному значению величины, измеренной для обсервации (навигационного параметра) называется изолинией. Изолиния в общем случае является кривой линией. Для обсервации необходимо иметь лишь небольшие отрезки изолиний в точке пересечения их под углом друг к другу. Отрезки изолиний без особой погрешности можно заменить отрезками прямых, касательных к изолинии или их секущими. Касательная или секущая к изолинии называется линией положения . Изолиниями могут быть пеленг, изостадия (окружность), изогона (окружность), гипербола.
Все графические работы, выполняемые на карте, состоят из отдельных элементов задачи. К таким задачам относят снятие с карты координат судна или нанесения места судна на карту, расчет и прокладка курсов и пеленгов, измерение расстояний между определенными точками. При ведении прокладки решаются задачи двух типов: прямая и обратная.
Первая (прямая) задача предусматривает только учет движения судна, когда курс рулевому задан.
ИК = КК + Dк.
Рассчитывают истинный курс и прокладывают на карте линию курса в виде прямой от исходной точки. При отсутствии сноса от течения и ветра (дрейфа) линия истинного курса будет совпадать с путевым углом, следовательно, судно будет перемещаться по проложенному на карте курсу. На карте у точки, принятой за исходную для ведения счисления, надписывается время с точностью до 1 минуты и отсчет лага с точностью до 0,1 мили (). Дальнейшее нанесение положения судна на любой момент времени производится по расстоянию, пройденному судном по лагу от исходной точки. Положение судна на линии проложенного курса отмечается каждый час при плавании вблизи берегов и каждую вахту – при плавании в открытом море, а также при любом изменении курса или скорости. Каждую счислимую точку обозначают чертой длиной около 5 мм, перпендикулярной предшествующему курсу. Каждую обсервованную точку отмечают специальным знаком, присвоенным данному виду обсервации.
В практике судовождения обратная задача встречается гораздо чаще и состоит в том, что судну необходимо следовать заданным ИК. В этом случае рулевому задается предварительно рассчитанный КК, исходя из проложенного ИК.
КК = ИК - Dк.
И ОЛ 2 = ОЛ 1 + РОЛ
Время прихода в расчетную точку рассчитывают:
T 2 = T 1 + DT = T 2 +
Вдоль линии курса надписывается компасный курс судна, в скобках - поправка компаса.
04°00Е 04°20¢
Рис. 1.24
Прямая задача Обратная задача
КК – задан ИК – снят с карты
+(±)d - из таблицы девиации по КК -(±)d – с карты
МК – магнитный курс МК – магнитный курс
+(±)d – склонение с карты -(±)d - из табл. девиации по МК
При прямой задаче выбранные склонение и девиация со своим знаком складываются с КК и МК, а при обратной задаче – вычитаются из ИК и МК.
Учет дрейфа и постоянного течения при прокладке.
Дрейфом судна называется смещение движущегося судна с линии истинного курса под воздействием ветра. Дрейф судна создается кажущимся ветром. Направлением ветра называют то направление, откуда он дует (говорят: ветер дует в компас). Если ветер дует в левый борт судна, то говорят судно идет левым галсом (л/г или л/б), по отношению к ветру.
Если ветер дует в правый борт, то судно идет правым галсом (пр/г или пр/б). Направление равнодействующей сил давления ветра (Р ) в общем случае не совпадает с направлением вектора скорости кажущегося ветра (W).
Величина угла дрейфа зависит от многих факторов: осадки, размеров и формы надводной и подводной частей корпуса судна, курсового угла и скорости кажущегося ветра, скорости хода судна. Для учета дрейфа при прокладке необходимо знать угол дрейфа. Имеется ряд способов его определения, но все они не являются точными, что приводит иногда к значительному отклонению от намеченного на карте пути.
Разложим эту силу (Р ) на две составляющие: продольную (Р 1) и поперечную (Р 2).
(+), а при ветре правого галса знак при угле дрейфа a будет (-).
ПУ a =- ИК + a. ИК = ПУ a - a. (1.41)
При учете дрейфа на карте прокладывают только линию путевого угла дрейфа. Так как лаг учитывает влияние ветра на скорость судна (Р 1), то и расстояние можно учитывать, откладывая по линии пути (Sл = РОЛ Кл).
Р Рис. 1.25
Расчеты по прямой и обратной задачам удлиняются по сравнению с расчетами без влияния ветра.
Поперечная составляющая Р 2 вызывает дрейф судна. Поэтому при ветре судно перемещается относительно воды не вдоль диаметральной плоскости, а под некоторым углом к ней (a), называемым углом дрейфа. Линия АВ, по которой перемещается судно, называется линией пути при дрейфе, а угол ПУ a , который она составляет с истинным меридианом, называется путевым углом дрейфа. При ветре левого галса углу дрейфа a присваивается знак (+) плюс, при ветре правого галса – знак (-) минус.
CПоступательное движение водной массы в морях и океанах называется течением. Элементами течения являются его скорость и направление. Направление течения определяется мнемоническим правилом: «течение идет из компаса». Направление течения показывают в градусах, а иногда в румбах, скорость выражается в узлах.
Под действие упора движителя, судно получает движение относительно воды по направлению диаметральной плоскости (Vл).
Если вода имеет движение относительно Земли, то скорость судна относительно Земли определится геометрической суммой скоростей:
И судно будет перемещаться по направлению вектора , если скорость судна и течения постоянны по величине и направлению, суммарная скорость также будет неизменна и судно пойдет по прямой АС.
|
Угол ПУ между северной частью истинного меридиана и направлением движения судна называется путевым углом (путем), а линия пути АС будет линией пути на течении. Угол b между линиями истинного курса (ИК) и путевым углом (ПУ) называется углом сноса от течения .
Скорость V будет истинной скоростью судна (относительно дна).
ПУ = ИК + (±)b ИК = ПУ – (±)b. (1.42)
Знак у b зависит от направления сноса. Если течение направлено в левый борт, то знак у b (+), а если в правый борт, то знак у b (-).
Учет течения сводится к решению треугольников (скоростного и путевого). Вначале графически складывают векторы скоростей судна и течения, а затем решают путевой треугольник АВС.
Различают прямую и обратную задачи графического решения треугольника скоростей. Прямая задача .
В прямой задаче по заданным ИК, Vл, Кт и Vт требуется рассчитать угол b, ПУ и V (Рис.1.27). Для получения линии пути ПУ из точки А проводим линию ИК и на ней от точки А откладываем отрезок, равный вектору скорости судна по лагу (V Л) в условном масштабе. Обычно берется количество миль в масштабе карты, проходимое судном за час или полчаса. Из конца вектора скорости судна (V Л) проводим вектор скорости течения (V Т) в том же масштабе. Соединив точку А с концом вектора скорости течения (Vт), получим
линию пути судна (ПУ). Снимаем с карты направление этого пути для сравнения с истинным
курсом (ИК) и получения угла сноса от течения (b).
b = ПУ – ИК. (1.43)
Для получения счислимой точки за любой временной промежуток плавания по путевому углу, необходимо по линии истинного курса (ИК) отложить пройденное по лагу расстояние (Sл = РОЛ Кл). Полученную на ИК точку сносим по линии направления течения на линию путевого угла (ПУ) (точки В и С). Надписи на карте производятся над или под линией пути (ПУ) и параллельно ей. Порядок записи таков: пишется ГКК рядом в скобках его поправка, а затем величина сноса от течения со своим знаком (ГКК 69° (-2°) b = +6°).
+(±)d = из таблицы девиации
+(±)d = с карты
+(±)b = из построения
Обратная задача
В этой задаче необходимо по заданному ПУ b , Vл, Кт и Vт рассчитать угол сноса течением (b) и ИК (Рис.1.28).
Задача решается следующим образом:
Пусть на карте проложена линия ПУ (АК). Из точки А прокладываем вектор скорости течения V T , выраженный количеством миль. Из конца вектора скорости течения V T раствором циркуля, равным скорости судна V Л, делаем на линии ПУ судна засечку (точка С). Соединив точку С с концом вектора скорости течения переносим ее параллельно в начальную точку А, проведя линию истинного курса АD.
Нахождение счислимой точки при уже построенном треугольнике скоростей, производится так же, как и в прямой задаче. По расстоянию Sл находим на линии ИК точку В, и затем через точку В проводим линию, параллельную вектору скорости течения Vт. Пересечение этой линии с линией ПУ и будет счислимым местом судна (точка С).
Кроме графического учета течения существует и аналитический, который применяется при автоматизации судовождения.
Т Рис.1.28
ПУ b = направление, снятое с карты
-(±)b = получен расчетным путем (ПУ – ИК)
-(±)d = с карты
-(±)d = из таблицы девиации по МК
Совместны учет дрейфа течения
При одновременном действии ветра и течения судно будет подвергаться как дрейфу, так и сносу течением. Угол, на который линия пути отклонится от линии истинного курса (ИК), называется суммарным углом сноса (С).
