Технические средства судовождения

Анализ достоверности работы гирокомпаса производится путём сравнения рассчитанного значения мгновенной поправки гирокомпаса, определённой одним из доступных способов со значением его динамической погрешности в данных условиях плавания, взятой с вероятностью Р=0,95.ΔГКi0,3 > mкдин 0,15 (7)Гирокомпас работает с погрешностью,превышающейеё допустимое значение по его техническим характеристикам, и он уже не соответствует статусу основного курсоуказателя.Необходимо перейти на управление судном по магнитному компасу и выяснять причину низкой точности работы гирокомпаса и, по возможности, устранить эту причину.Таблица 2.2Результаты выполненных расчётов по заданию №2вариант №13Результат расчётов и анализΔГКi = 0,3погрешность превышает допустимое значениеЗадание №3Определение постоянной поправки гирокомпасаТребуется на исходные вычислить постоянную поправку гирокомпаса, а по величине наблюдаемой статической погрешности выходного курса гирокомпаса принять решение о достоверности показаний гирокомпасаНа каждый момент измерений гирокомпасного пеленга на выбранный береговой ориентир рассчитываются значения мгновенных поправок ΔГКjгирокомпаса:ΔГКj = ИП – (ГКПj + ΔДП) (8)где ΔДП – поправка на невыставку в диаметральной плоскости судна пеленгаторного репитера с которого производилось пеленгование берегового ориентира.ΔГКj = ИП – (ГКПj + ΔДП) (9)ΔДП – не данаΔГКj = ИП – ГКПj (10)ΔГК1 = 025,7 – 026,2 = -0,5 (11)ΔГК2 = 025,7 – 025,8 = -0,1(12)ΔГК3 = 025,7 – 025,5 = 0,2 (13)ΔГК4 = 025,7 – 025,2 = 0,5 (14)ΔГК5 = 025,7 – 026,0 = -0,3 (15)ΔГК6= 025,7 – 025,9 = -0,2 (16)ΔГК7 = 025,7 – 026,2 = -0,5(17)ΔГК8 = 025,7 – 026,5 = -0,8(18)ΔГК9 = 025,7 – 026,7 = -1,0(19)ΔГК10 = 025,7 – 026,4 = -0,7(20)ΔГК11 = 025,7 – 026,2 = -0,5(21)ΔГК12 = 025,7 – 026,1 = -0,4(22)ΔГК13 = 025,7 – 025,9 = -0,2(23)Постоянная поправка ΔГКП гирокомпаса может быть определена и аналитически по формуле:(24)где N – количество мгновенных поправок, принятых к вычислению постоянной поправки гирокомпаса.ΔГКп = (-0,5-0,1+0,2+0,5-0,3-0,2-0,5-0,8-1,0-0,7-0,5-0,4-0,2)/13= -0,35 (25)Рис.3.1.График мгновенных поправок гирокомпаса при определенииего постоянной поправки.Наблюдается промах в единичном измерении. ΔГК5 = 025,7 – 026,0 = -0,3 (26)Данное значение мгновенной поправки гирокомпаса не принимается в расчёт постоянной поправки. Расчёт постоянной поправки производится без данного измерения.В масштабе графика максимальное отклонение ломанной линии графика от его осредняющей линии = 1,0-0,35=0,65Измеренную с графика величину статической погрешности выходного курса гирокомпаса необходимо сравнить с указанной в технических характеристиках гирокомпаса данной погрешностью для вероятности Р=0,95.0,650,5Измеренная на графике статическая погрешность выходного курса равна или превышает её допустимое значение, указанное для Р=0,95. Значит гирокомпас работает с погрешностью превышающей допустимое значение и не может быть использован в качестве основного курсоуказателя на судне. Таблица 3.1Исходные данные для выполнения расчётов по определению постоянной поправки гирокомпаса и анализу его работы.