Wyznaczanie prędkości przebytego statku na podstawie odległości. Pomiar prędkości i odległości przebytej przez statek. Rekordziści wśród statków

Wyznaczanie prędkości statku w trybie prędkości śruby.

Aby zmierzyć prędkość duże statki użyj opóźnienia. Na małych łodziach proste opóźnienie daje duże błędy w określaniu prędkości i nie zawsze da się je zastosować. Dlatego dla małych jednostek łatwiej jest wyznaczyć prędkość posługując się tabelami lub wykresami wyrażającymi zależność prędkości od liczby obrotów wirnika. Aby mieć takie tabele lub wykresy, konieczne jest wyznaczenie prędkości statku na linii pomiarowej dla różnych obrotów śruby (rys. 59). Wyznaczanie prędkości odbywa się przy sprzyjającej pogodzie. Odchylenie statku na kursie nie może przekraczać ± 2 °.

Ryż. 59. Schemat wyposażenia linii pomiarowej

Linia pomiarowa jest wyposażona w naprowadzającą linię trasowania, wzdłuż której statek płynie, oraz cztery lub więcej krzyżujących się linii trasowania, między którymi są dokładnie mierzone odległości. Prędkość statku na linii skrajni jest mierzona przy stale pracującym silniku. Aby wyeliminować błędy w określaniu prędkości pod wpływem wiatru i prądu, wykonuje się dwa przejazdy w tym samym trybie pracy silnika – w jednym i drugim kierunku.

Stoper służy do rejestrowania momentu, w którym statek mija przekroje poprzeczne. Znając czas t 1, t 2, t 3 oraz odległość między przekrojami poprzecznymi S 1, S 2, S 3, prędkość V S oblicza się ze wzoru:

VS = S

gdzie: V S to prędkość statku w węzłach;

S to odległość między przekrojami w milach;

t - czas przejścia z punktu do punktu, ust.

Podczas każdego biegu ważne jest, aby utrzymać prawidłową prędkość silnika przy odpowiedniej prędkości. Obliczając poszczególne prędkości V 1, V 2, V 3, znajdź średnią.

Po wyznaczeniu prędkości na linii pomiarowej budowana jest tabela lub wykres zależności prędkości statku od liczby obrotów silnika (rys. 60).

Przydatne jest określenie prędkości statku przy różnym zanurzeniu. Następnie pojawi się kilka wykresów i tabel. Dla wygody można je przedstawić na jednym arkuszu papieru. Mając na pokładzie takie tabele lub wykresy, można na podstawie zadanej liczby obrotów silnika i znanego zanurzenia znaleźć odpowiednią prędkość statku.

Czasami w pobliżu nie ma wyposażonej linii pomiarowej. Jednak zawsze można wybrać dwa punkty orientacyjne wybrzeża, aby określić prędkość statku, a odległość między nimi jest wystarczająco dokładnie znana. Odległości te można wyznaczyć np. z planu, który zawiera oba punkty orientacyjne.

Liny prowadzące można zastąpić na statku kompasem, jeśli nie ma obawy, że statek zboczy z kursu przez wiatr lub prąd, w tym celu należy sprawdzić i wyeliminować wpływ pracującego silnika na kompas.

Aby zmierzyć prędkość, statek musi płynąć prostym kursem po bezpiecznej ścieżce żeglugi.

Puc. 60. Wykres zależności prędkości statku od prędkości obrotowej silnika

Kierunek prostej łączącej obiekty można określić za pomocą cyrkla, konieczne jest jednak, aby biegi przebiegały w kierunku równoległym do linii łączącej obiekty.

Przed zbliżeniem się do pierwszego punktu orientacyjnego statek osiąga określoną prędkość i przy danej prędkości obrotowej silnika wchodzi na zmierzony kurs, który podczas dochodzenia do drugiego punktu orientacyjnego pozostaje stały. Kiedy pierwszy punkt orientacyjny jest już widoczny, uruchamiany jest stoper lub odnotowywany jest czas na zegarze. Czas liczony jest w momencie przepłynięcia przez statek trawersu drugiego punktu orientacyjnego. Te same obserwacje poczyniono podczas biegu wstecznego.

§ 27. Uproszczony sposób określania prędkości statku.

Jeżeli niemożliwe jest, zwłaszcza podczas nawigacji, określenie prędkości statku jedną z powyższych metod, stosuje się inną, choć mniej dokładną. Konieczne jest wrzucenie tymczasowego punktu orientacyjnego do wody z dziobu statku w ruchu - mały kawałek drewna i jednocześnie włączenie stopera. Kiedy kawałek drewna osiągnie rufowe cięcie, stoper zostaje zatrzymany. Zgodnie ze zmierzonym czasem i znaną długością statku, prędkość określa się wzorem:

VS =,

gdzie V S to prędkość statku w węzłach;

L to długość statku, m;

T- czas przejścia przedmiotu wrzuconego do wody, sek.

Należy pamiętać, że im krótsze naczynie, tym większy błąd.

Przy określaniu przebytej odległości należy pamiętać, że ruch statku następuje tylko względem wody, a nie gruntu. W tym przypadku wiatr i prąd nie są brane pod uwagę, chociaż stale wpływają na prędkość statku. Dlatego podczas układania należy skorygować odległość obliczoną przez prędkość ze względu na dryfowanie przez prąd i wiatr. Najłatwiej to zrobić, gdy kurs statku pokrywa się z kierunkiem prądu i wiatru lub jest do nich przeciwny. W przypadku dryfów bocznych wzrost lub spadek prędkości będzie w przybliżeniu proporcjonalny do cosinusa kąta między kursem statku a liniami działania prądu lub wiatru.

