Поправка компаса и способы ее определения 1 страница

Поправка гироскопического компаса и ее знак определяются по формулам:

ИК = КК_мк + ΔМК
ИП = КП_мк + ΔМК

Пример 1. С карты снято d = —4,5°; КК_мк = 217,0°; девиация, выбранная иэ таблицы, δ = +1,8°. Рассчитать величину и знак Δ МК.
Решение. Δ МК = - 4,5° + 1,8° = - 2,7°.

Пример 2. С корабля, идущего КК_мк = 70,0°, был измерен компасный пеленг на маяк КП_мк = 44,5°. Для прокладки на карте необходимо знать ИП на маяк.

Решение. На КК выбираем из таблицы выше девиацию: δ = — 1,5°, а склонение снимаем с карты, на которой оно приведено к году плавания: d = — 2,4°.
Находим Δ МК = d + — 3,9°; ИП = КП_мк + ` МК = 44,5° + (- 3,9°) = 40,6°.

Поправка компаса независимо от его типа определяется из наблюдений путем сравнения истинный направлений (курсов и пеленгов) с наблюденными компасными (или обратными компасными) направлениями:

Δ МК = ИП - КП_мк
Δ МК = ОИП - ОКП_мк
Δ МК = ИК - КК_мк
Δ ГК = ИП - КП_гк
Δ ГК = ИК - КК_гк (32)

При пользовании магнитным компасом, когда определить его поправку на данном курсе путем непосредственных . наблюдений не представляется возможным, последняя вычисляется по формуле (30) на основе рассчитанного для года плавания магнитного склонения и выбранной из таблицы на заданный компасный курс девиации.
В практике кораблевождения могут быть применены следующие способы определения поправки компаса:
— по пеленгу створа, истинное направление которого известно;
— по пеленгу ориентира, место которого нанесено на карту;
— по сличению с другим компасом, поправка которого известна;
— по пеленгу небесного светила.

Определение поправки компаса по пеленгу створа. Этот способ определения поправки компаса наиболее прост. Сущность способа состоит в том, что в момент пересечения створа производится измерение компасного или обратного компасного (при пользовании магнитным компасом) пеленга створа. Поправка компаса при этом получается из сравнения истинного направления линии створа с его измеренным компасным направлением (смотрите рисунок):

Δ ГК = ИП - КП_гк

Δ МК = ОИП - ОКП_мк

Значения истинных и обратных истинных направлений створов (ИП, ОИП) обычно показываются на морских картах вдоль линии створов. Истинные направления створов указываются также и в лоциях. В отдельных случаях, когда направление створа на карте не показано, его можно легко измерить с помощью транспортира и линейки.
Для повышения точности измерения компасного пеленга рекомендуется с приближением к створу удерживать в плоскости визирования задний створный знак и внимательно наблюдать за приходом на линию визирования переднего знака. В момент, когда знаки (маяки) состворятся, то есть окажутся на одной линии, замечается отсчет компасного пеленга. Если корабль пересекает последовательно несколько створов,, то повторные наблюдения на других створах и последующие вычисления поправки компаса на всех пересеченных створах дадут возможность повысить надежность и точность определения поправки компаса. Наиболее вероятное значений поправки компаса в этом случае рассчитывается как среднее арифметическое из результатов всех наблюдений. При необходимости определить вместе с общей поправкой и девиацию магнитного компаса последняя может быть рассчитана следующим образом. С карты снимается значение магнитного склонения для района, где производится определение поправки компаса. Затем по рассчитанной из наблюдений общей поправке компаса и магнитному склонению находится девиация по формуле

δ = Δ МК - d.

Определение поправки компаса по пеленгу ориентира, место которого нанесено на карту. Сущность этого способа состоит в сравнении истинного пеленга на отдаленный предмет с измеренным на него компасным пеленгом. Для этого необходимо, чтобы места корабля и наблюдаемого объекта (т. е. их координаты) в момент наблюдений были известны. Истинный пеленг с корабля на маяк может быть рассчитан (при известных координатах того и другого) аналитически или снят непосредственно с карты крупного масштаба, компасный пеленг измеряется с помощью компаса. Тогда определяемая поправка компаса найдется по формулам

Δ МК = ОИП - ОКП_мк— для магнитного компаса
и
Δ ГК = ИП - КП_гк —для гироскопического компаса.