№ варИПОперативное время измерения ГКПЗначение статической погрешности по техническим характеристикам mк(Р=0,95)000.00000.10000.20000.30000.40000.50001.00001.10001.20001.30001.40001.50002.00Значение ГКП на береговой ориентир113225,7226,2225,8225,5225,2226225,9226,2226,5226,7226,4226,2226,1225,90,5Таблица 3.2Результаты выполненных расчётов к заданию №3вариант № 13Результат расчётов и анализ ΔГКп =-0,35Измеренная на графике статическая погрешность выходного курса равна или превышает её допустимое значение, указанное для Р=0,95. Значит гирокомпас работает с погрешностью превышающей допустимое значение и не может быть использован в качестве основного курсоуказателя на судне. Задание №4Определение поправки эхолота путём сличения показаний эхолота и ручного лагаТребуется рассчитать поправку эхолота. Таблица 4.1Исходные данные для выполнения расчётов по определению поправки эхолота по сличению с данными ручного лота.№ вариантаL(метры)l(метры)hн(метры)hк(метры)Нэх(метры)Нр.л. (метры)13116,524,56,37,713,118,9Таблица 4.2Результаты выполненных расчётов№ вариантаhв(метры)ΔНэх(метры)06,42-0,62(27)(28)Поправка эхолота:ΔНэх = (Нр.л. - hв) - Нэх(29)ΔНэх = (18,9 – 6,42) - 13,1=-0,62 (30)Задание №5Расчёт таблицы остаточной девиации магнитного компаса по сличению его показаний с показаниями гирокомпаса на 8 магнитных курсах.(30)Таблица 5.1Исходные данные(рассчитать значения наблюденной девиации Н при сличении курсов гирокомпаса и магнитного компаса)Курс магнитного компасаККМК04590135180225270315№ вар.d,град∆ГК,градКомпасный курс гирокомпаса ККгк, градусы137,40,58,052,295,8140,3186,0231,7277,9323,6Рассчитали 8 наблюденных девиаций магнитного компаса:н = (8,0 + 0,5 - 7,4) – 0 = 0,9 (31)н = (52,2 + 0,5 - 7,4) – 45 = 0,3 (32)н = (95,8 + 0,5 - 7,4) – 90 = -1,1 (33)н = (140,3 + 0,5 - 7,4) – 135 = -1,6 (34)н = (186,0 + 0,5 - 7,4) – 180 = -0,9 (35)н = (231,7 + 0,5 - 7,4) – 225 = -0,2 (36)н = (277,9 + 0,5 - 7,4) – 270 = 1,0 (37)н = (323,6 + 0,5 - 7,4) – 315 = 1,7 (38)Используя таблицу 1 рассчитать значения коэффициентов остаточной девиации магнитного компаса.Используя таблицу 2 рассчитать значение остаточной девиации магнитного компаса через 15º компасного курса.Из основной формулы девиации можно получить восемь уравнений, выражающих зависимость девиации от каждого компасного курса. Решив эти уравнения, получим следующие выражения для вычисления приближенных коэффициентов девиации: (38)А = (0,9 + 0,3 – 1,1 – 1,6 -0,9 – 0,2 + 1,0 + 1,7)/8 = 0,013 (39) (40)В = ((-1,1 – 1,0)+(0,3-1,6+0,2-1,7) * sin45)/4 = -1,02 (41) (42)С = ((0.9+0.9)+(0,3+1,6+0,2+1,7)*sin45)/4 = 1,13 (43) (44)D= (0,3+1,6-0,2-1,7)/4=0 (45) (46)Е = (0,9-0,9+1,1-1,0)/4 = 0,025 (47)где девиации, определенные на главных и четвертных компасных курсах. Все коэффициенты рассчитываются с точностью до 0,01.Вычисление приближенных коэффициентов А, В, С, D, Eпо девиациям, наблюденным на 8 равноотстоящих (главных и четвертных) компасных курсах, производится по вышеуказанным формулам или по схеме, приведенной в таблице 1.Вычисление таблицы девиацииПосле вычисления коэффициентов девиации рассчитывается таблица девиации для 24 или 36 курсов.