Určení rychlosti ujetého plavidla podle vzdálenosti. Měření rychlosti a vzdálenosti ujeté plavidlem. Držitelé rekordů mezi loděmi

Určení rychlosti lodi režimem rychlosti vrtule.

K měření rychlosti velké lodě použít zpoždění. Na malých lodích způsobuje jednoduché zpoždění velké chyby při určování rychlosti a ne vždy je možné je použít. U malých plavidel je proto snazší určit rychlost pomocí tabulek nebo grafů vyjadřujících závislost rychlosti na počtu otáček rotoru. Abychom měli takové tabulky nebo grafy, je nutné určit rychlost plavidla na měřicí lince pro různé otáčky lodního šroubu (obr. 59). Stanovení rychlosti se provádí za příznivého počasí. Odklon plavidla na kurzu nesmí překročit ± 2°.

Rýže. 59. Schéma zařízení měřicí linky

Měřicí čára je vybavena vodicí linií, po které loď míří, a čtyřmi nebo více křižujícími liniemi, jejichž vzdálenosti jsou přesně měřeny. Rychlost lodi na obrysu se měří s nepřetržitě běžícím motorem. Aby se eliminovaly chyby při určování rychlosti vlivem větru a proudu, provádějí se dva běhy ve stejném provozním režimu motoru - v jednom a druhém směru.

Stopky se používají k zaznamenání okamžiku, kdy plavidlo projde průřezy. Při znalosti času t 1, t 2, t 3 a vzdálenosti mezi průřezy S 1, S 2, S 3 se rychlost V S vypočítá podle vzorce:

VS = S

kde: V S je rychlost lodi v uzlech;

S je vzdálenost mezi průřezy v mílích;

t - doba přechodu z bodu do bodu, sec.

Při každé jízdě je důležité udržovat správné otáčky motoru ve správných otáčkách. Výpočtem jednotlivých rychlostí V 1, V 2, V 3 zjistěte průměr.

Po určení rychlosti na měřicí čáře se sestaví tabulka nebo graf závislosti rychlosti lodi na počtu otáček motoru (obr. 60).

Je užitečné určit rychlost plavidla při různém ponoru. Pak bude několik grafů a tabulek. Pro větší pohodlí mohou být zobrazeny na jednom listu papíru. S těmito tabulkami nebo grafy na palubě je možné najít odpovídající rychlost lodi na základě daného počtu otáček motoru a známého ponoru.

Někdy není v blízkosti k dispozici vybavená měřicí linka. Vždy je však možné vybrat dva pobřežní orientační body pro určení rychlosti plavidla, přičemž vzdálenost mezi nimi je dostatečně přesně známa. Tyto vzdálenosti lze určit např. z plánu, který má oba orientační body.

Náběžné čáry lze na lodi nahradit kompasem, pokud není obava, že loď bude unášena větrem nebo proudem z kurzu, k tomu je nutné zkontrolovat a eliminovat vliv běžícího motoru na kompas.

Pro měření rychlosti musí být plavidlo na rovném kurzu podél bezpečné plavební dráhy.

Puc. 60. Graf závislosti rychlosti lodi na otáčkách motoru

Směr přímky spojující objekty lze určit pomocí kompasu, ale je nutné, aby bylo možné provádět trasy ve směru rovnoběžném s linií spojující objekty.

Před přiblížením k prvnímu orientačnímu bodu plavidlo vyvine určitou rychlost a vstoupí do měřeného kurzu při daných otáčkách motoru, které během jízdy k druhému orientačnímu bodu zůstávají konstantní. Když je prvním orientačním bodem paprsek, spustí se stopky nebo se na hodinách zaznamená čas. Čas se počítá v okamžiku, kdy loď projde traverzem druhého orientačního bodu. Stejná pozorování se provádějí při zpětném chodu.

§ 27. Zjednodušená metoda pro stanovení rychlosti plavidla.

Pokud není možné, zejména během plavby, určit rychlost plavidla pomocí jedné z výše uvedených metod, použije se jiná, i když méně přesná. Z přídě lodi je nutné za pohybu hodit do vody provizorní orientační bod - malý kousek dřeva a zároveň zapnout stopky. Když kus dřeva dosáhne řezu na zádi, stopky se zastaví. Podle naměřeného času a známé délky plavidla se rychlost zjistí podle vzorce:

V S =,

kde V S je rychlost lodi v uzlech;

L je délka plavidla, m;

t- doba průchodu předmětu hozeného do vody, sec.

Je třeba mít na paměti, že čím kratší nádoba, tím větší chyba.

Při určování ujeté vzdálenosti je třeba pamatovat na to, že k pohybu plavidla dochází pouze vzhledem k vodě, nikoli k zemi. Vítr a proud se v tomto případě neberou v úvahu, i když neustále ovlivňují rychlost plavidla. Proto při provádění pokládky musí být vzdálenost vypočítaná rychlostí korigována z důvodu snosu proudu a větru. Nejjednodušší způsob, jak to udělat, je, když se kurz plavidla shoduje se směrem proudu a větru nebo je proti nim. Při bočním snosu bude zvýšení nebo snížení rychlosti přibližně úměrné kosinu úhlu mezi kurzem lodi a proudem nebo linií působení větru.