Вследствие того что место наблюдаемого ориентира, как правило, бывает известно с высокой точностью, ошибка в определяемой поправке компаса зависит главным образом от того, насколько точно известно мести корабля, т. е. его координаты. Поэтому рассматриваемый способ определения поправки компаса применяется чаще всего при стоянке корабля в гавани или на рейде, когда место корабля может быть определено высокой точностью. На ходу этот способ может быть применен лишь в том случае, когда имеется реальная возможность определить свое место с ошибкой, не превышающей 25 - 50 метров.

Выбор достаточно удаленного ориентира, когда определение поправки компаса осуществляется с якорного места, должен производиться с таким расчетом, чтобы изменение пеленга за счет разворачивания корабля на якорной цепи не превышало допустимой ошибки в определяемой поправке компаса. Принимая допустимую ошибку определения пеленга m_п = ± 0,2° и радиус окружности разворота корабля на якорной цепи r = 50 м, найдем минимальное расстояние Д_min от корабля до наблюдаемого ориентира, при котором возможно применять этот способ определения Δ К:

D_min = r * ctg m_п = r / tg m_п = r / m_п *arc 1° = 50 * 57,3° / 0,2° = 8 миль.

Следовательно, чтобы определить с ошибкой, не превышающей m_п = ±0,2° поправку компаса с якорной позиции по отдаленному ориентиру, нужно последний выбирать на расстоянии не менее 8 миль от места корабля.
Если почему-либо компасный пеленг измерить не представляется возможным, но может быть измерен КУ на него, то искомый КП может быть рассчитан по формуле

Определение поправки компаса по сличению показаний двух курсоуказателей. Поправка компаса может быть определена путем сличения его показаний с показаниями другого компаса, поправка которого известна. Сущность способа состоит в том, что в один и тот же момент по сигналу замечаются курсы по обоим компасам. После наблюдений показания второго компаса исправляются его поправкой и из сравнения рассчитанного истинного курса с наблюденным компасным курсом исследуемого компаса находится искомая поправка

КК_гк + ΔГК = ИК;
ИК - КК_мк = ΔМК
Δ МК = (КК_гк - КК_мк) + Δ ГК

Разность одновременно замеченных показаний курсов двух компасов (КК_гк - КК_мк)называется сличением.
Таким образом, определяемая поправка компаса равна сличению плюс поправка компаса, с которым производится сличение. В примере приведен порядок определения Δ МК по сличению с ГК, хотя в принципе сличать можно показания любых курсоуказателей. Важно лишь, чтобы поправка одного из них была известна. Чаще этим способом определяется поправка магнитного компаса.

В практике кораблевождения при определении (вычислении) направлений приходится решать задачи двух типов:
— по известным компасным направлениям определять для дальнейшего использования в прокладке истинные направления;
— по заданным (снятым с карты) истинным направлениям рассчитывать соответствующие им направления по компасу.
С первой задачей штурман встречается чаще всего при прокладке на карте курсов и пеленгов по результатам наблюдений. Вторая задача соответствует случаям, когда требуется рассчитать для рулевого курс по компасу, удерживая который корабль будет следовать по заданному истинному курсу. Такую же задачу приходится решать, когда требуется рассчитать, например, компасный пеленг на ориентир, соответствующий месту начала поворота корабля на новый курс. Решение задач первого типа иногда называют исправлением направлений или исправлением румбов, решение задач второго типа называют переводом направлений или переводом румбов. Расчет истинных направлений производится по формулам, а при необходимости строится чертеж. Все необходимые для этого формулы выведены в предыдущих параграфах. При решении задач магнитное склонение, девиацию и поправку компаса следует рассматривать как соответствующие поправки, которыми должны быть исправлены неверные, т. е. содержащие ошибки, направления для получения верных, истинных направлений.

Полезно запомнить, что для получения верной величины поправку следует придать с ее знаком к неверной (содержащей ошибку) величине. Применительно к рассматриваемым нами категориям верными надо считать истинные направления относительно магнитных и компасных, магнитные направления—относительно компасных. Для исправления компасного курса и компасного пеленга, наблюденных по гироскопическому компасу (репитеру), достаточно придать к ним поправку гирокомпаса и будут получены исправленные истинный курс и истинный пеленг:

ИК = КК_гк + Δ ГК
ИП = КП_гк + Δ ГК

Для исправления компасного курса и компасного пеленга, наблюденных по магнитному компасу, необходимо, во-первых, из таблицы выбрать девиацию (на аргумент КК), а с карты снять магнитное склонение. Придав девиацию и склонение к наблюденным компасным курсу и пеленгу, получают исправленные (истинные) курс и пеленг:

ИК = КК_мк + d + δ = КК_мк + Δ МК;
ИП = КП_мк + d + δ = КП_мк + Δ МК.

