Влияние маневрирования судна на гирокомпас - Оценка эксплуатационных характеристик и точности навигационных параметров технических средств судовождения
Судно во время плавания может изменять параметры своего движения (курс и скорость), что приводит к появлению ускорений и обусловленных ими сил инерции. В результате чувствительный элемент гирокомпаса подвергается воздействию моментов сил инерции, которые выводят его из положения равновесия. Погрешности, появляющиеся при маневрировании судна вследствие указанных выше причин, называются инерционными.
На работу гирокомпаса типа "Курс" оказывают влияние девиации первого и второго рода.
Инерционная девиация первого рода - это угол, на который отклонится главная ось гиросферы в результате действия сил инерции, вызванных маневрированием, на устройство, превращающее свободный гироскоп в гирокомпас (для ГК "Курс" - на пониженный центр тяжести).
Инерционное перемещение первого рода - это угол, на который отклонится главная ось гиросферы в результате действия сил инерции на устройство, превращающее свободный гироскоп в гирокомпас (на пониженный центр тяжести) за время действия ускорения
Пример инерционной девиации первого рода и инерционного перемещения первого рода показаны на рисунке ниже:
Как видно из рисунка, связь между инерционной девиацией первого рода и инерционным перемещением первого рода можно представить формулой:
Используя исходные данные, рассчитаем величину инерционной девиации первого рода у гирокомпаса типа "Курс" на конец маневра:
Построим график характера движения чувствительного элемента ГК "Курс" и гирокомпасного меридиана при маневрировании судна для случаев при движении судна с заданными исходными параметрами.
- 1. Наносим на рисунок плоскость горизонта, истинный меридиан и - угол отклонения главной оси гиросферы от плоскости горизонта. Для северной широты главная ось гиросферы приподнята над плоскостью горизонта, а для южной широты - опущена за плоскость горизонта, что видно из формулы, (для S широтsinц< 0, значит вr< 0; для n широтsinц> 0, значит вr> 0). 2. Определяем положение гиросферы до маневра. Так как, перед маневрированием судно имело какую-то скорость (в нашем случае V1 = 13 уз), двигаясь ГКК= 1450, то в показаниях гиросферы будет присутствовать скоростная девиация, т. е. главная ось гиросферы будет находиться не в плоскости истинного меридиана (точка 1), а в гирокомпасном меридиане (Nточка 2),положение которого определяется величиной и знаком скоростной девиации () до маневра судна. Для нашего примера скоростная девиация до маневра имеет знак плюс. Поэтому главная ось гиросферы будет отклонена к Eна угол перед маневрированием судна. Т. к. имеет знак минус и <, то новый гирокомпасный меридиан будет отклонен к w на угол, меньший чем в предыдущем случае 3. определяем положение гиросферы, которое она должна занять после окончания маневра. так как после завершения маневрирования судно изменило параметры своего движения (v2 = 22уз, гкк2 = 0300), главная ось гиросферы должна переместиться в новый гирокомпасный меридиан (n), т. е. в точке 3.
Однако на конец маневра главная ось гиросферы "обгонит" новый гирокомпасный меридиан (N) и на конец маневра окажется в меридиане N (точка 4). Это происходит вследствие того, что в широте маневрирования ниже расчетной период незатухающих колебаний гирокомпаса будет меньше, чем в расчетной широте (что видно из формулы ), соответственно угловая скорость прецессии главной оси гиросферы будет больше угловой скорости движения нового гирокомпасного меридиана (т. к. ). Если бы плавание происходило в широте выше расчетной, то наблюдалась бы противоположная ситуация ( главная ось гиросферы на конец маневра не дошла бы до нового гирокомпасного меридиана, т. к. угловая скорость прецессии гиросферы была бы меньше угловой скорости движения нового гирокомпасного меридиана). При маневрировании судна в расчетной широте инерционная девиация первого рода будет отсутствовать, и главная ось гиросферы на конец маневра окажется в новом компасном меридиане. Это объясняется тем, что в данной широте соблюдается условие апериодического (бесколебательного) перехода. Для ГК "Курс" расчетная широта равна 60°.
