Совместное влияние ветра и течения на путь

СЛЕДОВАНИЯ СУДНА

При одновременном действии ветра и течения судно подвергает­ся как дрейфу, так и сносу. Угол, на который линия пути откло­нена при этом от линии истинного курса, называется общая или суммарным, углом сноса или общей поправкой на дрейф и снос.

05щий угол сноса обозначают буквой с. Он представляет со­бой алгебраическую сумму углов дрейфа и сноса, т. е.

с = <х+ р.

Общий угол сноса имеет положительное значение (знак «плюс»), если линия пути отклонена по часовой стрелке от линии истин­ного курса, и отрицательное (знак «минус») в противном случае. Общий угол связывает алгебраически путевой угол и истинный курс судна соотношением

ПУ = ИК + с.

При прокладке пути с учетом совместного действия ветра и течения строят три линии: истинного курса, пути от дрейфа и пути от общего сноса. Линию курса, как и при учете дрейфа, достаточно показать на карте в пределах, соответствующих часовой скорости хода судна. Линии пути от дрейфа и от общего сноса ведут до тех пор, пока действуют оба фактора — ветер и течение. Над линией пути от общего сноса указывают величины КК, (или ГКК и A/7Q и с (либо величины аир раздельно), например

Я/Г = 225°,0(—11,0), с = — 9°,0,

ИЛИ

ИК — 225,0 (— 11,0), « = + 6,0, р = — 15,0-

При совместном действии ветра и те­чения может возникнуть необходимость в решении следующих задач: прямой — оп­ределение пути судна, идущего определен­ным истинным курсом, и обратной — оп- о ределение истинного курса для следования судна по заданному пути. Рис. 81. Графическое

Решая прямую задачу, сначала учтя построение навигацион- только дрейф, рассчитывают промежуточное ного треугольника, направление ПУ_а = ИК+а, которое про­кладывают на карте из исходной точки, и получают линию пути дрейфа. Затем учи­тывают течение, т. е. откладывают по ли­нии пути-дрейфа вектор У_л собственной часовой скорости судна, и, зная элементы течения, строят навигационный треуголь­ник, с которого снимают величины ПУ, с, р и У.

Пример. ИК = 75°,0; а = 6°_л/г; У_л= = 11,7 узла; течение на SSO; V_T = 2,5 уз­ла. Определить ПУ.

Решение. Рассчитываем промежуточное направ­ление

, И К —75°,0 т- а = + 6°,0

ПУ_а = 81°,0.

Проложим это направление и с помощью векторов V_л и V_T построим нави­гационный треугольник (рис. 81), из которого получим ПУ = 93°,0; с = = + 17°,0; Р = +1Г,0; V = 12,4 узла.

Пример. ИК = 11Г.0; а = 5°,0_л/г; V_a = 14,0 узлов; течение по румбу SW; V_T = 3,3 узла. Определить ПУ, с, (5 и V.

Ответ. ПУ = 119°,0, с = —8°; Р = —13°,0; V = 12,4 узла.

Рис. 82. Графическое построение определения ЛУ; Р и V,

я

Для решения обратной задачи сначала учитывают только тече­ние, т. е., исходя из заданных величин путевого угла и элементов
течения, определяют (на карте) способом навигационного треуголь­ника промежуточное направление пути-течения ЯУ_Р. Проведя на карте из исходной точки это направление, снимают с карты угол р. Затем, учтя дрейф, рассчитывают истинный курс ИК=ПУ$— а и величину общего сноса с=а-\-ф=ПУ—ИК-

Пример. ПУ = 55°,0; У_л = 11,0 узлов; течение по румбу 0S0; V_T = 3,0 узла; а = 7°,0_л/г. Определить (5, V, ИК и с.

Решение. Проложив из исходной точки линию заданного пути н сделав построение (рис. 82) , получим промежуточное направление ПУ_Л = 42°,0; 0 = 13°,0; V = 12 узлов. ^Р

Определяем величины И К и с:

ПУ= 42°,0 , о = — 7°,0 или ПУ = 55°, 0 ~ а — -f- 7°,0 р = — 12°,0 ~ ИК = 36°,0

ЯАГ = 36°,0 с = + 19°,0 с = +19°,0

Пример. /7У = 305°,0; а = 4°,0_n/_r; V_a = 15 узлов; течение по румбу OjVO; V_t=- 4,0 узла. Определить (3, К, ЯЛ' и С.

O/neem. 0 = —13°,0; V. = 12,6 узла; ЯК = 296°,0; с = —9°,0.

В приведенных примерах сначала даны или рассчитываются ис­тинные курсы. Практически же штурман имеет дело с компасными величинами. Поэтому учащимся следует решить ряд задач, более близких к реальной обстановке, в которых кроме учета дрейфа и течения требуется учесть склонение и девиацию магнитного ком­паса или поправку гирокомпаса.

Предвычисление показаний лага и времени на момент прихода судна в заданную точку при наличии дрейфа и течения производят так же, как и при плавании только на течении уже рассмотрен­ным способом.

УЧЕТ ЦИРКУЛЯЦИИ СУДНА

Рассматривая прокладку пути судна на карте, мы подразуме­вали, что судно, меняющее курс (рис. 83), ложится с линии курса

в — теоретический; 6 — действительный.

HKi на линию следующего курса Я/Сг (см. рис. 83, а) сразу, т. е. как бы повернувшись вокруг вертикальной оси в точке А. В дейст­вительности же судно, переложив руль в соответствующую сто­
рону, выходит на линию следующего курса в другой точке В, опи­сав между точками А и В кривую (рис. 83, б).

Таким образом, прокладывая линию следующего курса из точ­ки начала поворота, мы совершаем некоторую ошибку, которая будет тем больше, чем больше сам угол поворота на новый курс и чем меньше переложено при этом руля.

Кривая, описываемая центром тяжести судна при руле, выве­денном из прямого положения, называется циркуляцией судна. Циркуляцию требуется учитывать для по­вышения точности счисления, особенно при недостаточной видимости и при про­кладке на картах масштаба 1:1 ООО ООО и более. Это важно для тралящих судов, у которых поворот может занимать расстоя­ние до 12—38 кб и которым иногда бывает нужно возвращаться в начальную точку.

Известно, что центр тяжести судна (точ­ка А, рис. 84) в начале поворота слегка уклоняется в противоположную сторону от перекладки руля, затем совершает поворот в заданную сторону, описывая спираль, которая при выходе судна приблизитель­но на обратный курс приближается к ок­ружности. Продолжающаяся с этого мо­мента циркуляция называется установив­шейся циркуляцией D_yCT. Диаметральная плоскость судна за все время поворота составляет некоторый угол с касательной к циркуляции — угол а, причем нос суд­на обращен внутрь циркуляции.

Расстояние между линией первоначаль­ного курса и диаметральной плоскостью судна при выходе его на обратный курс (т. е. при повороте на 180°) называется тактическим диаметром циркуляции D_a. Время от начала поворота судна и до вы­хода его на обратный курс называется полупериодом, или эволюционным периодом, циркуляции Т_т°-

Длина и тактический диаметр циркуляции находятся в обрат­ной зависимости от угла перекладки руля, а у судов, занятых бук­сировкой, в частности буксирующих трал, — еще и от длины вы­травленных снастей, глубины места и рельефа грунта. Поэтому для траулеров имеют значение способы учета циркуляции и при неизвестном тактическом диаметре, а также способы определения этого диаметра судоводителями.

Рис. 84. Циркуляция судна.

Рис. 85. Графический учет циркуляции судна.

Из приемов учета циркуляции наиболее прост графический. Сделаем допущение, не повлияющее заметным образом на точ­ность прокладки, что судно совершает циркуляцию по дуге пра­
вильной окружности (рис. 85), начав поворот из точки А на И К, судно через некоторое время i вышло в точке В на заданный ИКг- Чтобы найти место точки В на карте, восстановим из точки А пер­пендикуляр к линии курса и в расстоянии, равном радиусу цир­куляции отметим центр циркуляции (точка О). Из него 2

радиусом опишем дугу в направлении поворота судна. Линия курса Я/С₂, проложенная по касательной к дуге циркуляции, оп­ределит в точке касания положение точки В.

В точках А и В (начала и конца поворота) отмечают моменты времени 7\ и Т₂ и отсчеты лага ОЛ₄ и 0Л₂-

Дуга АВ называется длиной пути поворота S_n, а угол, равный разности между старым и новым курсами, — углом поворота а_П.

При повороте вправо а_п = Я/(z—Я/Сг, при повороте влево а_п =

2kR

=ИК\—И К 2,- От величины R„ и а_п зависит величина s„ =-------------------- ¹ я„.

360°

Практически величину S_n можно определить по лагу, как плава­ние 5_Л = (ОЛ2—ОЛ1) Кл, где ОЛ1 и ОЛ₂ отсчет лага в точках Л и В.

Пример. Судно, следуя HKi= 270°,0, находясь в точке А, вмомент Ti = 15 ч 30 мин при OJIi = 23,20 начало поворот и в точке В в момент Г₂= = 25 ч 46 мин при OJI₂= 24,77 легло на ИК₂= 270°,0; #_ц= 6,0 кб; К_а= = 1,00. Определить положение точки В и рассчитать а„ и S_n.

Решение. Сделав построение (рис. 86), найдем положение точки В; а_п= = 270°,0 — 120°,0 150°,0.

2 ■ 3,14 • 6 ^S" = ^ 150=15,7 кб,

OOU

То же и по лагу

24,77 — 23,2= 1,5 мили = 15,7 кб.

Если тактический диаметр циркуляции неизвестен, то, имея лаг с точно определенной поправкой, можно учесть циркуляцию следующим образом (прием М. Н. Андреева). Пусть судно, сле­дуя HKi ^в точке А при ОЛ₁ начало поворот и в точке В при ОЛ₂ легло на ИКг (рис. 87). Проведя перпендикуляры из точек А я В внутрь циркуляции, в точке их пересечения получим центр цир­
куляции О. Угол между этими перпендикулярами будет равен углу поворота а_п, а длина пути поворота определится как плава­ние по лагу S_n=(OJI₂—OJli) К_л.

Проведем из точки В перпендикуляры: ВС — на продолженную линию курса MKi и BD — на линию OA. Если знать величины этих перпендикуляров, ВС=т и BD=n, то можно определить и положение точки В на карте.

Из прямоугольного треугольника OBD видно, что т= R_n sina_n и n=R_a (1— cos a_n).

При этом, если угол а, соответствующий дуге S, выражен в

57 3

градусах, то получим R_n = —— • Подставив это выражение вместо

^ап

R_a в предыдущие формулы, получим значения тип:

57 3 57 3

т =---- '■—S_nsina_nHп =--------- '■—S„(l—cosa_n).

^an ^an

Вычисленные по этим формулам ве­личины тип для различных значений а_п и S_n можно выбрать из специаль­ных таблиц.

Определение элементов циркуляции визуальным способом проще всего в районе мерных линий. Следуя в направ­лении, перпендикулярном секущим'ство­рам (рис. 88), в момент пересечения ближайшего из них А_±А₂ измеряют го­ризонтальный угол ai между этим ство­ром и передним знаком Ri следующего створа. Одновременно включают секун­домер, замечают отсчет лага OJI_t и пе­рекладывают в соответствующую сторо­ну руль, начиная этим циркуляцию. В момент выхода на обрат­ный курс и вторичного пересечения створа AiA₂ измеряют угол о ₂ между этим створом и знаком Вi другого створа, выключают секундомер и замечают отсчет лага 0Л₂-

Диаметр циркуляции рассчитывают по формуле

D_T = d( ctgа₂ — Cfg а_г), где d — расстояние между секущими створами.

мерной линии.

По разности отсчетов лага с учетом К_л рассчитывают путь по­ворота 5„.

Полупериод циркуляции определится разностью между момен­тами Ti пуска и Т₂ остановки секундомера и выразится

Имея радиолокатор, проще определить элементы циркуляции
по расстояниям до ориентира. Для этого, следуя вдоль берега, выбирают на нем предмет, четко выделяющийся на экране. Придя на траверз предмета (рис. 89) и переложив к этому моменту руль для вы­хода на обратный курс, измеряют рас­стояние di до предмета и в этот момент включают секундомер. Описав полуокруж­ность и придя при этом вновь на траверз предмета, переложив к этому моменту руль прямо, измеряют расстояние d₂ до пред­мета и выключают секундомер. Разность расстояний d₂ и ^ выразит диаметр d^ циркуляции, а разность моментов по секундомеру — полупериод циркуляции.

Рис. 90. Определение точности счис­ления.

На судах, имеющих автопрокладчик, тактический диаметр циркуляции можно снять прямо с карты достаточно крупного масштаба.