Вычисление таблицы девиации производится по основной формуле девиации или по схеме, приведенной в табл. 2 (на примере для 24 курсов).В таблице римскими цифрами обозначены произведения и слагаемые. В верхней части таблицы записать коэффициенты девиации, округленные до 0,01, затем вычислить значения Dsin2KK, т. е. в I столбце записать произведения коэффициента на множители (Мн.): 0(sin0), S30(sin30) и т.д. Определить значения Ecos2KK, т. е. во II столбце записать произведения коэффициента Е на эти же множители.Сумму произведений I и II столбца записать в III столбец, данные которого в сумме с постоянным коэффициентом А дают значения IV столбца. В V и VI столбцах определить произведения BsinKK и CcosKK, а в VII столбце – их сумму. В VIII и IX столбцах рассчитывается таблица девиации через 15 курса, причем для первой половины окружности значения IV и VII столбцов складываются, а для второй половины окружности, когда синус компасного курса меняет свой знак на обратный, из данных IV столбца вычитаются данные VII столбца. Расчет таблицы девиации ведется с точностьюдо0,1.Вычисленные значения получились довольно мелкие , поэтому точность до 0,1 не применяется. Округление до 4 знака для большей точности.Таблица 5.1Вычисление таблицы девиации через 150 по коэффициентам А, В, С, D и Е (до 0,10)D = 00Е = +0,0250(IV)В = -1,020С = +1,130VIIККККМн.IМн.IIIIIA=+0,0330Мн.VМн.VIV+VIIV+VIIIVVIID×Мн.E×Мн.I+IIIII+AB×Мн.С×Мн.00,001+0,0250+0,0250+0,05800,001+1,130+1,1300+1,18801800-1,0720S300,00S60+0,0210+0,0210+0,054S15-0,263S75+1,09+0,82715+0,8810195-0,7730S600,00S30+0,01250+0,01250+0,0455S30-0,51S60+0,978+0,46830+0,5135210-0,422510,0000,000,00+0,033S45-0,721S45+0,799+0,07845+0,1110225-0,0450S600,00S30-0,01250-0,01250+0,0205S60-0,883S30+0,565-0,31860-0,2975240+0,3385S300,00S60-0,0210-0,0210+0,012S75-0,985S15+0,292-0,69375-0,6810255+0,705000,001-0,0250-0,0250+0,0081-1,0200-1,0290-1,0120270+1,0280S300,00S60-0,0210-0,0210+0,012S75+0,985S15-0,292+0,693105+0,7050285-0,6810S600,00S30-0,01250-0,01250+0,0205S60+0,883S30-0,565+0,318120+0,3385300-0,297510,0000,00,0+0,033S45+0,721S45-0,799-0,078135-0,0450315+0,1110S600,00S30+0,01250+0,01250+0,0455S30+0,51S60-0,978-0,468150-0,4225330+0,5135S300,00S60+0,0210+0,0210+0,054S15+0,263S75-1,09-0,827165-0,7730345+0,8810Вычисление коэффициентов девиацииВ I и II столбцы таблицы записать наблюденные девиации.В III столбце записать вычисленные полусуммы по строкам I и II столбцов.В IV столбце записать полуразность тех же чисел.В V и VI столбцах записать произведения из постоянных множителей (Мн.) на числа IV столбца.Вычислить полусумму чисел V столбца, которая дает значение коэффициента В, и полусумму чисел VI столбца, которая дает значение коэффициента C.В VII и VIII столбцы переписать числа из III столбца, в IX столбце записать полусумму этих столбцов, а в Х столбце полуразность, что дает значение коэффициентов Е и D, а полусумма чисел IX столбца дает значение коэффициента А.