Нужно твердо запомнить, что при расчете истинных направлений аргументом для выбора девиации из таблицы служит только компасный курс, так как девиация магнитного компаса зависит от компасного курса. При исправлении компасных (или обратных компасных) пеленгов девиацию из таблицы надо выбирать на тот компасный курс, которым следовал или на котором находился корабль, когда измеряли пеленг,
Чертеж вычерчивается в такой последовательности. Проводится прямая N_k - S_k, обозначающая компасный меридиан, на котором выбирается произвольная точка K — место компаса на корабле. Через выбранную точку на глаз под углом, равным компасному курсу относительно компасного меридиана, проводят линию курса корабля. Под углами, равными выбранной из таблицы девиации и известному склонению, учитывая их знаки, проводят магнитный и истинный меридианы. Отыскание после таких построений магнитных и истинных направлений по выполненному чертежу не составит особого труда.
Построение чертежа рекомендуется начать с проведения линии компасного меридиана. Это пригодно для случаев, когда в качестве заданных величин даны компасные направления, В других случаях построение чертежа следует начинать с того меридиана, положение которого задается курсом или пеленгом.
Переход от истинных направлений к направлениям относительно компасного или магнитного меридиана осуществляется таким образом. По известному истинному курсу и склонению рассчитывают магнитный курс. С найденным магнитным курсом входят в таблицу девиации и из нее выбирают девиацию магнитного компаса по аргументу МК, так как КК является искомым.
По рассчитанному магнитному курсу и выбранной из таблицы девиации находят искомый компасный курс. При расчетах, не требующих высокой точности, можно ограничиться выбором девиации, как сказано выше, на магнитный курс. В этом случае мы заведомо допускаем некоторую ошибку, так как выбранная девиация не будет точно соответствовать найденному компасному курсу. Для повышения точности решения задачи можно рекомендовать применение метода последовательных приближений. Суть этого метода применительно к рассматриваемой задаче состоит в следующем. С выбранной на магнитный курс приближенной девиацией рассчитывается приближенный компасный курс. На этот приближенный компасный курс из таблицы выбирается уточненная девиация. По уточненной девиации и известному магнитному курсу рассчитывается уточненный компасный курс, который затем можно вновь использовать для выбора более точной девиации. Обычно последующие приближения излишни, так как они улучшат результат не более чем на 0,1—0,2°.
Составление чертежа, иллюстрирующего задачу на расчет направлений, начинается с нанесения на плоскость чертежа линии N_и - S_и, обозначающей истинный меридиан, затем строятся относительно нее линии курса и пеленга; построение заканчивается отысканием на чертеже компасных и магнитных направлений. Основа верного построения чертежа состоит в правильном нанесении на чертеж магнитного и компасного меридианов по найденному магнитному склонению и девиации магнитного компаса.

Пример 1. КК_мк = 104,0°, d = + 6,6°, δ - из таблицы. Рассчитать ИК.

Решение. ИК = КК_мк + d + δ = 104,0° + (+ 6,6°) + (- 3?5°) = 107,1°.

Пример 2. ИК= 216,0°, d = — 5,4°, δ — из таблицы. Рассчитать КК_мк

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ХОДА, ПРОЙДЕННОГО КОРАБЛЕМ РАССТОЯНИЯ И ПОПРАВКИ ЛАГА

§ 17. Определение пройденного кораблем расстояния по скорости хода и продолжительности плавания

Таким образом, способы определения скоростей хода корабля на мерной линии отличаются один от другого лишь средствами и приемами измерения длины линии пробега.
Наиболее точно скорости хода определяются на мерной линии, оборудованной несколькими параллельными секущими створами, чувствительность которых обеспечивает точную фиксацию моментов их пересечения. Направление линии пробега, на некоторых полигонах обозначается ведущим створом (рисунок) или рядом вех. Расстояние вдоль линии пробега между секущими створами определяется на основе точных геодезических работ. .
Для определения скорости хода на мерной линии корабль ложится на курс по компасу с расчетом идти вдоль линии вех или створа перпендикулярно секущим створам и развивает заданное число оборотов движителей. В момент пересечения первого секущего створа запускаются секундомеры и с приходом корабля на следующий створ секундомеры останавливаются. По продолжительности пробега t и его длине S рассчитывается скорость хода корабля V в узлах на данном галсе по формуле