Затем, при включении масляного успокоителя, главная ось гиросферы затухающими колебаниями, в плоскость новогогирокомпасного меридиана (N, точка 3). Начальная траектория движения гиросферы пойдет вниз, т. к. на конец маневра главная ось гиросферы оказалась к западу от нового гирокомпасного меридиана. Восточная часть плоскости горизонта в результате суточного вращения Земли опускается. Следовательно, ось гиросферы пойдет вниз относительно плоскости горизонта.
Далее на рисунке обозначим углы, характеризующие инерционную девиацию первого рода () и инерционное перемещение первого рода (B).
Инерционная девиация второго рода - это угол, на который отклоняется главная ось гиросферы при маневрировании судна в результате действия сил инерции на устройство, обеспечивающее демпфирование незатухающих колебаний гиросферы (в ГК "Курс" - на масляный успокоитель).
Построим график характера движения главной оси гиросферы и нового гирокомпасного меридиана в случае инерционной девиации 2-ого рода для выше принятых параметров маневрирования. Поскольку в рассматриваемом случае маневрирование происходит не в расчетной широте, то мы будем иметь дело с суммарной инерционной девиацией (т. е. будет присутствовать инерционная девиация и первого, и второго рода). Момент, вызванный пониженным центром тяжести и момент от перетекания жидкости направлены в противоположные стороны, поэтому угловая скорость перемещения главной оси гиросферы будет меньше, чем перемещение плоскости нового гирокомпасного меридиана (щвкл = (Lм - Lж. у.)/Н). В связи с этим главная ось гиросферы на конец маневра не будет доходить до нового гирокомпасного меридиана независимо от широты маневрирования. Так как плавание происходит в широте ниже расчетной, то и будут иметь разные знаки, и суммарная инерционная девиация будет частично компенсироваться.
В данном случае положение гирокомпасных меридианов будут такими же, как в случае без использования масляного успокоителя, но положение оси гиросферы на конец маневра будет к западу от нового гирокомпасного меридиана (для наглядности положения гирокомпасных меридианов на рисунке изменены). Вследствие того, что избыток в одном из сосудов на конец маневра сохраняется, постепенно убывая, то и момент от этого избытка также будет существовать некоторое время. За счет этого ось гиросферы начнет отходить от нового гирокомпасного меридиана в ту сторону, где она находилась до маневра, а затем затухающими колебаниями приходить в плоскость нового гирокомпасного меридиана. Начальная траектория движения главной оси гиросферы пойдет вниз, т. к. ось гиросферы на конец маневра оказалась в западной части плоскости горизонта (точка 4) относительно нового гирокомпасного меридиана (а западная часть плоскости горизонта поднимается в результате суточного вращения Земли)
Рассмотрим влияние маневрирования на ГАК "Вега". Возникающие во время ускорения воздействуют на индикатор горизонта, который вырабатывает дополнительный сигнал, пропорциональный северной составляющей ускорения. Этот сигнал приведет к появлению дополнительных управляющих моментов, которые будут действовать в течение всего времени влияния ускорения и в результате приведут к отклонению гироскопа от положения равновесия, в котором он находился до начала маневрирования. По окончании влияния ускорения чувствительный элемент, совершая затухающие колебания, начнет возвращаться в прежнее положение равновесия. Возникающие при этом погрешности называются инерционными девиациями.
Используя исходные данные, рассчитаем величину инерционной девиации у гироазимуткомпаса "Вега" по формуле
;
Рассмотрим характер движения чувствительного элемента ГАК "Вега". Широтная и скоростная девиации скомпенсированы корректирующими моментами, следовательно, главная ось гиросферы до маневра будет находиться в плоскости горизонта. В результате маневра судно изменило курс и уменьшило скорость. Согласно заданным параметрам движения инерционная девиация будет со знаком минус, поэтому после маневра главная ось гиросферы будет в западной части плоскости горизонта.
Поскольку данный гирокомпас является корректируемым, и коррекция осуществляется непрерывно, без запаздывания, на основе точной информации о широте и скорости судна, положением главной оси гиросферы после маневра судна будет являться меридиан N(точка 2). То есть в данном случае инерционное перемещение и есть инерционная девиация. Так как главная ось гиросферы под действием горизонтального момента оказалась в западной части плоскости горизонта, которая в результате суточного вращения Земли поднимается, то она получит наклон вниз относительно плоскости горизонта. Момент по вертикальной оси также будет оказывать на гиросферу такое же воздействие. По окончанию маневра, когда исчезнет отклоняющая сила инерции, маятник достаточно быстро возвратится в исходное (вертикальное) положение благодаря суммарному наклону главной оси гиросферы. В этом случае по сигналу ИГ будут формироваться вертикальный и горизонтальный моменты противоположного направления, за счет которых гиросфера затухающими колебаниями возвратится в плоскость меридиана (N), то есть в положение до маневра.
Таким образом, главным отличием в движении главной оси чувствительного элемента у гирокомпасов "Курс" и "Вега" является то, что в ГК "Вега" постоянно поступает информация о широте и скорости судна, вследствие чего устраняются скоростная и широтная девиации на самом ЧЭ (а не в репитерах, как у ГК "Курс"), и главная ось гиросферы до маневра и через некоторое время после него находится в плоскости истинного меридиана. В ГК "Курс" корректирующих моментов нет, поэтому главная ось ЧЭ до маневра находится в одном гирокомпасном меридиане, а после маневра (после погашения инерционной девиации включением масляного успокоителя) переходит в другой гирокомпасный меридиан, и нахождение в плоскости истинного меридиана является редким частным случаем.
Похожие статьи
-
Влияние стационарного режима движения судна на параметры гирокомпаса При движении судна с постоянными скоростью и курсом изменяются такие параметры...
-
Курсовая работа по дисциплине "Технические средства судовождения" выполняется в соответствии с учебным планом специальности 180402.65 "Судовождение" на...
-
Задание 2.1 Произвести оценку возможной погрешности в определении места судна, полученного способом пеленгования двух береговых ориентиров в условиях,...
-
Для расчета эксплуатационных показателей работы судов на линии необходимо рассчитать натуральные показатели экстенсивного и интенсивного использования...
-
Оценка ширины полосы движения судна - Навигационная проработка рейса морского судна
Таблица 4.7 Расчет ширины проводки судна Обозначение Оцениваемый параметр Значение аргументов Числ. знач. аргументов Лимитирующий участок от проходного...
-
В настоящее время большинство судов мирового флота оснащено гирокомпасами, в конструкции которых не предусмотрены какие либо устройства для вычисления и...
-
13. Уголь принимается от железных дорог только маршрутами одной марки, а антрациты - не более четырех марок в маршруте. Прием маршрутов с углем...
-
Таблица 1. Характеристика участков водных путей № п. п. Участок водного пути Протяженность учас тка, км Условия плавания Коэффициент задержек в пути (в...
-
Цель курсовой работы - экономическое обоснование создания оптимальных условий плавания для работы судов (составов) на внутренних водных путях. Основная...
-
Оценка погрешности навигационного гиротахометра - Расчет девиации гирокомпаса и магнитного компаса
Навигационный гиротахометр - это гироскопический прибор, с помощью которого определяется угловая скорость (?z) поворота судна, например при...
-
Прежде чем приступить к эксплуатационно-экономическим расчетам, необходимо проверить эксплуатационно-техническую характеристику судна. Таблица 3...
-
В качестве критерия для выбора оптимальных габаритов судового хода для работы судна на линии принято минимальное значение себестоимости перевозок,...
-
Для создания оптимальных условий работы судна на линии определяется объем грунта, который должен быть извлечен для создания судоходной прорези,...
-
Себестоимость перевозок по методу элементных ставок: - себестоимость i-й стояночной операции, руб/т - себестоимость движенческой операции, руб./ткм L -...
-
3. Запрещается прием к перевозке самонагревшегося угля с температурой свыше 35°С при сроке доставки более 15 суток и с температурой свыше 40°С во всех...
-
11. Управление судном - Теория, устройство судна и техническое обслуживание
"Топовый огонь" представляет собой белый огонь, расположенный в диаметральной плоскости судна, освещающий непрерывным светом дугу горизонта 225 градусов...
-
Ходкость - Характеристики судна
Способность судна двигаться в окружающей среде с заданной скоростью при определенной мощности главных двигателей и соответствующем движителе называется...
-
В связи с тем что у m/v "BBC Kongo" осадка в полному грузу составляет 6,5 метра, а глубина проходного фарватера к порту назначения составляет 15 метров и...