С= ПУ – ИК (1.44)
Знак угла суммарного сноса (С) получается из приведенной формулы: если ПУ >ИК, то знак будет плюс (+), если ПУ < ИК, то знак будет минус (-). Если же известны величины угла дрейфа (a) и угла сноса течением (b), то знак суммарного сноса определится из алгебраического их сложения. С= a + b (1.45)
При наличии ветра и течения решаются также прямая и обратная задачи, как и при наличии только течения. При решении прямой задачи сначала учитывают дрейф и на карту наносят линию пути ПУa. Затем учитывают течение, строя треугольник скоростей, причем скорость судна откладывается по линии путевого угла дрейфа (ПУa), а не по линии ИК.
В обратной задаче при заданном ПУ решают треугольник скоростей, при этом из построения получают не направление ИК, а направление ПУa. Затем снимают направление пути дрейфа (ПУa) и находят истинный курс: ИК = ПУa - a, а также
b = ПУ - ПУa и С= a + b.
На карте под (или над) линией путевого угла делается запись о компасном курсе, его поправке и о суммарном угле сноса (ГКК (-2) С= -12)
В общем виде решение задачи выглядит таким образом:
Прямая задача Обратная задача
+(±)d = из таблицы девиации - (±)b = из построения
+(±)d = с карты-(±)a = принятый
+(±)a = принятый для счисления - (±) d = с карты
+(±)b =-(±) d = из таблицы дв .
Пример 1. В широте j = 53°00¢ N судно следует ИК = 75,0° со скоростью 12 узлов. Учитывается течение 335° – 1,1 узла. Определить угол сноса судна течением b.
Решение : От исходной точки, от которой проложен ИК = 75,0°. Откладываем расстояние, пройденное судном за один час (скорость судна) S Л.
От полученной точки на ИК откладываем по направлению течения снос судна течением за один час (скорость течения) S Т = 1,1 мили.
Соединяем исходную точку с полученной на векторе течения и с помощью параллельной линейки и транспортира снимаем отсчет ПУ = 69,0°.
- ИК = 75,0°
Пример 2. В широте j = 53°00¢ N судно следует, имея скорость по лагу 12 узлов . На карте от исходной точки проложен ПУ = 52,8°. На судне учитывается течение 143° – 1,0 узел. Определить ИК и b.
Решение : Из исходной точки проводим линию направления течения и на ней откладываем отрезок, равный скорости течение V T =1.0 узл.
Из полученной точки радиусом, равным скорости судна 12 узлов, на линии ПУ делаем засечку и соединяем обе точки прямой.
С помощью параллельной линейки транспортира снимаем значение ИК = 48,8°
Рассчитываем угол сноса течением b.
- ИК = 48,0°
Пример 3 . Дано: ПУ = 356,6°, b = - 6,2°, a = + 4,0°, D ГКК = -1,2°. Определить ГКК.
Решение : ПУ = 356,6
- b = - 6,2
- a = +4,0
- D ГКК = -1,2
Решение : Из НШСР -86 (таблица № 3) выбираем m K = 0,7°, m DЛ% = 0,5%, тогда
b = 0,0174 * 0,7 * 100 = 1,218
a = 0,01 * 0,5 * 100 = 0,5
M = Öb 2 + a 2 = Ö1,48 + 0,25 = 1, 3 мили.
Контрольные вопросы
1. Какой знак (+) или (-) присваивается углу дрейфа правого борта?
4. Какая приближенная зависимость СКП графического счисления от пройденного расстояния?
5. С чего начинают решение обратной навигационной задачи при учете течения?
При плавании корабль находится на границе двух сред — воздушной и водной, перемещение которых оказывает на него влияние, отклоняя от курса и изменяя скорость движения.
Снос корабля ветром называется дрейфом. Ветер представляет собой поступательное перемещение воздушных масс. За направление ветра принимается направление (в градусах), откуда дует ветер. Скорость ветра измеряется в метрах за секунду или в баллах.
Рис.1
Пусть V0-скорость корабля относительно воды, обусловленная работой собственных движителей (рис. 1). Сопротивление воздуха движению корабля воспринимается наблюдателем на корабле как встречный поток воздуха, вектор скорости которого (-V0). Пусть u — вектор скорости истинного ветра. Встречный поток воздуха и истинный ветер, складываясь, образуют суммарный поток, наблюдаемый на движущемся корабле и называемый кажущимся (наблюденным) ветром. Вектор скорости кажущегося ветра равен геометрической сумме:
W = u + (-V0) = u — V0.