Główne przyczyny spadku prędkości statku:

1) płytka woda, w której wraz ze wzrostem prędkości gwałtownie wzrasta wodoodporność. Dlatego na płytkiej wodzie prędkość może spaść o 10-15%;

2) wiatr i toczenie. Przy wiatrach czołowych i falach, a także przy silnych wiatrach tylnych, którym towarzyszą fale, prędkość spada.

Przy słabym tylnym wietrze prędkość nieznacznie wzrasta. Spadek prędkości obserwuje się, gdy statek jest przeciążony, przechył i mechanizm różnicowy na dziobie. Na fali, w momentach, gdy śmigło opuszcza wodę, statek gwałtownie wytraca prędkość;

3) zanieczyszczenie podwodnej części kadłuba statku prowadzi do zmniejszenia prędkości o 10-15% w stosunku do prędkości statku o czystym kadłubie.

„Określenie prędkości statku i przebytej odległości na morzu”

Odległość na morzu jest mierzona w milach morskich i milach kablowych, dlatego odległość przebyta przez statek jest mierzona w tych samych jednostkach. 1 mila = 10 kbt.

Prędkość statku wyrażana jest w milach na godzinę lub węzłach.

Węzeł to jednostka prędkości statku równa jednej mili na godzinę. 1 węzeł = 1 mila na godzinę.

Urządzenia, za pomocą których mierzy się prędkość statku i określa przebytą odległość, nazywają się opóźnienia.

Lagi w zależności od zasady działania i urządzenia dzielą się na

Względne (hydrodynamiczne, indukcyjne), mierzące prędkość statku względem wody

Bezwzględne (logi Dopplera, układy inercyjne i geoelektromagnetyczne), które mierzą prędkość statku względem ziemi.

1. Hydrodynamiczny. Działanie tych opóźnień opiera się na pomiarze różnicy pomiędzy statycznym i dynamicznym ciśnieniem wody, w zależności od prędkości statku.

2. Wprowadzenie. Zasada działania opiera się na wykorzystaniu zależności między prędkością statku a polem elektromagnetycznym indukowanym w wodzie przez źródło pola magnetycznego umocowane na dnie naczynia.

3. Dopplera. Zasada działania opiera się na wykorzystaniu efektu Dopplera, który polega na zmianie obserwowanej częstotliwości na skutek ruchu względnego źródła energii promieniowanej

Ruch statku dzieli się również zwykle na względny z prędkością V о (V l), bezwzględny z prędkością V (V а, V u) i przenośny V c pod wpływem wiatru, prądu lub ich połączonego efektu.

Na statkach stosuje się głównie opóźnienia względne, które mierzą prędkość i przebytą odległość względem wody, biorąc pod uwagę wiatr, ale nie biorąc pod uwagę prądu. Zazwyczaj opóźnienia mają błąd zwany korekcją opóźnień.

Korekta opóźnienia nazywamy błędem systematycznym, wyrażonym w procentach.

S-ROL

L= ----------- 100%

gdzie S- rzeczywista (rzeczywista) odległość pobrana z mapy;

ROL Czy różnica w liczbie opóźnień. ROL = OL 2 - OL 1.

Korekta opóźnienia jest często wyrażana w postaci współczynnika opóźnienia k l.

Korekta opóźnienia i prędkość statku są określane po budowie lub naprawie na specjalnych składowiskach odpadów - linie pomiarowe w następujących warunkach: fale morskie nie więcej niż 3 punkty, wiatr do 8 m / s, głębokość nie mniejsza niż 6 średnich opadów.

Korekta opóźnienia i prędkość statku są określane na PPH, SPKh, MPKh, SMPKh w ładunku i pod balastem.

Otrzymane wyniki wpisuje się do tabeli elementów manewrowych.

W przypadku braku prądu na linii pomiarowej wykonywany jest 1 bieg.

W przypadku stałego przepływu wykonuje się 2 przebiegi, aby go wyeliminować, ponieważ na wzajemnie przeciwstawnych kursach ze wzoru (1) w pierwszym przebiegu załóżmy, że V 0 = V 1 - V T, a następnie w drugim przebiegu V 0 = V 2 - V T. Łączne rozwiązanie tych dwóch równań pozwala wyeliminować przepływ i określić prędkość statku względem wody.

W związku z tym zostanie również wyznaczona korekta opóźnienia: obliczona ze wzoru (2) dla dwóch przejazdów.

Jeśli na statku zainstalowana jest śruba o stałym skoku, to podczas przebiegów zauważ prędkość śruby N i uzupełnij od niej zależność prędkości statku V. Następnie przebytą odległość można wyznaczyć ze wzoru:, gdzie a- zaliczka tj. odległość przebyta przez statek względem wody podczas jednego obrotu śruby. Oblicza się ją przez V około i odpowiednią prędkość obrotową śmigieł N:. ...

W morzu korekcja prędkości i opóźnienia są określane przez swobodnie pływający punkt odniesienia (aby wykluczyć prąd) przy użyciu radaru lub przy użyciu precyzyjnych obserwacji (przez satelity) z wyłączeniem prądu graficznie lub za pomocą wzorów. Aby uniknąć kumulacji błędów, długość jednego przejazdu powinna wynosić 10 węzłów. - 2,3 mil morskich; 15uz. - 3,6 NM; 18 węzłów - 4,3 mm lub; 20 węzłów - 4,9 NM (N. V. Averbakh, Yu. K. Baranov Określenie elementów zwrotnych statku morskiego i korekty opóźnienia). Następnie

Zadania do rozwiązania przy obliczaniu numeracji.

Wstępne obliczenie liczby opóźnień: OL i +1 = ROL + OL i, gdzie ROL = Sl / kl.

Obliczenie drogi przebytej wzdłuż kłody: S l = V l DT.

Obliczanie czasu pływania: T = S l / V l; DT = S i / V i;

W naszym życiu prędkość ruchu Pojazd mierzone w kilometrach na godzinę (km/h). Tak charakteryzuje się ruch samochodu, pociągu, samolotu. Ale jest jeden wyjątek od tej reguły. W żegludze morskiej prędkość statku jest podawana w węzłach. Ta jednostka miary nie jest częścią międzynarodowego systemu SI, ale jest tradycyjnie dopuszczona do użytku w nawigacji.

Pomiar prędkości statków

Porządek ten rozwinął się historycznie. Dawno, dawno temu prędkość ruchu statku była określana za pomocą specjalnego urządzenia zwanego opóźnienie sektora... Była to deska, na końcu której umocowana była lina - cienka lina okrętowa. Na całej długości węzły były wiązane w regularnych odstępach. Marynarz, dotykając ręką liny, policzył liczbę węzłów, które przeszły przez jego rękę przez określony czas, określając w ten sposób prędkość natychmiast w węzłach. Ważne jest, aby ta metoda nie wymagała żadnych dodatkowych obliczeń.

Od dawna nikt nie używał lagów tego projektu. Teraz zmierzę prędkość statki morskie korzystać z urządzeń opartych na najnowszych osiągnięciach naukowo-technicznych z zakresu hydroakustyki i hydrodynamiki. Popularne są mierniki dopplerowskie... Jest więcej proste sposoby- za pomocą specjalnych metalowych gramofonów umieszczanych w wodzie. W takim przypadku prędkość jest określana na podstawie liczby ich obrotów na jednostkę czasu.

Mila morska

Przetłumaczony na zwykły język, jeden węzeł oznacza prędkość, z jaką statek pokonuje jedną milę morską na godzinę. Początkowo jego wielkość wynosiła 1853,184 metry. To jest dokładnie długość powierzchni Ziemi wzdłuż południka jednej minuty kątowej. I dopiero w 1929 roku Międzynarodowa Konferencja w Monako ustaliła długość Mila morska na 1852 metrach.

Trzeba pamiętać, że oprócz mil morskich są jeszcze inne. W przeszłości w różnych stanach było kilkadziesiąt różnych mil jako jednostki miary długości. Po wprowadzeniu metrycznego systemu miar, mile jako jednostka miary odległości zaczęły gwałtownie tracić popularność. Obecnie z całej różnorodności mil lądowych pozostało tylko około dziesięciu. Najczęstszym z nich jest mila amerykańska... Jego długość to 1609,34 metry.

Nie tylko mila morska jest powiązana z długością południka Ziemi. Stara francuska liga morska ma 5555,6 metra, co odpowiada trzem milom morskim. Ciekawe, że oprócz ligi morskiej we Francji istniała także liga lądowa, również powiązana długością południka, oraz liga pocztowa.

Zasady przeliczania prędkości

Dziś prędkość statków morskich nadal mierzy się w węzłach. Aby oddać tę cechę w postaci, do której jesteśmy przyzwyczajeni, konieczne jest przełożenie ich na kilometry na godzinę. To może być zrobione na kilka sposobów:

1. Wystarczy pomnożyć liczbę węzłów przez 1,852 w dowolny sposób, na przykład za pomocą kalkulatora.
2. Dokonaj wstępnych obliczeń w swojej głowie, mnożąc liczbę węzłów przez 1,85.
3. Zastosuj specjalne tabele tłumaczeń z Internetu.

Dokonując podobnego przeliczenia, łatwo jest porównać prędkości ruchu statków i innych pojazdów.

Rekordziści wśród statków

Prędkość morskich statków pasażerskich jest zwykle wyższa niż statków handlowych. Ostatni oficjalny rekord („Błękitna Wstęga Atlantyku”) należy do amerykańskiego superszybkiego liniowca transatlantyckiego Stany Zjednoczone... Został zainstalowany w 1952 roku. Następnie liniowiec przepłynął Atlantyk z Średnia prędkość 35 węzłów (64,7 km/h).

Niesławny „Titanic” w swoim jedynym rejsie w momencie zderzenia z górą lodową w nocy z 14 na 15 kwietnia 1912 był prawie na granicy swoich możliwości technicznych z prędkością 22 węzłów. Najwyższa wtedy prędkość liniowce pasażerskie(„Mauretania” i „Lusitania”) wynosiła 25 węzłów (46,3 km/h).

Oto niektóre ze statków, które niegdyś posiadały Błękitną Wstęgę Atlantyku:

1. Great Western (Wielka Brytania) w 1838 r.
2. Wielka Brytania (Wielka Brytania) w 1840 r.
3. Bałtyk (Wielka Brytania) w 1873 r.
4. „Kaiser Wilhelm der Grosse” (Niemcy) w 1897 r.
5. Lusitania (Wielka Brytania) w 1909 roku.
6. „Rex” (Włochy) w 1933 r.
7. Queen Mary (Wielka Brytania) w 1936 roku.

istnieje oddzielna kategoria statki - wodoloty, które służą do przewóz osób i straż przybrzeżna. Mogą osiągać prędkości przekraczające 100 km/h (60 węzłów), ale ich zastosowanie na morzu jest mocno ograniczone wyłącznie do strefy przybrzeżnej i niskiej wydajności ekonomicznej.

Zmiana priorytetów

Wraz z rozwojem lotnictwa tak aktywna rywalizacja między oceanicznymi statkami pasażerskimi straciła na znaczeniu. Pasażerowie przemierzający Atlantyk zaczęli preferować samoloty, a armatorzy musieli przestawić się na obsługę turystów. Do statki wycieczkowe najważniejszymi wskaźnikami były niezawodność, komfort i efektywność ekonomiczna.

Optymalna prędkość dla nowoczesnych statków wycieczkowych oceanicznych wynosi zwykle od 20 do 30 węzłów, a dla statków towarowych około 15 węzłów. Rekordowe osiągnięcie Stanów Zjednoczonych w tym czasie pozostaje najwyższym w historii. W przypadku statków handlowych dzisiejsze wskaźniki priorytetowe mają przede wszystkim charakter ekonomiczny. Pogoń za rekordami w końcu odeszła w przeszłość.

Wideo

W tym wyborze wideo znajdziesz wiele interesująca informacja o pomiarach prędkości transportu morskiego.

Ciągła wiedza nawigatora o niezawodnej prędkości jego jednostki jest jednym z najważniejszych warunków bezproblemowej żeglugi.

Ruch statku względem dna z prędkością zwaną absłony, jest uwzględniany w żegludze jako wynik dodania wektora prędkości statku względem wody oraz wektora prądu działającego w obszarze nawigacyjnym.

Z kolei wektor prędkości statku względem wody (wspominaćcieleśnieprędkość) jest wynikiem pracy śrub okrętowych oraz wpływu wiatru i fal na statek.

W przypadku braku wiatru i fal najłatwiej jest to określić na podstawie prędkości obrotowej śmigieł.

Znajomość prędkości pozwala określić odległość przebytą przez statek S około w milach:

S o = V o T, (38)

gdzie V około - prędkość statku, określona przez prędkość obrotową śmigieł, węzły; T- czas pływania statku, godz.

Metoda ta jest jednak niedokładna, ponieważ nie uwzględnia zmiany stanu statku (zanieczyszczenia kadłuba, zmiany zanurzenia), wpływu wiatru i fal. Następujące czynniki wpływają na prędkość łodzi względem wody.

1. Stopień załadowania, przechylenie i przegłębienie statku. Prędkość statku zmienia się wraz ze zmianą zanurzenia. Zwykle w dobrych warunkach pogodowych statek pod balastem ma nieco większą prędkość niż w pełni załadowany. Jednak wraz z nasileniem się wiatru i fal, utrata prędkości statku pod balastem staje się znacznie większa niż w przypadku statku w pełni załadowanego.

Trym ma znaczący wpływ na zmianę prędkości. Ogólnie rzecz biorąc, trymowanie nosa zmniejsza prędkość. Te same wyniki prowadzi do znacznego trymu rufowego. Optymalna opcja wykończenia jest wybierana na podstawie doświadczenia.

Obecność kołysania statku powoduje jego systematyczne zejście z zadanego kursu w kierunku burty podniesionej, co jest konsekwencją naruszenia symetrii konturów części kadłuba zanurzonej w wodzie. Z tego powodu konieczne jest częstsze przesuwanie steru, aby utrzymać łódź na kursie, a to z kolei prowadzi do zmniejszenia prędkości łodzi.

2. Wiatr i fale zwykle oddziałują na statek w tym samym czasie i zwykle powodują spadek prędkości. Wiatry czołowe i fale stwarzają znaczne opory dla ruchu statku i pogarszają jego sterowność. Utrata prędkości w tym przypadku może być znaczna.

Wiatry i podniecenie płynącego kierunku zmniejszają prędkość statku głównie z powodu gwałtownego pogorszenia jego sterowności. Jedynie przy słabym tylnym wietrze i nieznacznych falach na niektórych typach statków obserwuje się niewielki wzrost prędkości.

3. Zanieczyszczenia kadłuba obserwuje się, gdy statki żeglują w każdych warunkach, zarówno w wodzie słodkiej, jak i słonej. Najintensywniej porastanie występuje w ciepłych morzach. Konsekwencją zanieczyszczenia jest wzrost odporności wody na ruch statku, tj. spadek prędkości. Na średnich szerokościach geograficznych po sześciu miesiącach spadek prędkości może osiągnąć 5-10%. Walka z porastaniem prowadzona jest poprzez systematyczne czyszczenie kadłuba statku i malowanie go specjalnymi
zarośnięte farby.

4. Płytka woda. Wpływ płytkiej wody na spadek prędkości statku
zaczyna oddziaływać na głębokościach w rejonie żeglowania

h≤4Tcp + 3V 2/g,

gdzie n - głębokość, m.

Tcp, - średnie zanurzenie statku, m;

V- prędkość statku, m / s;

g- przyspieszenie grawitacyjne, m / s 2.

Tym samym pod wpływem wymienionych czynników naruszona zostanie zależność prędkości statku od prędkości obrotowej śrub określonych dla określonych warunków żeglugi. W takim przypadku obliczenia odległości przebytej przez statek wykonane według wzoru (38) będą obarczone istotnymi błędami.

W praktyce nawigacyjnej prędkość statku jest czasami obliczana na podstawie znanej zależności

V = S/ T,

gdzie V- prędkość statku względem ziemi, węzły;

S - odległość przebyta z stała prędkość, mile; t - czas, godz.

Rozliczanie prędkości i odległości przebytej przez statek odbywa się najdokładniej za pomocą specjalnego urządzenia - dziennika.

Aby określić prędkość statku, wyposażone są linie pomiarowe, dla obszarów lokalizacji, dla których stawiane są następujące wymagania:

brak wpływu płytkiej wody, który zapewniony jest na minimalnej głębokości określonej ze wskaźnika

N / T≥ 6,

gdzie n- głębokość obszaru linii pomiarowej, m; T- zanurzenie statku, m;

ochrona przed przeważającymi wiatrami i falami;

brak prądów lub obecność słabych prądów stałych zgodnych z kierunkami przebiegów;

możliwość swobodnego manewrowania statkami.

Ryż. 23. Linia pomiarowa

Wyposażenie linii pomiarowej (rys. 23) składa się z reguły z kilku przekrojów równoległych i jednego prowadzącego, prostopadłego do nich. Odległości pomiędzy przekrojami są obliczane z dużą precyzją. W większości przypadków linię ruchu statków wyznacza nie linia prowadząca, ale umieszczone wzdłuż niej boje lub punkty orientacyjne.

Zazwyczaj pomiary są wykonywane przy pełnym obciążeniu i pod balastem dla głównych trybów pracy silników. W okresie pomiarów na linii pomiarowej wiatr nie powinien przekraczać 3 punktów, a podniecenie – 2 punkty. Naczynie nie powinno być przechylone, a trym powinien mieścić się w optymalnych granicach.

Aby określić prędkość, statek musi leżeć na kompasie na kursie prostopadłym do linii przekrojów i wypracować zadaną prędkość obrotową śmigieł. Czas trwania biegu jest zwykle mierzony za pomocą odczytów trzech stoperów. W momencie przekroczenia pierwszej osi siecznej uruchamiane są stopery i co minutę odnotowywane są wskazania obrotomierza. Stopery zatrzymują się po przekroczeniu drugiego przekroju.

Po obliczeniu średniego czasu trwania biegu zgodnie z odczytami stoperów, prędkość określa wzór

V = 3600S / t, (39)

gdzie S jest długością przebiegu między przekrojami, milami;

T- średni czas trwania biegu między przekrojami poprzecznymi, s; V- prędkość statku względem ziemi, węzły.

Prędkość obrotowa śmigieł określana jest jako średnia arytmetyczna wskazań obrotomierza podczas jazdy.

Jeżeli w obszarze linii pomiarowej nie ma prądu, to prędkości względem gruntu i wody są równe. W takim przypadku wystarczy jeden bieg. Jeżeli w obszarze manewrowania występuje stała prądowa w kierunku i prędkości, konieczne jest wykonanie dwóch przejazdów w przeciwnych kierunkach. Względna prędkość statku V 0 i częstotliwość obrotów śmigieł NS w tym przypadku określą wzory:

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

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

Ryż. 24. Wykres zależności prędkości od częstotliwości obrotów śmigieł

gdzie V 1, V 2 - prędkość statku względem dna w pierwszym i drugim biegu; n 1 i n 2 - częstotliwość obrotów śmigieł na pierwszym i drugim biegu.

Pracując w obszarze toru pomiarowego o jednostajnie zmieniającym się prądzie, zaleca się wykonanie trzeciego biegu w tym samym kierunku co pierwszy i obliczanie prędkości wolnej od wpływu prądu nO przybliżona formuła

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

Jeśli charakter zmiany przepływu jest nieznany lub chcą uzyskać dokładniejszy wynik, wykonuje się cztery przebiegi, a prędkość oblicza się według wzoru

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

Średnia prędkość obrotowa śmigieł w tych przypadkach jest obliczana odpowiednio dla trzech i czterech przebiegów:

n = (n 1 + 2n 2 + n 3) / 4; (44)

n = (n 1 + 3n 2 + 3n 3 + n 4) / 8. (45)

W ten sposób określa się prędkość i częstotliwość obrotów śmigieł dla kilku trybów pracy silników głównych w ładunku i pod balastem. Na podstawie uzyskanych danych wykreślono wykresy zależności prędkości od prędkości obrotowej śrub dla różnych obciążeń statku (rys. 24).

Na podstawie tych wykresów sporządza się tabelę dopasowującą prędkość obrotową śmigła lub tabelę dopasowującą prędkość obrotową śmigieł do prędkości statku.

Jeżeli na podstawie wyników przejazdu linii pomiarowej znana jest dowolna prędkość i odpowiadająca jej prędkość obrotowa śrub, można obliczyć wartość prędkości dla dowolnej wartości pośredniej prędkości obrotowej śrub za pomocą wzoru Afanasjewa

V И = V 0 (n 1 / n 0) 0, 9, (46)

gdzie V 0 - znana prędkość przy prędkości obrotowej śmigła n 0 ; V И, - wymagana prędkość dla prędkości obrotowej śmigła n 1 .

W ten sposób wyznaczając prędkość swojego statku na podstawie wykresu jej zależności od prędkości obrotowej śmigieł, możesz obliczyć przebytą odległość w milach morskich za pomocą wzoru

gdzie V 0 - prędkość statku, węzły; T- czas pływania min.

Jeśli znana jest przebyta odległość, obliczany jest czas pływania: v

Wzory te są używane do zestawienia tabel „Odległość według czasu i prędkości” oraz „Czas według odległości i prędkości” w MT – 75, odpowiednio, załączniki 2 i 3.

Obliczenia przebytej drogi z wykorzystaniem prędkości określonej z prędkości obrotowej ślimaków Vo6 wykonywane są tylko w przypadku braku opóźnienia lub w celu kontroli jego pracy.

Prędkość statku w procesie testów prędkości znajduje się na różne sposoby.

Powszechne jest wyznaczanie prędkości statku na specjalnych liniach pomiarowych wyposażonych w przybrzeżne odcinki sieczne (poprzeczne), których odległość jest dokładnie znana. Na linii skrajni prędkość statku jest określana przez czas, w którym statek przepłynie znaną odległość między liniami. Ta metoda jest jednym z najdokładniejszych sposobów pomiaru prędkości statku.

Znane zastosowania to także kablowe linie pomiarowe, które są rodzajem w/w linii pomiarowych o przekrojach poprzecznych. Na torze kablowym statek przepływa po kablach elektrycznych ułożonych na dnie toru wodnego w poprzek kierunku ruchu statku. Prąd elektryczny przepływa przez kable, których odległość musi być dokładnie znana. Zainstalowany na statku specjalny sprzęt elektroniczny rejestruje moment przepłynięcia statku po kablu.

W ostatnim czasie do pomiaru prędkości statku zaczęto szeroko stosować różne systemy radionawigacyjne, zwłaszcza fazowe.

Prędkość statku, ze stosunkowo mniejszą dokładnością, można również zmierzyć za pomocą własnego statku stacja radarowa, który sukcesywnie w krótkich odstępach czasu mierzy odległość do dowolnego konkretnego obiektu, który dobrze odbija fale radiowe.

Pomiar prędkości statku za pomocą wentylatora namiarów dwóch obiektów lub innymi metodami nawigacyjnymi, na przykład za pomocą radiolatarni, których odległość jest znana, nie ma wystarczającej dokładności.

Wszystkie powyższe i wiele innych metod, w tym główna metoda wyznaczania prędkości statku na linii skrajni, mają jedną wspólną wadę, polegającą na tym, że prędkość statku wyznaczana jest względem brzegu, a nie wody. Jednocześnie trudny do dokładnej oceny wpływ wiatru czy prądów pływowych nakłada się na pomiary. Tymczasem podczas przeprowadzania szybkich testów i dalszego wykorzystania uzyskanych danych konieczna jest znajomość prędkości statku względem otaczającej wody, czyli przy braku prądu. Dlatego warunki i miejsce badań dobiera się tak, aby wpływ przepływu był jak najmniejszy lub był skierowany jak najdalej wzdłuż odcinka pomiarowego. W tych przypadkach przebiegi naczynia w odcinkach pomiarowych są prowadzone we wzajemnie przeciwnych kierunkach iw określonej kolejności.

Pomimo pewnych trudności w określeniu prędkości statku na linii wodowskazowej lub przy użyciu pomocy radionawigacyjnych, zawsze należy preferować pomiar prędkości za pomocą standardowego statku i specjalnych dzienników lub śmigieł hydrometrycznych ze względu na małą dokładność tych ostatnich, mimo że mierzą one prędkość. statku bezpośrednio w stosunku do wody.

Do testów prędkości należy używać linii skrajni, które znajdują się blisko konstrukcji statku lub podstawy, co pozwoli zaoszczędzić czas i paliwo potrzebne do zbliżenia się do linii skrajni. Ponadto, ze względu na zużycie paliwa podczas przemieszczania się na odległą linię skrajni, trudno jest podać z góry określoną wartość przemieszczenia statku.

Głębokość wody w rejonie toru pomiarowego, czyli w jej odcinku pomiarowym i na podejściu do niej (z obu stron), a także w rejonie obrotu statku na kursie powrotnym musi być wystarczające, aby wykluczyć wpływ płytkiej wody na opór wody na ruch statku, a w konsekwencji na jego prędkość.

Wiadomo, że układ fal tworzony przez statek poruszający się na płytkiej wodzie różni się od układu fal na głębokiej wodzie i zależy od reżimu charakteryzującego się tzw. liczbą Froude'a na płytkiej wodzie

Gdzie σ jest prędkością statku, m / s; g jest przyspieszeniem swobodnego spadania, m / s2; Н - głębokość toru wodnego, m.

Zmiana charakteru falowania prowadzi do zwiększenia lub zmniejszenia oporów ruchu statku, a tym samym wpływa na jego prędkość.

Jednocześnie rozwija się przeciwprąd wody, zwiększając prędkość opływu kadłuba, a co za tym idzie opór tarcia statku. Całkowite wyeliminowanie wpływu płytkiej wody wymaga dużych głębokości linii pomiarowej, które nie zawsze są możliwe do zapewnienia (tab. 1).