По окончании вычисления коэффициентов необходимо тщательно проверить правильность вычисления или произвести контроль, например сумма чисел III и IV столбцов должна давать числа I столбца, а сумма чисел X и IX столбцов должна давать числа VII столбца. Таблица 5.2ККIККIIIIIIVМн.VМн.VIVIIVIIIIXXМн.IVМн.IVВерхняя половина ст. IIIНижняяполовинаст. III0+0,91800,90+0,901+0,90-0,05-0,025+0,025= Е45+0,3225-0,2+0,05+0,25S45+0,18S45+0,18+0,05+0,05+0,050= D90-1,1270+1,0-0,05-1,051-1,050+0,0751351,6315+1,7+0,05-1,65S45-1,17S45+1,17+0,033= А+0,18+2,25Контроль III + IV = I2,22Контроль Х+ IX = VII-2,04+2,25В =-1,02+1,13= СЗадание №6Определение поправки относительного лага по результатам испытаний на мерной линииПорядок выполнения:Расчеты выполняются последовательно на трех режимах хода малом, среднем и полном ходах.По результатам замеров наблюдателей № 1, 2, 3 определить среднее истинное время на каждом пробеге. По результатам замеров наблюдателей № 4 и № 5 определить среднее лаговое время на каждом пробеге. По формуле определить частоту вращения вала движителя на каждом пробеге.По формулам рассчитать истинную и лаговую скорости на режиме и частоту вращения вала двигателя на режиме.По формулам рассчитать абсолютную поправку и относительную погрешность лага на режиме.Построить график зависимости скорости от частоты вращения движителей.Таблица 6.1№ ВариантаРежим хода№ пробегаИнтервал времени между створами по данным наблюдателей (мин. сек)Расстояние между створами(мили)Время изменения отсчета лага на величину РОЛ(мин. сек)Контроль оборотов вала на пробеге№ 1№ 2№ 3№ 4№5N (об.)АТ13МХ107.5007.5307.572,007.4507.42136807.41207.3007.3307.3707.2507.22135907.34307.4307.4607.5007.3807.35139107.47СХ105.1705.1005.112,005.0004.59125005.15204.5104.5904.5504.4504.48116504.52305.0404.5804.5904.5104.54120205.03ПХ105.5305.5706.013,005.4505.50177605.54205.3805.4205.4605.3105.34170805.41305.4705.5105.5505.3905.44174005.51(48)(49)(50)где:Sэ - расстояние между секущими створами, [мили];п1, п2 - показания счетчика суммарных оборотов вала движителя на момент начала и окончания пробега соответственно [об]; п2 - n=п - количество оборотов вала за время пробега [об];ΔTср- средние интервалы времени, полученные каждой из групп наблюдения, [мин].по результатам трех пробегов определить значение скоростей на режиме по формулам. В той же таблице приведены формулы для расчета частоты вращения движителей на режиме;построить график зависимости скорости от частоты вращения движителей. График должен быть представлен прямой или иметь незначительную кривизну;- рассчитать абсолютную поправку лага на режиме по формуле: (51)или относительную погрешность: (52)Аналогичные действия выполнить на каждом из режимов.Таблица 6.2Гидрологические условияЧисло пробеговФормула для расчета средней скорости на режимеТечение отсутствует2Имеется стабильное течение, мало изменяющееся во времени3Имеется течение, значительно изменяющееся во времени в период испытаний4где:Ni- частота вращения вала движителя на i-ом пробеге [об/мин];Vi- скорость на i-ом пробеге [узл].Расчет ведется без учета течения.