Скорость кажущегося ветра определяется автоматически с помощью анеморумбометра или вручную с помощью анемометра, направление КW — по анеморумбометру или по направлению флага или вымпела. Кажущийся ветер. Бездействуя на корабль под курсовым углом qW, вызывает полную аэродинамическую силу Р, приложенную к центру парусности корабля. Из-за преломляющих свойств надстройки направление действия силы Р в общем случае не совпадает с направлением кажущегося ветра. Под действием силы Р корабль смещается по направлению этой силы со скоростью дрейфа VДР.
Разложим скорость VДР на составляющие VДР X по диаметральной плоскости и VДР Y по траверзу. Скорость VДР X в зависимости от направления кажущегося ветра вычитается или складывается со скоростью V0. Если лаг работает, он учитывает эту скорость. Поэтому
Vл = V0 + VДР X.
Скорость VДР Y отклоняет корабль от заданного курса. Сложив геометрически скорость корабля Vл со скоростью VДР Y, получим вектор V фактической, или путевой, скорости корабля:
V = Vл + VДР Y.
Как видно, при сложении скоростей Vл и VДР Y корабль перемещается по направлению их равнодействующей.
Линия, по которой фактически перемещается корабль относительно дна моря под действием движителей и кажущегося ветра, называется линией пути при дрейфе. Диаметральная плоскость корабля при перемещении его по линии пути остается параллельной линии истинного курса. Это обусловлено тем, что рулевой постоянно удерживает заданный истинный курс. Следовательно, корабль перемещается по линии пути вперед не носом, а скулой.
Угол в плоскости истинного горизонта между северной частью истинного меридиана и линией пути при дрейфе называется путевым углом при дрейфе ПУ?.
Угол в плоскости истинного горизонта между линиями истинного курса и пути при дрейфе называется углом дрейфа?. Если ветер дует в левый борт корабля, угол дрейфа положительный (путевой угол при дрейфе больше истинного курса). При ветре с правого борта угол дрейфа отрицательный (путевой угол при дрейфе меньше истинного курса).
Угол дрейфа зависит от скорости и курсового угла кажущегося ветра, от скорости и конструктивных особенностей корабля: высоты и архитектуры надстроек, надводной части корпуса и формы обводов корпуса. Угол дрейфа измеряется с помощью дрейфомера. При отсутствии этого прибора углы дрейфа для различных условий плавания выбираются из таблицы дрейфа, составленной по опытным данным. Из рис. 1 видно:
Формулы — алгебраические, угол? берется со своим знаком.
В практике кораблевождения приходится решать в основном две задачи, связанные с дрейфом корабля. Прямая задача:
Рассчитать путевой угол при дрейфе ПУ? (линию пути корабля при дрейфе), если задан истинный курс.
Для решения этой задачи необходимо:
— определить знак угла дрейфа?;
— рассчитать курсовой угол qW кажущегося ветра;
— выбрать величину угла? из таблицы дрейфа по аргументам: по скорости корабля и qW;
— рассчитать путевой угол при дрейфе ПУ?, проложить линию пути на карте.
КК = 79,0°; Vл = 12,0 уз;
?ГК = + 1,0°; ветер 5° -12 м/с.
Решение:
Ветер дует в левый борт корабля — угол? положительный:
ИК = КК + ?ГК = 80,0°;
? = +4,0°; ПУ? = ИК + ? = 84,0°.
2.Прокладка истинных радиопеленгов в случае, если радиомаяк находится за пределами восточной или западной границами рамки карты.
Для нахождения положения определяющей точки (т. М’) через которую будет проведен радиопеленг на КРМК (т. А), необходимо:
1) ? из «РТСНО» выписать координаты КРМКА (?А, ?А);
2) ? рассчитать значение? ? = ?Р – ?А, где?Р – долгота боковой рамки карты;
3) ? провести на карте параллель КРМКА (?А– из «РТСНО») и отложить отрезок;
4) ? через т. А» провести дополнительный меридиан аа;
5) ? от т. А’ провести Лок. П КРМКА А до пересечения с аа – т. М;
6) ? от т. М по аа отложить отрезок и через полученную точку М’ провести радиопеленг на КРМК А? это и будет искомая линия положения (I–I).