Hlavní důvody pro snížení rychlosti plavidla:

1) mělká voda, ve které se zvyšující se rychlostí prudce roste odpor vody. Proto se v mělké vodě může rychlost snížit o 10 - 15 %;

2) vítr a valení. Při protivětru a vlnách, stejně jako při silném zadním větru doprovázeném vlnami, rychlost klesá.

Při slabém zadním větru se rychlost mírně zvyšuje. Snížení rychlosti je pozorováno při přetížení plavidla, paty a diferenciálu na přídi. Na vlně, ve chvílích, kdy vrtule opouští vodu, loď náhle ztrácí rychlost;

3) znečištění podvodní části trupu lodi vede ke snížení rychlosti o 10 - 15% oproti rychlosti lodi s čistým trupem.

"Určení rychlosti plavidla a vzdálenosti ujeté na moři"

Vzdálenost na moři se měří v námořních mílích a kabelových mílích, proto se vzdálenost, kterou plavidlo urazí, měří ve stejných jednotkách. 1 míle = 10 kbt.

Rychlost lodi se vyjadřuje v mílích za hodinu neboli uzlech.

Uzel je jednotka rychlosti lodi rovnající se jedné míli za hodinu. 1 uzel = 1 míle za hodinu.

Nazývají se zařízení, kterými se měří rychlost plavidla a zjišťuje ujetá vzdálenost zaostává.

Zpoždění se v závislosti na principu činnosti a zařízení dělí na

Relativní (hydrodynamický, indukční), měření rychlosti plavidla vzhledem k vodě

Absolutní (Dopplerovy klády, inerciální a geoelektromagnetické systémy), které měří rychlost plavidla vůči zemi.

1. Hydrodynamický. Provoz těchto zpoždění je založen na měření rozdílu mezi statickým a dynamickým tlakem vody v závislosti na rychlosti plavidla.

2. Indukce. Princip činnosti je založen na využití vztahu mezi rychlostí plavidla a EMP indukovaným ve vodě zdrojem magnetického pole upevněným na dně plavidla.

3. Doppler. Princip činnosti je založen na využití Dopplerova jevu, který spočívá ve změně pozorované frekvence vlivem relativního pohybu zdroje vyzařované energie.

Pohyb plavidla se také obvykle dělí na relativní s rychlostí V о (V l), absolutní s rychlostí V (V а, V u) a přenosný V c pod vlivem větru, proudu nebo jejich kombinovaného účinku.

Na lodích se používají především relativní zpoždění, která měří rychlost a ujetou vzdálenost vůči vodě s přihlédnutím k větru, ale neberou v úvahu proud. Zpoždění mají obvykle chybu zvanou korekce zpoždění.

Korekce zpoždění se nazývá systematická chyba vyjádřená v procentech.

S -ROL

AL= ----------- 100%

kde S- skutečná (skutečná) vzdálenost převzatá z mapy;

ROL Je rozdíl v počtu zpoždění. ROL = OL 2 - OL 1.

Korekce zpoždění se často vyjadřuje pomocí koeficientu zpoždění kl.

Korekce zpoždění a rychlost plavidla jsou určeny po výstavbě nebo opravě na speciálních skládkách - měřicí linky za následujících podmínek: mořské vlny ne více než 3 body, vítr do 8 m / s, hloubka ne méně než 6 průměrných srážek.

Korekce zpoždění a rychlost plavidla jsou určeny na PPH, SPKh, MPKh, SMPKh v nákladu a ve zátěži.

Získané výsledky se zapisují do tabulky ovladatelných prvků.

Pokud na měřicím vedení není žádný proud, provede se 1 běh.

Za přítomnosti konstantního průtoku se provedou 2 běhy k jeho odstranění, protože na vzájemně opačných průběhech ze vzorce (1) při prvním běhu předpokládejme V 0 = V 1 - V T, poté při druhém běhu V 0 = V 2 - V T. Společné řešení těchto dvou rovnic umožňuje eliminovat proudění a určit rychlost plavidla vzhledem k vodě.

V souladu s tím bude také určena korekce zpoždění: vypočítaná podle vzorce (2) pro dva běhy.

Je-li na lodi instalována vrtule s pevným stoupáním, pak si při jízdách všimněte rychlosti vrtule N a vytvořte na ní závislost rychlosti lodi V. Pak lze ujetou vzdálenost určit podle vzorce:, kde A- platba předem, tzn. vzdálenost, kterou plavidlo urazí vzhledem k vodě za jednu otáčku vrtule. Vypočítá se pomocí V asi a odpovídající rychlosti otáčení vrtulí N:. ...

V moři rychlost a korekce zpoždění jsou určeny volně plovoucím referenčním bodem (pro vyloučení proudu) pomocí radaru nebo pomocí vysoce přesných pozorování (satelitů) s vyloučením proudu graficky nebo pomocí vzorců. Aby se zabránilo hromadění chyb, délka jednoho běhu by měla být při rychlosti 10 uzlů. - 2,3 NM; 15uz. - 3,6 NM; 18 uzlů - 4,3 mm nebo; 20 uzlů - 4,9 NM (N. V. Averbakh, Yu. K. Baranov Určení ovladatelných prvků námořního plavidla a korekce zpoždění). Pak

Úkoly k řešení při výpočtu číslování.

Předběžný výpočet počtu zpoždění: OL i +1 = ROL + OL i, kde ROL = Sl / kl.

Výpočet ujeté vzdálenosti po kládě: S l = V l DT.

Výpočet doby plavání: T = S l / V l; DT = S a / V a;

V našem životě rychlost pohybu Vozidlo měřeno v kilometrech za hodinu (km/h). Tak se charakterizuje pohyb auta, vlaku, letadla. Ale z tohoto pravidla existuje jedna výjimka. V námořní navigaci se rychlost plavidla udává v uzlech. Tato jednotka měření není součástí mezinárodní soustavy SI, ale je tradičně povolena pro použití v navigaci.

Měření rychlosti lodí

Tento řád se vyvíjel historicky. Kdysi se rychlost pohybu plavidla zjišťovala pomocí speciálního zařízení tzv sektorové zpoždění... Jednalo se o desku, na jejímž konci bylo upevněno vedení – tenké lodní lanko. Po celé její délce byly v pravidelných intervalech vázány uzly. Námořník se rukou dotkl vlasce a počítal počet uzlů, které mu prošly rukou určitý čas, určující tímto způsobem rychlost okamžitě v uzlech. Je důležité, že tato metoda nevyžadovala žádné další výpočty.

Lagy tohoto designu už dlouho nikdo nepoužívá. Nyní k měření rychlosti námořních plavidel používat zařízení založená na nejnovějších vědeckých a technických výdobytcích v oblasti hydroakustiky a hydrodynamiky. Oblíbené jsou měřiče založené na dopplerovském měření... Je jich víc jednoduchými způsoby- pomocí speciálních kovových otočných talířů umístěných ve vodě. V tomto případě se rychlost určuje na základě počtu jejich otáček za jednotku času.

Námořní míle

Přeloženo do běžného jazyka jeden uzel znamená rychlost, kterou loď urazí jednu námořní míli za hodinu. Nejprve byla jeho velikost 1853,184 metrů. To je přesně délka zemského povrchu podél poledníku jedné obloukové minuty. A teprve v roce 1929 mezinárodní konference v Monaku stanovila délku námořní míle ve výšce 1852 metrů.

Je třeba připomenout, že kromě námořní míle existují i ​​další. V minulosti v různých státech existovalo několik desítek různých mil jako měrné jednotky délky. Po zavedení metrického systému měr začaly míle jako jednotka měření vzdáleností rychle ztrácet na popularitě. Dnes z celé rozmanitosti pevninských mil zbývá jen asi deset. Nejběžnější z nich je americká míle... Jeho délka je 1609,34 metrů.

Nejen námořní míle je vázána na délku zemského poledníku. Stará francouzská námořní liga je 5555,6 metrů, což odpovídá třem námořním mílím. Zajímavé je, že kromě námořní ligy existovala ve Francii také liga zemská, rovněž vázaná na délku poledníku, a liga poštovní.

Pravidla přepočtu rychlosti

Dnes se rychlost námořních plavidel stále měří v uzlech. Abychom tuto charakteristiku znázornili v podobě, na kterou jsme zvyklí, je nutné je převést na kilometry za hodinu. Dá se to udělat několika způsoby:

1. Stačí vynásobit počet uzlů číslem 1,852 libovolným způsobem, například pomocí kalkulačky.
2. Udělejte si v hlavě hrubý výpočet vynásobením počtu uzlů číslem 1,85.
3. Použijte speciální překladové tabulky z internetu.

Po provedení podobného přepočtu je snadné porovnat rychlosti pohybu lodí a jiných vozidel.

Držitelé rekordů mezi loděmi

Rychlost námořních osobních lodí je obvykle vyšší než u obchodních lodí. Poslední oficiální rekord ("Modrá stuha Atlantiku") patří americké vysokorychlostní transatlantické lodi Spojené státy... Byl instalován v roce 1952. Poté parník překročil Atlantik z průměrná rychlost 35 uzlů (64,7 km/h).

Nechvalně známý „Titanic“ byl při svém jediném letu v době srážky s ledovcem v noci ze 14. na 15. dubna 1912 rychlostí 22 uzlů téměř na hranici svých technických možností. Nejvyšší pak rychlost osobní vložky("Mauritania" a "Lusitania") se rovnala 25 uzlům (46,3 km / h).

Zde jsou některé z lodí, které kdysi držely Atlantickou modrou stuhu:

1. Great Western (Velká Británie) v roce 1838.
2. Británie (Velká Británie) v roce 1840.
3. Baltic (Velká Británie) v roce 1873.
4. „Kaiser Wilhelm der Grosse“ (Německo) v roce 1897.
5. Lusitania (Velká Británie) v roce 1909.
6. "Rex" (Itálie) v roce 1933.
7. Queen Mary (Velká Británie) v roce 1936.

existuje samostatná kategorie plavidla – křídlové lodě, které se používají pro osobní dopravy a pobřežní stráž. Mohou dosáhnout rychlosti vyšší než 100 km/h (60 uzlů), ale jejich oblast použití na moři je značně omezena výhradně na pobřežní zónu a nízkou ekonomickou výkonnost.

Změna priorit

S rozvojem letectví ztratilo takové aktivní soupeření mezi zaoceánskými osobními loděmi svůj význam. Cestující k překonání Atlantiku začali preferovat letadla a rejdaři se museli přeorientovat na obsluhu turistů. Pro výletní lodě nejdůležitějšími ukazateli byly spolehlivost, komfort a hospodárnost.

Optimální rychlost pro moderní zaoceánské výletní lodě je typicky 20 až 30 uzlů a pro nákladní lodě kolem 15 uzlů. Rekordní úspěch Spojených států v té době zůstává nejvyšší v historii. U obchodních lodí jsou dnes prioritní ukazatele především ekonomické. Honba za rekordy se konečně stala minulostí.

Video

V tomto výběru videí jich najdete mnoho zajímavé informace o měření rychlosti námořní dopravy.

Stálá znalost navigátora o spolehlivé rychlosti jeho plavidla je jednou z nejdůležitějších podmínek bezproblémové plavby.

Pohyb plavidla vzhledem ke dnu rychlostí tzv abSlaný, je při plavbě uvažován jako výsledek sečtení vektoru rychlosti plavidla vzhledem k vodě a aktuálního vektoru působícího v oblasti plavby.

Na druhé straně vektor rychlosti lodi vzhledem k vodě (viztělesněRychlost) je výsledkem práce lodních šroubů a působení větru a vln na loď.

Za nepřítomnosti větru a vln se nejsnáze určí podle rychlosti otáčení vrtulí.

Znalost rychlosti umožňuje určit vzdálenost, kterou plavidlo S urazilo v mílích:

S o = PROTI o t, (38)

kde V asi - rychlost plavidla, určená rychlostí otáčení lodních šroubů, uzlů; t- doba plavby plavidla, h.

Tato metoda je však nepřesná, protože nebere v úvahu změnu stavu plavidla (znečištění trupu, změna ponoru), vliv větru a vln. Následující faktory ovlivňují rychlost lodi vzhledem k vodě.

1. Stupeň naložení, seznam a výbava plavidla. Rychlost plavidla se mění se změnou ponoru. Obvykle za dobrých povětrnostních podmínek má plavidlo v zátěži o něco vyšší rychlost než při plném zatížení. Jak však vítr a vlny zesílí, ztráta rychlosti lodi v zátěži je mnohem větší než u plně naložené lodi.

Trim má významný vliv na změnu rychlosti. Obecně platí, že úprava nosu sníží rychlost. Výrazný střih zádi vede ke stejným výsledkům. Optimální možnost úpravy je vybrána na základě zkušeností.

Přítomnost náklonu lodi způsobuje její systematický odklon z daného kurzu směrem k vyvýšené straně, což je důsledek porušení symetrie obrysů části trupu ponořené do vody. Z tohoto důvodu je nutné častěji sáhnout k posouvání kormidla, aby loď držela kurz a to následně vede ke snížení rychlosti lodi.

2. Vítr a vlny obvykle působí na plavidlo současně a obvykle způsobují ztrátu rychlosti. Protivítr a vlny vytvářejí značný odpor pohybu plavidla a zhoršují jeho ovladatelnost. Ztráta rychlosti v tomto případě může být významná.

Vítr a vzrušení ze směru proplouvání snižují rychlost plavidla především kvůli prudkému zhoršení jeho ovladatelnosti. Pouze se slabým zadním větrem a nevýznamnými vlnami u některých typů lodí je pozorováno mírné zvýšení rychlosti.

3. Znečištění trupu je pozorováno, když plavidla plují za jakýchkoli podmínek, jak ve sladké, tak ve slané vodě. K znečištění dochází nejintenzivněji v teplých mořích. Důsledkem zanášení je zvýšení odporu vody vůči pohybu nádoby, tzn. snížení rychlosti. Ve středních zeměpisných šířkách může po šesti měsících pokles rychlosti dosáhnout 5-10%. Boj proti znečištění se provádí systematickým čištěním trupu lodi a jeho nátěrem speciálními ne
přerostlé barvy.

4. Mělká voda. Vliv mělké vody na snížení rychlosti plavidla
začíná ovlivňovat v hloubkách v oblasti plachtění

H≤4Tcp + 3V 2/g,

kde N - hloubka, m.

Tcp, - průměrný ponor plavidla, m;

PROTI- rychlost plavidla, m/s;

G- tíhové zrychlení, m/s 2.

Závislost rychlosti lodi na rychlosti otáčení lodních šroubů určená pro konkrétní podmínky plavby tak bude pod vlivem uvedených faktorů porušena. V tomto případě budou výpočty vzdálenosti ujeté plavidlem provedené podle vzorce (38) obsahovat významné chyby.

V praxi plavby se rychlost plavidla někdy vypočítává pomocí známého vztahu

V = S/ t,

kde PROTI- rychlost plavidla vzhledem k zemi, uzly;

S - ujetá vzdálenost konstantní rychlost, míle; t - čas, h.

Účtování rychlosti a vzdálenosti, kterou plavidlo urazilo, se nejpřesněji provádí pomocí speciálního zařízení - deníku.

Pro určení rychlosti plavidla jsou vybaveny měřicí tratě, pro jejichž umístění jsou stanoveny následující požadavky:

nedostatek vlivu mělké vody, který je zajištěn v minimální hloubce stanovené z poměru

N/T≥ 6,

kde N- hloubka oblasti měřicí čáry, m; T- ponor plavidla, m;

ochrana před převládajícími větry a vlnami;

nepřítomnost proudů nebo přítomnost slabých konstantních proudů, které se shodují se směry běhů;

schopnost volně manévrovat s loděmi.

Rýže. 23. Měřicí linka

Zařízení měřicí čáry (obr. 23) se zpravidla skládá z několika paralelních sečných úseků a jednoho na ně kolmého vedoucího. Vzdálenosti mezi průřezy jsou vypočteny s vysokou přesností. Ve většině případů není čára pohybu plavidel označena vodicí čárou, ale bójemi nebo orientačními body umístěnými podél ní.

Obvykle se měření provádějí při plném zatížení a zátěži pro hlavní provozní režimy motorů. Během období měření na měřicí lince by vítr neměl překročit 3 body a vzrušení - 2 body. Plavidlo by nemělo mít patu a trim by měl být v optimálních mezích.

Pro určení rychlosti plavidla je nutné ležet na kompasu na kurzu kolmém k přímkám sečných úseků a vyvinout danou rychlost otáčení lodních šroubů. Doba trvání běhu se obvykle měří pomocí tří stopek. V okamžiku překročení první sečny se spustí stopky a každou minutu se zaznamená stav tachometru. Stopky se zastaví při překročení druhého průřezu.

Po výpočtu průměrné doby trvání běhu podle údajů na stopkách je rychlost určena vzorcem

V = 3600 S / t, (39)

kde S je délka úseku mezi průřezy, míle;

t- průměrné trvání běhu mezi průřezy, s; PROTI- rychlost plavidla vzhledem k zemi, uzly.

Rychlost otáčení vrtulí se určuje jako aritmetický průměr údajů tachometru během jízdy.

Pokud v oblasti měřicí čáry není žádný proud, pak jsou rychlosti vzhledem k zemi a vodě stejné. V tomto případě stačí pouze jeden běh. Pokud je v oblasti manévrování konstantní směr a rychlost proudu, je nutné provést dvě jízdy v opačných směrech. Relativní rychlost plavidla V 0 a frekvence otáčení lodních šroubů P v tomto případě bude určeno podle vzorců:

Vo = (V 1 + V 2) / 2, (40)

n = (n 1 + n 2) / 2, (41)

Rýže. 24. Graf závislosti otáček na frekvenci otáčení vrtulí

kde V 1, V 2 - rychlost plavidla vzhledem ke dnu na prvním a druhém běhu; n 1 a n 2 - frekvence otáčení vrtulí na první a druhé jízdě.

Při provozu v oblasti měřicího vedení rovnoměrně se měnícího proudu se doporučuje provést třetí běh ve stejném směru jako první a vypočítá se rychlost bez vlivu proudu nÓ přibližný vzorec

V 0 = (V 1 + 2 V 2 + V 3) / 4. (42)

Pokud je povaha změny toku neznámá nebo chtějí získat přesnější výsledek, provedou se čtyři běhy a rychlost se vypočítá podle vzorce

V 0 = (V 1 + 3 V 2 + 3 V 3 + V 4) / 8. (43)

Průměrná rychlost otáčení vrtulí se v těchto případech vypočítá pro tři, respektive čtyři chody:

n = (ni + 2n2 + n3) / 4; (44)

n = (ni + 3n2 + 3n3 + n4) / 8. (45)

Rychlost a frekvence otáčení vrtulí jsou tedy určeny pro několik režimů provozu hlavních motorů v nákladu a v zátěži. Na základě získaných dat jsou vykresleny grafy závislosti rychlosti na rychlosti otáčení lodních šroubů pro různé zatížení plavidla (obr. 24).

Na základě těchto grafů je sestavena tabulka, která odpovídá rychlosti otáčení vrtule nebo tabulka, která odpovídá rychlosti otáčení vrtule rychlosti lodi.

Pokud jsou podle výsledků průchodu měřící čárou známy jakékoli otáčky a odpovídající otáčky šneků, pak lze hodnotu otáček vypočítat pro libovolnou mezihodnotu otáček šneků pomocí Afanasjevova vzorce

V Ø = V 0 (n 1 / n 0) 0, 9, (46)

kde V 0 - známá rychlost při rychlosti otáčení vrtule n 0 ; V И, - požadovaná rychlost pro rychlost otáčení vrtule n 1 .

Po určení rychlosti vašeho plavidla podle grafu jeho závislosti na rychlosti otáčení lodních šroubů můžete vypočítat vzdálenost ujetou v námořních mílích pomocí vzorce

kde V 0 - rychlost plavidla, uzly; t- doba plavání, min.

Pokud je známa ujetá vzdálenost, vypočítá se doba plavání: v

Tyto vzorce byly použity pro sestavení tabulek "Vzdálenost podle času a rychlosti" a "Čas podle vzdálenosti a rychlosti" v MT - 75 Přílohy 2 a 3, v tomto pořadí.

Výpočty ujeté vzdálenosti pomocí rychlosti určené z rychlosti otáčení šroubů Vo6 se provádějí pouze v případě, že nedochází k prodlevě nebo k řízení jeho činnosti.

Rychlost plavidla v procesu rychlostních testů se zjišťuje různými způsoby.

Je rozšířeno určování rychlosti plavidla na speciálních měřicích tratích vybavených pobřežními sečnými (příčnými) úseky, jejichž vzdálenost je přesně známa. Na obrysu je rychlost plavidla určena dobou, kdy plavidlo projde známou vzdálenost mezi čarami. Tato metoda je jedním z nejpřesnějších způsobů měření rychlosti plavidla.

Známé aplikace jsou také kabelové měřicí vedení, což jsou jakési výše uvedené měřicí vedení s příčnými průřezy. Na kabelovém rozchodu plavidlo prochází přes elektrické kabely položené na dně plavební dráhy napříč směrem pohybu plavidla. Elektrický proud prochází kabely, jejichž vzdálenost musí být přesně známa. Speciální elektronické zařízení nainstalované na lodi zaznamenává okamžik, kdy loď propluje kabelem.

V poslední době se k měření rychlosti lodi začaly široce používat různé radionavigační systémy, zejména fázové.

Rychlost lodi s relativně menší přesností lze také měřit pomocí vlastní lodi radarová stanice, která postupně v krátkých intervalech měří vzdálenost ke každému konkrétnímu objektu, který dobře odráží rádiové vlny.

Měření rychlosti lodi pomocí vějíře ložisek dvou objektů nebo pomocí jiných navigačních metod, např. pomocí majáků, jejichž vzdálenost je známá, nemá dostatečnou přesnost.

Všechny výše uvedené a mnoho dalších metod, včetně hlavní metody pro určení rychlosti plavidla na obrysu, mají jednu společnou nevýhodu, a to, že rychlost plavidla se zjišťuje vzhledem ke břehu, nikoli k vodě. Zároveň se na měření superponuje vliv větru nebo přílivových proudů, který je obtížné přesně posoudit. Mezitím při provádění vysokorychlostních testů a pro další využití získaných dat je nutné znát rychlost plavidla vzhledem k okolní vodě, tedy v nepřítomnosti proudu. Proto se podmínky a místo zkoušení volí tak, aby vliv proudění byl co nejmenší nebo směřoval co nejdále podél měřicího úseku. V těchto případech jsou jízdy nádoby v měřicích úsecích prováděny ve vzájemně opačných směrech a v určitém sledu.

Navzdory určitým obtížím při určování rychlosti lodi na obrysu nebo pomocí radionavigačních pomůcek by člověk měl vždy upřednostňovat měření rychlosti pomocí standardních lodí a speciálních deníků nebo hydrometrických vrtulí kvůli jejich nízké přesnosti, ačkoli rychlost měří. lodi přímo ve vztahu k vodě.

Pro testování rychlosti by měly být použity obrysové čáry, které jsou blízko konstrukce lodi nebo základny, což ušetří čas a palivo potřebné k přiblížení k obrysu. Navíc, kvůli spotřebě paliva při přesunu na vzdálenou linii rozchodu, je obtížné poskytnout předem stanovenou hodnotu výtlaku plavidla.

Hloubka vody v oblasti měřicí čáry, tj. její měřicí sekce a na přiblížení k ní (z obou stran), jakož i v oblasti plavidla otáčejícího se na vratném kurzu, by měla dostatečné k vyloučení vlivu mělké vody na odpor vody vůči pohybu plavidla a následně na jeho rychlost.

Je známo, že vlnový systém vytvořený plavidlem, když se pohybuje v mělké vodě, se liší od vlnového systému v hluboké vodě a závisí na režimu charakterizovaném tzv. Froudeovým číslem v mělké vodě.

Kde σ je rychlost plavidla, m/s; g je zrychlení volného pádu, m/s2; Н - hloubka plavební dráhy, m.

Změna charakteru tvorby vln vede ke zvýšení nebo snížení odporu vůči pohybu plavidla, a proto ovlivňuje jeho rychlost.

Současně se vyvíjí protiproud vody zvyšující rychlost proudění kolem trupu a následně i třecí odpor plavidla. Úplná eliminace vlivu mělké vody vyžaduje velké hloubky měřící čáry, které není vždy možné zajistit (tab. 1).

Tabulka 1. Hodnoty minimální hloubky měřicí čáry, m

Ve výsledku při určování minimálních požadovaných hloubek většinou vycházejí ze ztráty rychlosti vlivem mělké vody, která je 0,1 % naměřené hodnoty. Aby byly splněny tyto podmínky, měla by být vzata hodnota Frh≥0,5 pro vlnový odpor a pro třecí odpor
Na základě tohoto přístupu zkušební pravidla vyvinutá 12. mezinárodní konferencí experimentálních bazénů doporučují vzít na měřicí čáře minimální přípustnou hloubku větší, než je vypočtena podle vzorců
kde B a T jsou šířka plavidla a ponor. Podobný způsob doporučuje tuzemská norma ОН-792-68, vzorce jsou však psány ve tvaru
Měřená čára by měla být pokud možno umístěna v oblasti chráněné před převládajícími větry a mořskými vlnami. Předpokladem je konečně přítomnost dostatečného prostoru na obou koncích měřící čáry, nutného pro volné manévrování plavidla na konci jízdy na měřicím úseku, zapnutí zpětného kurzu a zrychlení po zatáčce.

Přípustné odchylky hloubky vody v přístupech k měřicímu úseku měřicí čáry by neměly překročit ± 5 %.

Trať lodi na obrysu musí být alespoň dvě až tři míle od pobřežních nebezpečí. Při nedodržení této podmínky hrozí, že plavidlo při vysokých rychlostech, i v případě správného manévrování, může najet na mělčinu, pokud se zablokuje kormidlo.

Ne vždy je možné uspokojit všechny výše uvedené požadavky, proto je počet plnohodnotných měřicích linek velmi omezený.

Stůl 2 jsou uvedeny některé údaje charakterizující měřené tratě řady cizích zemí. Jak je z tabulky patrné, délka měřicích úseků těchto linek je různá a hloubky mnoha z nich jsou nedostatečné pro testování relativně rychlých plavidel.

Na Obr. 3 je znázorněno schéma měřící tratě u Rocklandu (USA), na které velký počet vysokorychlostní testy lodí, včetně výzkumných. Tato šňůra splňuje většinu výše uvedených požadavků, není však chráněna před západními větry a vlnami, které způsobují. Měřicí úsek je dlouhý jednu námořní míli (1852 m), délka každé posilovací sekce je tři námořní míle. Měřicí linka je vybavena dvěma pobřežními příčnými (sekantovými) úseky kolmými na měřicí úsek. Jeden z příčných řezů je vybaven třemi značkami (štíty), druhý - dvěma.

Rýže. 3. Schéma měřicí linky v Rocklandu (USA). Δ - vedoucí znak.

Kromě toho jsou podél čáry běhu umístěny milníky pro orientaci navigátora, které označují hranice zrychlujících a měřicích úseků.

Mnoho měřicích linií je vybaveno tzv. vodicími vyrovnáními, na jejichž linii je umístěn měřicí úsek. V současné době není přítomnost předního zarovnání považována za povinnou, i když stále existuje názor, že je to nutné v případech, kdy je v oblasti měřicí čáry proud, který se neshoduje se směrem měřicí čáry. . Tento názor je však chybný: jednoduché geometrické konstrukce ukazují, že v tomto případě, když loď řídíte podél vodicí linie, stejně jako na kompasu, loď urazí dráhu delší, než je vzdálenost mezi liniemi zarovnání. Proto se klade požadavek, aby se směr proudění shodoval se směrem měřící čáry nebo s ní v každém případě svíral úhel nepřesahující 15-20°.

Náběžné znaky (obr. 4) měřicích čar jsou štíty, které jsou instalovány v takové výšce, aby byly dobře vidět z moře. Obvykle je přední štít, tedy štít umístěný blíže k měřicímu úseku měřicí čáry, instalován o něco níže než zadní tak, že v okamžiku, kdy plavidlo projde zarovnáním, se štíty navzájem překrývají, ve vertikálním směru tvoří téměř jeden celek. Uprostřed štítů jsou aplikovány svislé pestrobarevné pruhy, které by měly být dobře viditelné i z moře.

Rýže. 5. Lineární citlivost řezů.

1 - přední zarovnávací značka; 2 - značka zadního seřízení.

Pozorovatel na lodi křižující příčné úseky měřicí čáry v pravém úhlu však prakticky nemůže absolutně přesně určit okamžik průjezdu vyrovnávací čáry, tedy okamžik, kdy jsou střední pásy štítů na jedné svislé přímce. , jako by představoval pokračování každého přítele.

Velikost chyby při určení okamžiku úplného pokrytí středních pásů vyrovnávacích štítů závisí na tzv. lineární citlivosti vyrovnání (obr. 5).

Rozlišovací schopnost normálního oka je rovna jedné obloukové minutě. Nakreslete na linii běhu lodi po měřené přímce (obr. 5) segment A1A2, odpovídající jedné obloukové minutě. V intervalu A1A2 se ukazuje, že úhel mezi oběma znaky je menší než jedna minuta, a proto může jakýkoli bod v tomto intervalu sloužit jako značka pro začátek měření rychlosti. Hodnota ОА1 = ОА2 se nazývá lineární citlivost vyrovnání a je dále označena písmenem W.

K nalezení výrazu pro W použijeme vztah
tanα = tan (β-γ). (1.2)
převedeny do formy

Po dosazení hodnot tan β a tan γ do výrazu (1.3) a jednoduchých transformacích budeme mít

První člen na pravé straně výrazu (1.4) lze zanedbat, protože bude ve srovnání s následujícími dvěma členy vyššího řádu. Potom rovnice (1.4) nabývá tvaru
dW = tan αDc (Dc + d), (1,5)
kde

Nahrazení tečny úhlu obloukem a úhlu hodnotou rozlišovací schopnosti oka a také zavedení činitele osvětlení zaměření a "(pro denní světlo α" = 2 a pro noční světlo α"= 3,5), získáme hodnotu lineární citlivosti zaměření (v metrech)

Kde
Dс - vzdálenost od předního znaku vyrovnání sečny k pojezdu měřicí čáry, m; ao - úhel rozlišení oka; d - vzdálenost mezi vodícími znaky, m.

Zde jsou hodnoty citlivosti průřezů jedné ze zahraničních měřicích čar:

Vezmeme-li citlivost dvojice úseků rovnou polovině možné absolutní chyby, pak relativní chyba délky měřeného úseku úsečky (úseky 2-3) bude rovna 0,4 %.

Jak je patrné ze vzorce (1.6), pro snížení chyby při určování vzdálenosti mezi řezy a následně pro zvýšení citlivosti řezů je nutné, aby poměr Dc:d byl co nejmenší. V praxi však tento poměr obvykle není menší než tři.

Pro posouzení vlivu chyby v načasování, jakož i vlivu citlivosti přejezdů a délky průjezdové tratě na výsledky měření rychlosti, je nutné zvážit závislost rychlosti lodi na dráze a čase. .
ν = s / t (1,9)
kde v je aritmetický průměr několika měření rychlosti, m/s; s je aritmetický průměr cesty, m; t je aritmetický průměr doby jízdy, s.

Jak víte, chyba ve výsledku nepřímých měření (rychlost se počítá podle měřené dráhy a času) je součtem chyb ve výsledcích každého přímého měření zahrnutých do nepřímého. U nepřímých měření se zjistí relativní chyba (mocná, pravděpodobná nebo mezní) každého přímého měření a vypočítá se celková relativní chyba nepřímého měření. Takže v tomto případě

kde εν je relativní chyba měření rychlosti,.%; εs - relativní chyba měření dráhy; εt je relativní chyba v měření doby cesty.

Vyjádření relativních chyb z hlediska pravděpodobných dostaneme

nebo po substituci t = s / v.

Kde ρs je pravděpodobná chyba při měření dráhy, m; ρt je pravděpodobná chyba měření doby jízdy s (podle ρt = 0,5 s). Pravděpodobná chyba měření dráhy

pokud se citlivost obou sekcí považuje za stejnou a rovnou polovičnímu součtu jejich citlivostí a počet běhů v režimu je roven třem.

Dosazením těchto hodnot do vzorce (1.12) a jeho transformací získáme

Velikost chyby tedy bude záviset na třech složkách: citlivosti průřezů, délce průběhu podél měřené linie a rychlosti plavidla.

Jako příklad v tabulce. 3 jsou uvedeny údaje o přesnosti měření rychlosti plavidla na jedné z měřících linií. Na základě těchto údajů lze usoudit, že naměřené rychlosti bez ohledu na rychlost plavidla jsou určeny s vysokou mírou přesnosti. Takže v úseku měřící tratě mezi druhým a třetím úsekem jsou chyby v měření rychlosti 0,35-0,40%. S nárůstem délky měřicí čáry (úsek mezi prvním a druhým úsekem je roven jedné míli, mezi druhým a třetím úsekem - dvě míle a mezi prvním a třetím - tři míle), chyba v měření rychlost prudce klesá.

To však neznamená, že je výhodnější provádět jízdy na dlouhých měřicích tratích, protože tím se zvyšují chyby způsobené případným nerovnoměrným provozem hlavních mechanismů na velké vzdálenosti dráhy a vlivem rušivých vnějších vlivů vedoucích k odchylka kurzu od přímky.

Při přidělování délky měřicího úseku měřicí tratě je také třeba mít na paměti, že při vysokorychlostních zkouškách (při absenci automatického zařízení pro záznam údajů přístrojů) je někdy nutné měřit krouticí moment na vrtuli hřídele alespoň osmkrát až desetkrát nebo jednou nebo dvakrát odstranit indikační diagramy a také několikrát změřit otáčky kardanových hřídelí a určit některé parametry provozu elektrárny. To vše trvá minimálně čtyři minuty. Minimální délku dráhy s na měřicí čáře, která je funkcí času potřebného k provedení těchto měření a určení rychlosti plavidla, lze tedy vypočítat podle vzorce
s = 0,067νs (1,15)
kde νs je rychlost plavidla, uzly, s je dosah plavidla, míle.

Rozměrový faktor 0,067 odpovídá přibližně 4 minutám, což je čas potřebný k provedení měření.