Tabela 1. Wartości minimalnej głębokości linii pomiarowej, m

W rezultacie przy określaniu minimalnych wymaganych głębokości zwykle wychodzą one od utraty prędkości pod wpływem płytkiej wody, która stanowi 0,1% wartości mierzonej. Aby spełnić te warunki, należy przyjąć wartość Frh≥0,5 dla oporu falowego, a dla oporu tarcia
Na podstawie tego podejścia zasady badań opracowane przez XII Międzynarodową Konferencję Basenów Doświadczalnych zalecają przyjęcie minimalnej dopuszczalnej głębokości na linii pomiarowej większej niż obliczona wzorami
gdzie B i T to odpowiednio szerokość i zanurzenie statku. Podobną metodę zaleca norma krajowa ОН-792-68, jednak formuły zapisane są w formie
Mierzona linia, jeśli to możliwe, powinna znajdować się w obszarze chronionym przed przeważającymi wiatrami i falami morskimi. Wreszcie warunkiem koniecznym jest obecność wystarczającej przestrzeni na obu końcach linii pomiarowej, niezbędnej do swobodnego manewrowania statkiem na końcu biegu na odcinku pomiarowym, zawrócenia na kurs powrotny i przyspieszenia po zakręcie.

Dopuszczalne odchylenia głębokości wody na podejściach do odcinka pomiarowego linii pomiarowej nie powinny przekraczać ± 5%.

Tor statku na linii skrajni musi znajdować się w odległości co najmniej dwóch do trzech mil od zagrożeń przybrzeżnych. Niespełnienie tego warunku stwarza zagrożenie, że statek przy dużych prędkościach, nawet przy prawidłowym manewrowaniu, może wpaść na mieliznę w przypadku zablokowania steru.

Nie zawsze jest możliwe spełnienie wszystkich powyższych wymagań, dlatego liczba pełnowartościowych linii pomiarowych jest bardzo ograniczona.

Tabela 2 pokazuje niektóre dane charakteryzujące zmierzone linie wielu innych krajów. Jak widać z tabeli, długość odcinków pomiarowych tych linii jest różna, a głębokości wielu z nich są niewystarczające do badania statków stosunkowo szybkich.

Na ryc. 3 przedstawia schemat linii pomiarowej w pobliżu Rockland (USA), na której duża liczba szybkie testy statków, w tym badawcze. Linia ta spełnia większość powyższych wymagań, ale nie jest chroniona przed wiatrami zachodnimi i falami, które powodują. Sekcja pomiarowa ma długość jednej mili morskiej (1852 m), długość każdego odcinka boostera wynosi trzy mile morskie. Linia pomiarowa wyposażona jest w dwie nadbrzeżne poprzeczne (sieczne) odcinki prostopadłe do odcinka pomiarowego. Jeden z przekrojów wyposażony jest w trzy znaki (tarcze), drugi w dwa.

Ryż. 3. Schemat linii pomiarowej w Rockland (USA). Δ - znak prowadzący.

Dodatkowo wzdłuż linii biegu umieszczane są kamienie milowe dla orientacji nawigatora, wskazujące granice odcinków przyspieszania i pomiaru.

Wiele linii pomiarowych wyposażonych jest w tzw. osiowania prowadzące, na linii których znajduje się odcinek pomiarowy. Obecnie obecność linii prowadzącej nie jest uważana za obowiązkową, chociaż nadal istnieje opinia, że ​​jest to konieczne w przypadkach, gdy w obszarze linii pomiarowej występuje prąd, który nie pokrywa się z kierunkiem pomiaru linia. Jest to jednak opinia błędna: proste konstrukcje geometryczne pokazują, że w tym przypadku, sterując statkiem po linii wiodącej, jak i na kompasie, statek pokonuje drogę dłuższą niż odległość między liniami trasowania. Dlatego stawia się wymóg, aby kierunek przepływu pokrywał się z kierunkiem linii pomiarowej lub w każdym przypadku tworzył z nim kąt nie przekraczający 15-20 °.

Znaki wiodące (rys. 4) linii pomiarowych to osłony, które są zainstalowane na takiej wysokości, aby były dobrze widoczne z morza. Zazwyczaj przednia osłona, czyli osłona znajdująca się bliżej odcinka pomiarowego toru pomiarowego, jest montowana nieco niżej niż tylna w taki sposób, że w momencie mijania przez statek osiowania, osłony nakładają się na siebie, tworząc prawie jedną całość w kierunku pionowym. Pośrodku tarcz nakładane są pionowe paski w jasnych kolorach, które również powinny być dobrze widoczne z morza.

Ryż. 5. Czułość liniowa przekrojów.

1 - przedni znak wyrównania; 2 - tylny znak wyrównania.

Niemniej jednak obserwator na statku przecinającym poprzeczne odcinki linii pomiarowej pod kątem prostym praktycznie nie może absolutnie dokładnie określić momentu, w którym przechodzi linia wyrównania, czyli momentu, w którym środkowe paski osłon znajdują się na jednej pionowej linii prostej, jakby stanowiło kontynuację każdego przyjaciela.

Wielkość błędu w określeniu momentu całkowitego pokrycia środkowych pasków osłon osiowania zależy od tzw. liniowej czułości wyrównania (rys. 5).

Rozdzielczość normalnego oka jest równa jednej minucie kątowej. Narysujmy linię biegu statku wzdłuż mierzonej linii (rys. 5) odcinka A1A2, odpowiadającej jednej minucie kątowej. W przedziale A1A2 okazuje się, że kąt między dwoma znakami jest mniejszy niż jedna minuta, a zatem dowolny punkt w tym przedziale może służyć jako znacznik początku pomiaru prędkości. Wartość ОА1 = ОА2 nazywana jest czułością liniową wyrównania i jest oznaczona dalej literą W.

Aby znaleźć wyrażenie na W, używamy relacji
tanα = tan (β-γ). (1.2)
przekształcone w formę

Po podstawieniu wartości tan β i tan γ do wyrażenia (1.3) i prostych przekształceniach otrzymamy

Pierwszy wyraz po prawej stronie wyrażenia (1.4) można pominąć, ponieważ będzie on wyższego rzędu małości w porównaniu z dwoma następnymi. Wtedy równanie (1.4) przyjmuje postać
dW = tan αDc (Dc + d), (1,5)
gdzie

Zastąpienie tangensa kąta łukiem i kąta wartością rozdzielczości oka oraz wprowadzenie współczynnika oświetlenia ustawienia a "(dla światła dziennego α"=2 i dla światła nocnego α"=3,5), otrzymujemy wartość czułości liniowej linii trasowania (w metrach)

Gdzie
Dс - odległość od przedniego znaku osi siecznej do podwozia linii pomiarowej, m; ao - kąt rozdzielczości oka; d - odległość między wiodącymi znakami, m.

Oto wartości czułości przekrojów jednej z obcych linii pomiarowych:

Jeśli przyjmiemy czułość pary odcinków równą połowie możliwego błędu bezwzględnego, to względny błąd długości mierzonego odcinka linii (odcinki 2-3) będzie równy 0,4%.

Jak widać ze wzoru (1.6), w celu zmniejszenia błędu wyznaczania odległości między odcinkami, a co za tym idzie zwiększenia czułości przekrojów, konieczne jest, aby stosunek Dc:d był jak najmniejszy. W praktyce jednak stosunek ten wynosi zwykle nie mniej niż trzy.

Aby ocenić wpływ błędu w taktowaniu, a także wpływ wrażliwości skrzyżowań i długości linii startowej na wyniki pomiaru prędkości, należy wziąć pod uwagę zależność prędkości statku od toru i czasu .
v = s / t (1,9)
gdzie v jest średnią arytmetyczną kilku pomiarów prędkości, m / s; s to średnia arytmetyczna drogi, m; t jest średnią arytmetyczną czasu podróży, s.

Jak wiadomo błąd w wyniku pomiarów pośrednich (prędkość obliczana jest według zmierzonej drogi i czasu) to suma błędów w wynikach każdego pomiaru bezpośredniego zawartego w pomiarze pośrednim. W przypadku pomiarów pośrednich znajduje się błąd względny (średniokwadratowy, prawdopodobny lub marginalny) każdego pomiaru bezpośredniego i obliczany jest całkowity błąd względny pomiaru pośredniego. Tak więc w tym przypadku

gdzie εν jest względnym błędem pomiaru prędkości,%; εs - błąd względny pomiaru drogi; εt jest względnym błędem pomiaru czasu podróży.

Wyrażając błędy względne w kategoriach prawdopodobnych, otrzymujemy

lub po podstawieniu t = s / v.

Gdzie ρs jest prawdopodobnym błędem pomiaru drogi, m; ρt jest prawdopodobnym błędem pomiaru czasu przejazdu, s (zgodnie z ρt = 0,5 s). Prawdopodobny błąd pomiaru ścieżki

przyjmiemy, że czułość obu odcinków jest taka sama i równa połowie sumy ich czułości, a liczba przebiegów w trybie jest równa trzy.

Podstawiając te wartości do wzoru (1.12) i przekształcając go otrzymujemy

Zatem wielkość błędu będzie zależeć od trzech składowych: czułości przekrojów, długości biegu wzdłuż mierzonej linii oraz prędkości statku.

Jako przykład w tabeli. 3 przedstawia dane dotyczące dokładności pomiaru prędkości statku na jednej z linii pomiarowych. Na podstawie tych danych można stwierdzić, że mierzone prędkości, niezależnie od prędkości statku, wyznaczane są z dużą dokładnością. Tak więc na odcinku linii pomiarowej między drugim a trzecim odcinkiem błędy pomiaru prędkości wynoszą 0,35-0,40%. Wraz ze wzrostem długości linii pomiarowej (przekrój między pierwszą a drugą trasą wynosi jedną milę, między drugą a trzecią trasą - dwie mile, a między pierwszą a trzecią - trzy mile) błąd pomiaru prędkość gwałtownie spada.

Nie oznacza to jednak, że bardziej celowe jest wykonywanie przebiegów na długich liniach pomiarowych, gdyż zwiększa to błędy spowodowane ewentualną nierówną pracą mechanizmów głównych na dużej odległości toru oraz wpływem zakłócających wpływów zewnętrznych prowadzących do odchylenie kursu od linii prostej.

Przypisując długość odcinka pomiarowego toru pomiarowego należy również pamiętać, że podczas testów szybkich (w przypadku braku automatycznego sprzętu do rejestracji wskazań przyrządów) czasami zachodzi konieczność pomiaru momentu obrotowego na śmigle co najmniej od ośmiu do dziesięciu razy lub do jednokrotnego lub dwukrotnego usunięcia wykresów indykatorowych, a także kilkukrotnie do pomiaru prędkości obrotowej wałów śrubowych i określenia niektórych parametrów pracy elektrowni. Wszystko to zajmuje co najmniej cztery minuty. Tym samym minimalną długość drogi s na linii pomiarowej, będącą funkcją czasu potrzebnego na wykonanie tych pomiarów i wyznaczenie prędkości statku, można obliczyć ze wzoru
s = 0,067νs (1,15)
gdzie νs to prędkość statku, węzły, s to zasięg statku, mile.

Współczynnik wymiaru 0,067 odpowiada około 4 minutom, czyli czasowi potrzebnemu do wykonania pomiarów.