Тема 5 Гирокомпас yokogawa
Свойства гирокомпаса YOKOGAWA CMZ900
Данные о скорости поворота судна (ROT) выводятся в высокоскоростном формате IEC 61162-2
Уникальная противовибрационная система, использующая свойство вязкого масла демпфировать внешние факторы, значительно уменьшает влияние вибрации и внешних сотрясений
Небольшой и легкий контейнер улучшает скорость отработки следящей системы
Гирокомпас работает очень мягко и без запаздывания, это очень удобно для небольших высокоскоростных судов
Компактный дизайн: основной прибор и блок управления (для моделей CMZ900S и CMZ900D) могут быть смонтированы внутри стойки авторулевого
Время перезапуска может быть установлено от 1 до 99 часов
Ручная коррекция скоростной девиации
Автоматическая коррекция скоростной девиации, при поступлении данных скорости судна от лага и позиции от GPS или другого устройства (для моделей CMZ900S и CMZ900D). В случае отсутствия позиции от GPS ее значение рассчитывается из показаний курса и скорости
Внешний сигнал курса от других приборов (магнитного компаса, GPS-компаса и т.д.) может передаваться на репитеры или другое оборудование как дублирующий (для моделей CMZ900S и CMZ900D)
Встроенный монитор определяет разницу между показаниями основного прибора и внешних датчиков курса (для моделей CMZ900S и CMZ900D)
Механический переключатель, как и программно управляемый переключатель позволит выбрать, какой основной прибор гирокомпаса будет использоваться (для модели CMZ900D)
Простое обслуживание
В гиросфере использованы титановые капсула и электроды, в результате чистоты внутри контейнера межсервисный интервал весьма продолжительный
В случае необходимости гиросфера может заменена силами экипажа
Спецификация гирокомпаса YOKOGAWA CMZ900
Время приведения в меридиан: В пределах 5 часов
(в рабочем состоянии через 2 часа)
Точность показаний курса:
- Статическая: ±0.25° × sec (широты)
- Динамическая: ±0.75° × sec (широты)
- Точность отработки: менее 0.1°
- Скорость отработки: 30° /сек
Рабочие условия:
- Угол качки: ±40° (бортовая), ±40 (килевая)
- Температура: от -10 до +55°C
Питание для CMZ900B: 24V DC
Питание для CMZ900S и CMZ900D (для CMZ900B при использовании AC адаптера):
- Основное: 100V/110V/115V/220V±10% AC 50/60Hz±5% однофазный
- Резервное: 24V DC
Навигационный эхолот самописец JRC JFE-582
Отличительный качества JFE-582:
Встроенный ЖК дисплей на который выводится информация о глубине и текущих настроек
Удобный для восприятия показ глубины;.
Данные могут быть импортированы в EC 61162;
Компактный и легкий прибор (по сравнению с предыдущей моделью)
Соответствует стандарту Internetional Maritime Organization Resolution
Сертифицировано Министерством Земли, Инфраструктуры и Транспорта Японии.
Свидетельство MED: DERA-MED-23/00-01 R: JFE-582
Свидетельство MED: DERA-MED-16/00-01:JFE-585
Особенности JFE-582:
Легко производит замер и индикацию глубины (как на бумаге, так и на дисплее).
Работоспособен при отрицательных температурах
Может передавать данные по интерфейсу стандарта IEC 61162.
По сравнению с предыдущей моделью более компактен (коэффициент занимаемой площади: -20%; масса: 6kg)
Полностью соответствует Резолюций IMO к данному оборудованию.
Комплектация JFE-582:
Регистрирующее устройство 1 шт
Согласующее устройство 1 шт
Крепление приемника 1 шт
Запасной комплект 1 шт
Индикатор глубины 1 шт
Информация о технических средствах судовождения
ГИРОКОМПАС, прибор, указывающий направление на земной поверхности; в его состав входит один или несколько гироскопов. Используется почти повсеместно в системах навигации и управления крупных морских судов; в отличие от магнитного компаса его показания связаны с направлением на истинный географический (а не магнитный) Северный полюс. Прототип современного гирокомпаса первым создал Г.Аншюц-Кэмпфе (запатентован в 1908), вскоре подобный прибор построил Э.Сперри (запатентован в 1911). В последующие годы разрабатывалось множество гирокомпасов различных модификаций, но наиболее удачные из них принципиально почти не отличались от устройств Аншюца и Сперри. Приборы современной конструкции значительно усовершенствованы по сравнению с первыми моделями; они отличаются высокой точностью и надежностью и удобнее в эксплуатации.
Применение. В связи с длительным использованием гирокомпаса необходимо, чтобы его высокая точность оставалась неизменной в течение многих недель и даже месяцев. Поэтому он конструируется и изготавливается с соблюдением жестких требований по точности, а в процессе эксплуатации подлежит тщательному периодическому обслуживанию. Обычно гирокомпас применяется как опорное навигационное устройство в судовых рулевых системах с ручным или автоматическим управлением, а также при решении различных задач иного рода, например, для определения точного направления при наводке орудия боевого корабля. Морской гирокомпас, как правило, очень тяжел; в некоторых конструкциях вес гироскопического ротора превышает 25 кг. Для нормальной работы гирокомпаса необходимо устойчивое основание, не испытывающее ускорений и фиксированное относительно земной поверхности, причем скорость его перемещения должна быть пренебрежимо мала по сравнению со скоростью суточного вращения Земли на данной широте. Эти условия не соблюдаются на самолете, поэтому применение гирокомпаса ограничено морскими судами.
Принцип действия гирокомпаса можно описать с помощью упрощенной схемы, приведенной на рисунке. Простейший гирокомпас состоит из гироскопа, подвешенного внутри полого шара, который плавает в жидкости; вес шара с гироскопом таков, что его центр тяжести располагается на оси шара в его нижней части, когда ось вращения гироскопа горизонтальна. Предположим, что гирокомпас находится на экваторе, а ось вращения его гироскопа совпадает с направлением запад – восток (позиция a); она сохраняет свою ориентацию в пространстве в отсутствие воздействия внешних сил. Но Земля вращается, совершая один оборот в сутки. Так как наблюдатель, находящийся рядом, вращается вместе с планетой, он видит, как восточный конец (E) оси гироскопа поднимается, а западный (W) опускается; при этом центр тяжести шара смещается к востоку и вверх (позиция б). Однако сила земного притяжения препятствует такому смещению центра тяжести, и в результате ее воздействия ось гироскопа поворачивается так, чтобы совпасть с осью суточного вращения Земли, т. е. с направлением север – юг (это вращательное движение оси гироскопа под действием внешней силы называется прецессией). Когда ось гироскопа совпадет с направлением север – юг (N – S, позиция в), центр тяжести окажется в нижнем положении на вертикали и причина прецессии исчезнет. Поставив метку «Север» (N) на то место шара, в которое упирается соответствующий конец оси гироскопа, и соотнеся ей шкалу с нужными делениями, получают надежный компас. В реальном гирокомпасе предусмотрены компенсация девиации компаса и поправка на широту места. Действие гирокомпаса зависит от вращения Земли и особенностей взаимодействия ротора гироскопа с его подвесом
ЭХОЛОТ
Эхолот - это прибор, определяющий направление, откуда к нему приходят звуковые импульсы. Звук распространяется в пресной воде со скоростью около 1500 м/с. Основная задача электронной начинки эхолота - измерить время от момента излучения зондирующего звукового импульса до его возвращения к приемнику эхолота после отражения от подводного объекта.
Сигналы, приходящие в разное время от различных объектов, отображаются на цветном жидкокристаллическом экране эхолота (тип экрана может быть и другим). Чем больше глубина объекта под водой, тем дольше время движения эхо-сигнала.
Электронный блок, работающий внутри эхолота, создает короткие электрические импульсы, которые поступают к излучателю, подобно музыкальному громкоговорителю, электрические импульсы превращающему в звуковые пучки высокой частоты. "Послав" пучок ультразвуковых волн в воду, эхолот переключается на прием и использует излучатель как микрофон для улавливания ультразвуковых волн, отражающихся от дна и от других объектов, имеющихся между излучателем и дном.
Излучатель, принимающий ультразвуковые колебания, преобразует их, подобно микрофону, в электрические сигналы. После того, как эти электрические импульсы, сами по себе значительно ослабленные по сравнению с исходными, излучаемыми сигналами, поступают на усилитель, делающий электрические импульсы сильнее до величины, при которой может сработать неоновая лампочка, светодиод или включится ячейка панели жидкокристаллического экрана. Светящиеся точки на экране сливаются в изображения, соответствующие положению объектов под водой и расстоянию до них.
После завершения приема и обработки эхо-сигнала, излучатель переключается в режим посылки следующего зондирующего ультразвукового импульса. Длительность интервала времени между повторными излучениями различная у различных эхолотов, однако у большинства приборов время это достаточно для приема эхо-сигналов с достаточно больших расстояний или, что то же самое, с больших глубин. Некоторые эхолоты могут работать с различными диапазонами глубин, изменяя интервал между повторными излучениями соответственно изменению интервала глубин.
В воде звук распространяется с большой скоростью, а потому не требуется много времени для посылки и приема зондирующего импульса, сразу, после чего можно излучать уже новый импульс. Короткие импульсы звуковых волн имеют очень небольшую длительность - несколько миллисекунд. Интервал времени между посылкой импульсов должен быть не просто достаточным для отправки и приема зондирующего звукового импульса: за это время должен смочь сработать экран эхолота или перо самописца, если речь идет о курсографе. Типичная частота посылки импульсов для эхолота - 24 импульса в секунду, хотя из-за инерционности жидкокристаллических экранов, эхолоты, оборудованные ими, излучают лишь два импульса в секунду.