Истинная скорость на пробегеМХ:1 V = S/T = 2,0 / 7,88 (мин) = 2,0 / 0,132(ч) = 15,15 (миль/час) (53)2 V = S/T = 2,0 / 7,55 (мин) = 2,0 / 0,126(ч) = 15,87 (миль/час) (54)3 V = S/T = 2,0 / 7,76 (мин) = 2,0 / 0,129(ч) = 15,50 (миль/час) (55)Средняя скорость на режиме (56) (56)Истинная скорость на пробеге СХ:1 V = S/T = 2,0 / 5,20 (мин) = 2,0 / 0,086(ч) = 23,25 (миль/час)(57)2 V = S/T = 2,0 / 4,91 (мин) = 2,0 / 0,081(ч) = 24,69 (миль/час) (58)3 V = S/T = 2,0 / 5,0 (мин) = 2,0 / 0,083(ч) = 24,09 (миль/час) (59)Средняя скорость на режиме (60) (61)Истинная скорость на пробеге ПХ:1 V = S/T = 3,0 / 5,95 (мин) = 3,0 / 0,099(ч) = 30,30 (миль/час) (62)2 V = S/T = 3,0 / 5,7 (мин) = 3,0 / 0,095(ч) = 31,57 (миль/час) (63)3 V = S/T = 3,0 / 5,85 (мин) = 3,0 / 0,097(ч) = 30,92 (миль/час) (64)Средняя скорость на режиме (65) (66)Лаговая скорость МХ1 V = S/T=2,0/7,43 = 2,0/0,123=16,26 (67)2 V = S/T=2,0/7,23= 2,0/0,120=16,66 (68)3 V = S/T=2,0/7,36=2,0/0,122=16,39 (69) (70) (71)Лаговая скорость СХ1 V = S/T=2,0/5,0 = 2,0/0,083=24,09 (миль/час) (72)2 V = S/T=2,0/4,76= 2,0/0,079=25,31 (миль/час) (73)3 V = S/T=2,0/4,52=2,0/0,081=24,69 (миль/час) (74) (75) (миль/час) (76)Лаговая скорость ПХ1 V = S/T=3,0/5,76 = 3,0/0,096=31,25 (миль/час) (77)2 V = S/T=3,0/5,53= 3,0/0,092=32,60 (миль/час) (78)3 V = S/T=3,0/5,7=3,0/0,095=31,57 (миль/час) (79) (80) (81)Абсолютная поправка лага МХ (82)Относительная погрешность МХ (83)Абсолютная поправка лага СХ (84)Относительная погрешность МХ (85)Абсолютная поправка лага ПХ (86)Относительная погрешность ПХ (87)Частота вращения двигателя средняя МХ (88)Частота вращения двигателя средняя СХ (89)Частота вращения двигателя средняя ПХ (89)ЗАКЛЮЧЕНИЕПосле проведения расчетов поправки за не выставку в ДП судна отчетного индекса пеленгаторных репитеров компаса, было определно, что требуется выставка репитеров в ДП.Результат расчётов и анализ ΔГКi в следующем задании показал, что погрешность превышает допустимое значение В 3 задании измеренная на графике статическая погрешность выходного курса равна или превышает её допустимое значение, указанное для Р=0,95. Значит гирокомпас работает с погрешностью превышающей допустимое значение и не может быть использован в качестве основного курсоуказателя на судне. Для определения поправки эхолота возникают погрешности, кторые надлежит учитывать при расчетах.Вычисление приближенных коэффициентов А, В, С, D, Eпо девиациям, наблюденным на 8 равноотстоящих (главных и четвертных) компасных курсах, производилось по формулам и по схеме, приведенной в таблице для вычислений. Полученные результаты совпали и можно сделать, что можно оба способа с одинаковой эффективностью.В 6м задании по результатам пробегов произведен расчет средней скорости и вращения двигателя, построен график зависимости, который показывает нарастающую тенденцию.Полученные навыки расчета пригодятся в повседневной работе судоводителя при проведение ежедневных проверок и заполнения чек-листов.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫСмирнов Е. Л., Яловенко А. В., Якущенков А. А. Технические средства судовождения: Теория: Учебник для вузов / Под ред Е. Л. Смирнова. — М.: Транспорт, 1988. — 376 с.Рекомендации по организации штурманской службы на судах (РШС-89)