Классификация современных измерителей скорости судна

Лекция №1.6

Тема: Определение скорости и расстояния пройденного судном.

(в соответствии с рабочей программой дисциплины)

  Время 2 часа.

 

Вопросы выносимые на лекцию

      

      1. Классификация современных измерителей скорости судна.

1. Определение пройденного судном расстояния по относительному лагу.

3. Работа на мерной линии по определению скорости судна и поправки лага.

 

 

Классификация современных измерителей скорости судна.

 

Для определения скорости и пройденного расстояния на судах устанавливают технические средства, которые получили на­звание лагов. Лаги классифицируют по виду измеряемой скорости и по физическим принципам измерения скорости.

Перемещающееся по водной поверхности Земли судно, в общем случае совершает движение и в водной и в воздушной средах. Вод­ные и воздушные массы, кроме того, имеют самостоятельное дви­жение относительно земной коры (дна морей и океанов). Таким об­разом, движение судна - сложное движение. За абсолютную систе­му отсчета в морской навигации принята система, неподвижная от­носительно поверхности Земли, и поэтому перемещение судна от­носительно дна морей и океанов называют абсолютным.

Движение судна относительно водной среды принято считать относительным движением, а перемещение судна за счет движения водных или воздушных масс называют переносным движением. Каждый вид движения характеризуется соответствующим векто­ром скорости – абсолютной Va, относительной Vo и переносной

Vп.При этом  (рис.1).

 

 

Рис.1

 

Современные лаги подразделяются на абсолютные и относи­тельные, исходя из того, какую скорость судна они измеряют.

Существует несколько физических принципов измерения абсо­лютной скорости, из которых в настоящее время на практике реа­лизованы два: измерение абсолютной скорости по доплеровскому сдвигу частот и определение абсолютной скорости по результатам измерения ускорений судна в инерциальном пространстве. Пер­вый принцип реализован в гидроакустических доплеровских лагах. Второй принцип реализован в инерциальных навигационных сис­темах (ИНС).

Наибольшее распространение получили относительные лаги, которые измеряют скорость судна относительно воды, однако не учитывают движения судна вместе с ее массами. Это переносное движение судна судоводителям приходится учитывать отдельно решая задачу графического счисления с учетом течения.

Относительные лаги по физическим принципам измерения скоростей подразделяются на гидродинамические и индукцион­ные (электромагнитные) лаги.

 

 

Рис.2

 

 

Принцип работы гидродинамических лагов (см. рис.2) основан на измере­нии динамического давления воды РД возникающего при движе­нии судна относительно массы воды. Величина этого давления за­висит от скорости судна Vo относительно воды:

 

РД = f(Vo); Vo = F(РД).

Достоинством гидродинамических лагов является относитель­но низкая стоимость при достаточной для практики точности из­мерения скорости. К недостаткам этих лагов относят низкую на­дежность работы на скоростях до трех узлов. Во всех лагах устанавливается интегрирующее устройство, ко­торое по измеренной относительной скорости Vo и времени плава­ния t вырабатывает пройденное судном расстояние относительно воды

Показания измеренной скорости и выработанного пройденно­го расстояния транслируются на репитеры лага - указатели скоро­сти и счетчики пройденного расстояния (СПР), установленные в различных частях судна.

 

 

 

 

Рис.3

 

Принцип работы индукционного лага (см.рис.3)основан на явлении элект­ромагнитной индукции. В таких лагах с помощью специального устройства за бортом судна создается магнитное поле. При движе­нии судна в морской воде как в проводнике наводится электродви­жущая сила Е (ЭДС). Величина ЭДС зависит от скорости судна. Измеряя величину ЭДС, определяют относительную скорость суд­на - скорость судна относительно воды Vo:

Достоинством индукционных лагов является высокая точность работы на всем диапазоне скоростей судна, в том числе и на заднем ходу. Некоторые их модели позволяют измерять скорость судна и в боковом направлении. К основным недостаткам таких лагов отно­сят ненадежность работы в пресной воде, а также подверженность помехам при воздействии на измерительное устройство внешних электромагнитных полей.

 

Рис.4

 

Принцип работы гидроакустического лага (см.рис.4)основан на явлении действия эффекта Доплера, заключающимся в изменении частоты волны переданного и полученного сигнала. Лаг работая как гидролокатор на определенной частоте под известным постоянным углом наклона, излучает импульсы ко дну моря, а по величине сдвига частоты определяется абсолютная скорость судна. Надо отметить, что на глубинах более 300 метров работа такого лага становится не устойчивой, так как приемники начинают принимать сигнал не только от дна моря но и от плотных слоев воды, и появляются помехи.