-
Введение, Эксплуатационные характеристики, Главные размерения судна - Характеристики судна
Судно - сложное инженерно-техническое плавучее сооружение для перевозки грузов и пассажиров, водного промысла, добычи полезных ископаемых, спортивных...
-
1. Угли подразделяются на следующие марки и сорта: Антрацит: АП - антрацит-плита, АК - антрацит-кулак, АМ - антрацит мелкий, АС - антрацит-семячко, АСШ -...
-
После выдачи угля из судна или со склада порта (пристани) последнему получателю порт (пристань) должен уточнить фактический размер естественной убыли и...
-
Эксплуатационная длина, отделения дороги Управление дороги находится в городе Калининграде недалеко от Южного вокзала (улица Киевская,1). Начальник...
-
Оценка погрешности магнитного компаса - Расчет девиации гирокомпаса и магнитного компаса
Магнитный компас является автономным, достаточно надежным равно сумме магнитного компаса (?ГК) равна сумме магнитного склонения и девиации....
-
Параметры насоса Подача конденсатного насоса определяется следующим образом: , ; Напор конденсатного насоса рассчитывается по формуле для схемы без...
-
Для обеспечения хорошей устойчивости и управляемости автомобиля передние колеса установлены под определенными углами относительно элементов кузова и...
-
Скоростные характеристики - Анализ и оценка аппаратных средств современных компьютеров
Выпуск фирмой Plextor в начале 1996 года первого в мировой практике привода с шестерной скоростью (серия 6PLEX) привлек особое внимание к скоростным...
-
Технико - эксплуатационные характеристики судов К основным технико-эксплуатационным характеристикам судов относятся: - линейные; - объемные; - весовые....
-
Модем - Характеристика современных технических средств дистанционной передачи данных
Модем (аббревиатура, составленная из слов модулятор-демодулятор) - устройство, применяющееся в системах связи и выполняющее функцию модуляции и...
-
Понятие маневра и его классификация Маневром называется существенное изменение скорости и (или) направления движения ТС (например, торможение, остановка,...
-
Понятие маневра и его классификация Маневром называется существенное изменение скорости и (или) направления движения ТС (например, торможение, остановка,...
-
Описание и характеристика судна - Организация работы транспортного судна
Теплоходы типов МВТ различных вариантов (пр.1587М) - малогабаритные буксиры-толкачи и буксиры, предназначенные для центральных и восточных бассейнов....
-
Расчет параметров линии - Проектирование оптимального типа судна для заданной линии
2. По определяющему грузопотоку рассчитывается потребная удельная грузовместимость судна: , (м3/т); Где - суммарный максимальный объем грузов прямого или...
-
N=3600 / tн= 3600 / 129,4=27,8 ?28 цикла Определение технической производительности бульдозера: ПТ= (0,5*Н2*В / tg ц) *ш*n*Ккв* (1/Кр) Ш -...
-
7. Несение вахтенной службы - Теория, устройство судна и техническое обслуживание
Организация наблюдения за окружающей обстановкой в дневное и ночное время при несении вахты. Надлежащее наблюдение должно постоянно вестись в...
-
Судно оснащено подруливающим устройством мощностью 200 кв с реверсивным винтом фиксированного шага. Оно служит как вспомогательное устройство, когда есть...
-
Оценка погрешности лага - Расчет девиации гирокомпаса и магнитного компаса
В настоящее время на судах морского флота самым распространенным лагом является лаг ИЭЛ-2М. Как и любой другой лаг, индукционный лаг ИЭЛ-2М измеряет...
-
Определение основных параметров автогрейгера, Масса автогрейдера - Технические основы создания машин
Основными параметрами автогрейдера являются мощность двигателя, колесная формула, размер шин, первая расчетная рабочая скорость и максимальная расчетная...
-
Расчет эксплуатационных показателей Грузооборот, тоннаже-миля, определяем по формуле [14, с.6] Грузооборот = QФ Lкр, (6.1) Где Lкр - кратчайшее...
-
Определение по тяговой характеристике максимальной силы тяги локомотива Чтобы определить силу тяги локомотива при различных скоростях движения,...
-
Устройство пневматической шины Пневматическая шина представляет собой эластичную резиновую оболочку. Она воспринимает вертикальную нагрузку на колесо,...
Влияние маневрирования судна на гирокомпас - Оценка эксплуатационных характеристик и точности навигационных параметров технических средств судовождения