МАГНИТНЫЙ КОМПАС
Изобретение морского компаса дало мореплавателям надежное средство для ориентировки в море в любой момент дня и ночи и независимо от погоды и было необходимым шагом к эпохе великих географических открытий. Одним из первых приборов - подобием будущего компаса - являлся сосуд с водой, в который помещали кусочек пробки или дерева с прикрепленной к нему намагниченной иглой, показывающей север. Без компаса были бы невозможны путешествия даже по ближайшим к Европе морям, не говоря уже о кругосветных плаваниях.
Древние греки, а от них и римляне знали, что на территории Малой Азии находят бурые камни, обладающие свойством притягивать железные предметы и сообщать им это же свойство притяжения. Древние греки называли этот камень магнитным.
Непонятные для них свойства магнита давали полный простор фантазии, приводили к поискам таинственных сил, что, в свою очередь, способствовало возникновению разных поверий, суеверий, примет... Существовало поверье, что есть скалы и горы, приближение к которым опасно для судов с железными креплениями, - судно или притягивалось такой скалой, или из него выдергивались гвозди и оно рассыпалось. Поэтому в районах мореплавания, где по повериям находились такие скалы, строили корабли только с деревянными креплениями.
Древние мореплаватели ничего не знали ни о полярности магнита, ни о его способности, будучи свободно подвешенным, занимать определенное положение в пространстве. Существует мнение, что китайцы первые использовали это свойство магнита в практических целях за тысячу лет до нашей эры. Так, китайские путешественники издавна употребляли для определения сторон света фигурку, связанную с подвижным магнитом.
Первые упоминания о компасе у арабов встречаются на полстолетия позже, чём у европейцев. В Западной Европе компас был в употреблении уже в 1187 г.
В России прибор, подобный компасу, изготовляли поморы. Он представлял собой круглую коробочку из кости, дерева или меди диаметром около 5 см. Хранили ее в кожаном мешке у пояса. В центре коробочки на шпильке крепились намагниченные иглы - стрелки, представляющие собой своеобразную картушку.
В Уставе Петра I о компасе сказано: "Должны компасы добрым мастерством делать и смотреть, чтобы иглы, на чем компас вертится, были остры и крепки, и не скоро б смалывались. Такие чтобы проволока на компасе к норду и зюйду крепко была натерта магнитом, дабы компас мог быть верным, в чем надлежит крепкое смотрение иметь, ибо в том зависит ход и скорость корабля".
Морские магнитные компасы - основные навигационные приборы, которые служат для определения курса судна и направлений на береговые предметы и небесные светила. По компасу можно также определить приближенное направление ветра и дрейфа судна.
Магнитные компасы просты по устройству и безотказны в работе. Они не связаны ни с источниками энергии, ни с какими-либо другими приборами, и к тому же их стоимость относительно небольшая. Все морские суда снабжаются магнитными компасами, независимо от наличия на них гирокомпасов.
Магнитный компас работает, используя свойство намагниченной стрелки располагаться своей осью вдоль магнитных силовых линии магнитного поля Земли; следовательно, стрелка компаса должна показывать направление магнитного меридиана в данной точке на поверхности Земли. В связи с тем что на магнитную стрелку компаса, установленного на судне, действуют магнитные поля Земли и судового железа, ось магнитной стрелки или линия NS картушки магнитного компаса располагается в плоскости компасного меридиана.
По назначению морские магнитные компасы делятся на главные и путевые.
Главный магнитный компас, как об этом говорит само название, является наиболее важным навигационным прибором, который обычно устанавливают на верхнем мостике в диаметральной плоскости судна в возможной удаленности от судового железа, что обеспечивает оптимальные условия работы компаса. По главному компасу судоводитель назначает заданный курс, проверяет показания путевого компаса и гирокомпаса, пеленгует береговые объекты для определения места.
Путевой магнитный компас служит указателем курса и, как правило, устанавливается в рулевой рубке перед рулевым.
В настоящее время все отечественные суда снабжаются 127-миллиметровым морским магнитным компасом. Он обладает достаточной точностью и надежностью показаний, прост в использовании, обслуживании и ремонте.
Морской магнитный 127-миллиметровый магнитный компас (рис. 23) состоит из следующих основных частей: защитного колпака /, котелка 2 с картушкой, пеленгатора 3, нактоуза 4 и девиационного прибора 5.
Картушка (рис. 24) является главной частью компаса и состоит из системы магнитных стрелок 5, поплавка с латунным ободком 2, агатовой топки 3, винта 4 для крепления топки, диска / со шкалой, разбитой на румбы и градусы.
Магнитная система картушки собрана из шести стрелок круглого сечения диаметром, равным 2,5 мм. Стрелки делают попарно одинаковыми по длине, чтобы концы всех стрелок находились на одной окружности. Для предохранения от ржавчины магнитные стрелки помещают в герметически запаянные медные пенальчики. Поплавок в виде полусферы изготавливают из тонкой листовой латуни. Обладая запасом плавучести, он значительно уменьшает вес картушки в компасной жидкости, а следовательно, и давление картушки на поддерживающую ее шпильку. Топку цилиндрической формы изготавливают из агата. Снизу в топке делают углубление для того, чтобы надеть ее на острие компасной шпильки