V = S * 3600 / t (34)

где S — длина пробега в милях; t — время пробега в секундах.
В вычисленной по формуле (34) скорости, как правило, содержится некоторая ошибка за счет .влияния действующего в районе мерной линии неучтенного течения. Для исключения влияния течения на каждом режиме движения делается не один пробег, а два, три или четыре. При постоянном течении (когда его скорость и направление сохраняются во время испытаний неизменными) делаются два пробега на взаимно противоположных галсах. По результатам измерений на двух пробегах скорость хода, свободная от влияния постоянного течения, рассчитывается по формуле

V = (V₁ + V₂ ) / 2 (35)

В тех случаях, когда скорость хода требуется определить с повышенной точностью или имеются основания предполагать, что скорость течения в районе полигона изменяется неравномерно, необходимо делать четыре пробега (поочередно в прямом и обратном направлениях). При этом средняя скорость, свободная от влияния течения, и соответствующее ей число оборотов рассчитываются по формулам:

V = (V₁ + 3V₂ + 3V₃ + V₄ ) / 8 (39)
N = (N₁ + 3N₂ + 3N₃ + N₄ ) / 8 (40)

Для определения скорости хода и пройденного кораблем расстояния пользуются главным образом гидродинамическими лагами, действие которых основано на принципе измерения гидродинамического давления, возникающего от движения корабля и изменяющегося соответственно изменению скорости его хода.
Приемное устройство гидродинамического лага имеет два канала, по одному из которых в чувствительный элемент передается статическое давление, зависящее только от осадки корабля, а по другому—суммарное давление, включающее, кроме статической составляющей, составляющую динамического давления, зависящую от скорости движения корабля. Давление воды по обоим каналам приемного устройства поступает в чувствительный элемент, представляющий собой камеру, разделенную диафрагмой на две полости—нижнюю и верхнюю. Нижняя полость камеры соединена трубопроводом с каналом, принимающим суммарное давление, а верхняя — с каналом приема статического давления.
Когда корабль стоит без хода, давление в нижней полости камеры уравновешивается давлением в ее верхней полости, так как в обе полости поступает статическое давление, обусловливаемое осадкой корабля, и диафрагма остается неподвижной. При движении корабля в нижней полости камеры чувствительного элемента лага образуется избыточное давление, пропорциональное квадрату скорости хода, которое преобразуется в механическое усилие, приводящее в действие компенсационное устройство лага, вырабатывающее значение скорости хода в узлах.
Величина пройденного расстояния как функция скорости и времени вырабатывается в лаге интегрирующим механизмом.
Другим типом лагов, принципиально отличающимся от гидродинамических, являются вертушечные лаги, в качестве чувствительного элемента которых используется вертушка, выстреливаемая под днище корабля. При движении корабля встречный поток воды давит на лопасти вертушки и заставляет ее вращаться. Число оборотов, совершаемое вертушкой, пропорционально проходимому кораблем расстоянию. Вращение вертушки передается на специальный счетчик, который отмечает число оборотов вертушки и преобразовывает его в пройденное кораблем расстояние. Шкала счетчика пройденного расстояния градуируется в морских милях. При помощи специального счетно-решающего механизма пройденное расстояние перерабатывается в скорость, которая показывается на счетчике в узлах.
Гидродинамические и вертушечные лаги, как это следует из краткого их описания, показывают пройденное кораблем расстояние относительно воды. Перемещения самой массы воды эти лаги не учитывают.
Пройденное кораблем расстояние S_л получают по лагу как разность двух отсчетов (ол₂ - ол₁) соответствующих моментам наблюдений T₂ и T₁. Независимо от конструкции любой лаг показывает пройденное расстояние и скорость хода корабля с некоторой погрешностью. Погрешность показаний пройденного расстояния носит относительный характер и накапливается пропорционально проходимому расстоянию. Величина этой погрешности при разных скоростях хода корабля различная.
Для компенсации погрешности показаний лага при расчете пройденного кораблем расстояния необходимо в разность показаний (разность отсчетов лага рол = ол₂ — ол₁) вводить поправку лага. Поправкой лага называется численное значение погрешности показаний счетчика пройденного кораблем расстояния, взятой с обратным знаком и выраженной в процентах от разности отсчетов лага.
На основании приведенного определения поправку лага Δ_л в процентах можно выразить математически следующей формулой 41: