Морские единицы длины и скорости. Поправка и коэффициент лага. Определение пройденного расстояния по РОЛ

Метрическая система неудобна для измерений расстояний на море, так как в процессе судовождения приходится решать задачи, связанные с измерением углов и угловых расстояний.

Стандартная морская миля соответствует длине минуты меридиана референц-эллипсоида Красовского на широте 44⁰ 18’(1’ = 2ΠR: (360 x 60) = 1852,3m).

Она отличается от значений на полюсах и экваторе всего на 0,5% (+/- 9м).

Одна десятая часть морской мили наз. кабельтов (кб) 1кб = 0,1 мили = 185,2 м

За единицу скорости в морской навигации принят узел (уз) – 1уз = 1 миля/час.

Переход от скорости в (узлах) к скорости в (кабельтовых в минуту) производится по формуле:

V_кб/мин = V_уз/6

При расчетах, связанных со скоростью ветра, и в других случаях используется единица метр в секунду (м/с) – 1м/с = 2уз

Расстояние S_o от некоторого нуля фиксируется специальным счётчиком - лагом, а его мгновенное значение в данный момент наз. отсчётом лага (ОЛ). Пройденное судном расстояние определяется с помощью относительного лага как разность между его последовательными отсчётами (РОЛ) в моменты времени, снятыми со счётчика лага:

РОЛ = ОЛ_i+1 - ОЛ_i

Лаг, как любой прибор, определяет скорость с погрешностью, которая может быть скомпенсирована поправкой лага _DЛ, имеющей обратный знак (выраженная в %) (не более 2-х СКП (СКП = 0,5% или 0,2 узла)).

Она рассчитана по следующим формулам и может иметь как положительный, так и отрицательный знаки:

_DЛ = (S_o – РОЛ)/РОЛ * 100%

_DЛ = (V_o – V_л)/ V_л * 100%

где S_o – фактически пройденное судном расстояние, V_o и V_л – скорости судна относительно воды и показанная лагом.

Вместо поправки часто используют коэффициент лага:

К_л = 1 + _DЛ/100 = S_л/РОЛ

S_л = РОЛ * К_л

Определение скорости и пройденного расстояния:

V_л = (1 + _DЛ /100)* V_o = К_л * V_o

S_л = (1 + _DЛ /100)* РОЛ = К_л * РОЛ

Если скорость постоянная:

S_л = V_л * t

S _л иV _л также можно определить по таблице МТ-75 (п. 4).

Если лаг не работает, то скорость расчитывается по таблице оборотов винта.

Скорость судна и правильность работы лага, то есть поправка лага, определяется на ходовых испытаниях. Поправка лага определяется на мерной линии. Оборудование мерной линии состоит из ведущих створов и секущих, перпендикулярных линии пути.

4. Локсодромия и её свойства. Аналитические выражения для вычисления локсодромического курса и расстояния по географическим координатам. Меркаторская картографическая проекция, её свойства.

Кривую на поверхности Земли, пересекающую все меридианы под одним и тем же углом, наз. локсодромией (греч. «косой бег»). Известная в математике как логарифмическая спираль. Лаксодромия пересекает каждый меридиан много раз, причем широта пересечения локсодромии с данным меридианом последовательно увеличивается. Она спиралеобразно асимтотически стремится к полюсу.

Расстояние между двумя точками на сфере по локсодромии не является кратчайшим и её применение в мореплавании объясняется исключительным удобством использования компасов. На меркаторской карте локсодромия - прямая линия.

Основные свойства локсодромии:

1. Если К = 0 или 180⁰, то очевидно, что локсодромия совпадает с меридианом, то есть с большим кругом. (tgK = 0⁰)

2. Если К = 90⁰ или 270⁰, то локсодромия совпадает с параллелью или экватором, то есть образует малый или большой круг на поверхности сферы. (tgK = ¥)

3. При любых других курсах локсодромия спиралеобразно стремится к полюсу, никогда его не достигая.

Уравнение локсодромии для эллипсоида:

Более краткая запись выглядит так:

,

где V_1,2 – изометрическая широта. 3

Меркаторская проекция относится к классу нормальных цилиндрических равноугольных проекций, в которых параллели нормальной сетки есть параллельные прямые, а расстояние между меридианами пропорциональны соответствующим разностям долгот.

Меридианы и параллели Земного шара, проецируются на касательный цилиндр. При этом длина меридианов не изменится и они станут параллельными друг другу. Параллели же растянутся и станут равными по длине экватору и параллельными ему. Растяжение больше, чем дальше от экватора. При этом длина окружности параллели будет изменяться пропорционально секансу широты. Но проекция еще не равноугольная, надо и меридианы растянуть пропорционально секансу. Такая проекция будет удовлетворять всем требованиям к карте: она равноугольна (углы на местности = углам на карте), локсодромия – прямая линия, масштаб изменяется в малых пределах.

Свойства масштаба на меркаторской карте:

Масштаб проекции меняется при перемене широты, оставаясь постоянным вдоль параллелей. Поэтому главный масштаб указывают по одной из параллелей данной карты. Но, как правило за главную параллель принимают стандартную параллель данного моря или широтного пояса.. Минута широты т.е. 1’ дуги меридиана, есть морская миля, Длина мили зависит от широты места, Меркаторская миля равна экваториальной только на экваторе, в широте 60 гр.2 (sec 60 = 2) и т.д.

5. Классификация карт, используемых в судовождении. Содержание карт. Руководства и пособия для плаванияÜ вопр. №14. Требования конвенции СОЛАС в отношении карт и пособий для плаванияÜ вопр. №11.

Морские карты и другие навигационные пособия на все районы океанов и морей издаются Главным управлением навигации и океанографии (ГУНиО), а в зарубежных странах – гидрографическими службами (департаментами).

Морские карты издаются главным образом в меркаторской проекции (93´68см) и по своему назначению подразделяются на три вида:

Навигационные предназначаются для ведения счисления пути и определения места

судна в море. К морским навигационным картам относятся общенавигационные, радионавигационные, карты внутренних водных путей и т. д.

Специальные предназначены для решения ряда задач судовождения при использовании

особых технических средств. К специальным относятся рулонные. маршрутные карты и т. д.

Вспомогательные и справочные морские карты, под названием которых объединены

различные картографические издания ГУНиО. В эту группу входят: карты-сетки, карты в гномонической проекции для прокладки дуги большого круга, радиомаяков и радиостанций часовых поясов и т. д.

Общенавигационные карты являются основной подгруппой морских карт, обеспечивающих безопасность мореплавания. На них наиболее полно отражается рельеф дна, характер берегов и вся навигационная обстановка (огни, знаки, буи, фарватеры и др.).

В зависимости от масштаба общенавигационные морские карты подразделяются на: Генеральные – изображают океаны, моря или их части в масштабе 1:1 000 000.

Служат для общего изучения перехода, предварительной прокладки.

Путевые – (масштаб от 1:100 000 до 1: 500 000) изображают небольшие части поверхности с подробным нанесением навигационных опасностей. Служат для ведения прокладки и определения места судна.

Частные – (масштаб от 1: 24 000 до 1 : 100 000) Изображают отдельные особо трудные в навиг. отношении районы заливы, проливы, подходы к портам. Частные карты содержат все навигационные подробности.

Планы – (масштаб 1: 25 000) со всеми подробностями изображают бухты, рейды, гавани, порты

Все карты и пособия имеют свой номер, который наз. адмиралтейским.

Номера карт состоят из пяти цифр, которые означают:

первая – океан или его часть (1 – Северный Ледовитый Океан, 2 и 3 – Северная и Южная часть Атлантики (Средиземное море), 4 – Индийский Океан, 5 и 6 – Южная и Северная часть Тихого Океана),

вторая – масштаб карты (его знаменатель), (0 – 1млн. и мельче, 1 – 500 тыс., 2 – от 200 до 150 тыс., 3,4 – от 100 до 150 тыс., 5,6 – то 35 до 75 тыс., 7 – резерв, 8,9 – 25 тыс. и крупнее),

третья – район моря, в пределах которой находится карта,

четвёртая и пятая – порядковый номер в данном районе.

3,4 и 5-я цифры для генеральных карт – их порядковый номер в данной части океана.

Вспомогательные и справочные навигационные морские карты и карты-сетки имеют номера, перваяцифра –всегда 9. Вторая цифра – океан или его часть; третья цифра – масштаб; четвёртая и пятая являются порядковыми номерами карты в океане.

Для подбора карт и пособий издаётся специальный «Каталог карт и книг».

Дополнительно к картам издаются различные пособия и справочники, из которых можно почерпнуть много полезных, необходимых сведений. К таким пособиям можно отнести руководства для плавания (лоции), в которых собраны все необходимые для мореплавателя сведения, включая рекомендованные пути и советы по ориентировке при плавании вблизи берегов. (вопр. №14,11)

6. Способность определения дрейфа судна. Учёт дрейфа и течения при счислении, точность счисления.

Дрейф – снос судна с линии курса под совместным действием ветра и вызванного им волнения. Направление ветра определяется по той точке горизонта, откуда дует ветер (ветер дует в компас) и выражается в румбах или градусах. Говоря об определении и учёте дрейфа, под термином «дрейф» будем понимать результирующее отклонение судна с линии истинного курса. Угол a заключенный между линией ИК судна и ПУ, наз. углом дрейфа (путевым углом a). При смещении линии пути вправо a (+), при смещении влево a (-).

ПУa = ИК + (+\-) a;

Дрейф возникает под воздействием силы давления набегающего потока воздуха на надводную часть судна. Скорость и направление этого потока соответствует вектору скорости кажущегося (наблюдаемого) ветра.

,

где n- вектор скорости истинного ветра; V – вектор скорости судна; W – вектор скорости кажущегося ветра.

Угол дрейфа можно определить:

- по кильваторной струе

- из личного опыта

- по таблицам или номограммам

-

по ф-ле Дёмина

где W – скорость, q – КУ кажущегося ветра, V - скорость в узлах, k – коеф-т дрейфа (зависит от осадки судна),

Наиболее надежно угол дрейфа может быть определен путем сравнения действительного пути судна, полученного по обсервациям, с истинным курсом. Соединив обсервованные точки получают линию действительного перемещения судна, т.е. линию пути при дрейфе. Угол между линией пути и проложенной на карте линией ИК соответствует углу дрейфа.

Угол дрейфа может быть получен также путем пеленгования свободного плавающего предмета.

Иногда применяют приближенный способ путем измерения угла между кильватерной струей и диаметрально плоскостью судна. Для этого ставят визир пеленгатора параллельно кильватерной струе. Отклонение визирной плоскости от диаметральной плоскости судна укажет величину угла дрейфа.

При прокладке с учетом дрейфа возникают две задачи:

прямая – заключается в расчете ПУa по известному КК судна. При наличии угла дрейфа рассчитывается и прокладывается на карте

ПУa = ГКК + DГК + a

Пройденное по лагу расстояние Sл откладывается по линии пути, так как лак при a < 10⁰ дрейф учитывает. Если же a > 10⁰, то по линии пути откладывается расстояние

S = Sл´seca

обратная – в расчете КК по известному ПУa, когда требуется рассчитать ГКК, направление ПУ снимают с карты, после чего:

ГКК = ПУa - a - DГК

Для нахождения счислимой точки в момент траверза ориентира следует рассчитать ИП = ИК +\- 90⁰ и линию пеленга провести до пересечения с линией пути.

Течения делятся на – постоянные, периодические (приливо - отливные, ветровые), временные (от сильных ветров, колебаний уровня моря, атм. давления, стока вод с материка).

Сведения о течениях можно выбрать из Атласов течений, лоций, навигационных карт.

Угол b – заключенный между линиями ИК и ПУ наз. углом сноса (b); он (+), если ПУb > ИК, и (-), если ПУb < ИК. Для ведения счисления необходимо знать угол b и истинную скорость V. Тогда:

ПУb = ИК + b

Совместный учет дрейфа и течения, прямая и обратная задачи. Общий угол сноса.

Прямая задача: После исправления КК к нему алгебраически прибавляют угол дрейфа. Полученный ПУ прокладывают на карте. По линии ПУ откладывают лаговую скорость Vл (разность отсчетов лага за час, исправленную поправкой лага) или скорость по оборотам Vоб и далее строят скоростной треугольник.

Дано: КК, a 1) Кл = 1 + (Dл / 100)

2) d + d = DМК + КК = ИК + a = ПУa прокладываем на карте

3) Строим скоростной треугольник из которого определяем ПУ

4) ПУ - ПУa = b + a = с

5) ОЛ2 - ОЛ1 = РОЛ ´ Кл = S откладываем и.т.д.

Обратная задача: От точки начала учета суммарного сноса откладывают вектор течения и от его конца делают засечку на линии ПУ раствором циркуля, равным Vл или Vоб. Таким образом получают скоростной треугольник на течении, затем проводят от начальной точки параллельно вектору скорости Vл или Vоб линию ПУ, величину которого снимают с карты, Затем от ПУa вычитают алгебраически угол дрейфа и получают КК, после чего переводят ИК в КК для задания его рулевому.

Дано: ПУ 1) Сначала строим скоростной треугольник, находим из него ПУa, далее рассчитываем b = ПУ - ПУa, затем с = b + a после чего определяем ИК и.т.д.

1) ПУ - ПУa = b + a = с

2) d + d = DМК

3) ИК - d = МК - d = КК надписываем на карте

4) t = S / Vл

5) ОЛ4 = ОЛ3 + S и.т.д.

Учёт дрейфа при использования автоматического счисления координат сводится к введению дополнительной поправки курса, равной углу дрейфа судна. Для этого на приборе устанавливается поправка курса _DКл, равная алгебраической сумме поправки компаса и угла дрейфа: