4. Предвычисление времени и отсчета лага прихода судна в заданную точку.

В общем случае точка может быть задана:

1. – координатами (φ, λ);

2. – направлением на ориентир (ИП или КУ);

3. – расстоянием до ориентира (D).

Рассмотрим пример на предвычисление времени (Т₁) и отсчета лага (ОЛ₁) прихода судна на траверз ориентира (рис. 13.9).

Рис.13.9. Предвычисление времени и отсчета лага прихода судна на траверз ориентира.

1. → рассчитываем величину ИП на момент прихода судна на траверз ориентира:

   (13.15)

2. 110,0° − 90,0° = 20,0° − на ориентир и

3. 20,0° + 180° = 200,0° − с ориентира.

   ИК = КК + ΔК = 108,0° + 2,0°=110,0°.

   (13.16)

4. → рассчитанный ИП (20,0°), а точнее ОИП (200,0°), проводим от ориентира до пересечения с линией пути при дрейфе (т. );

5. → снимаем расстояние S (6 миль) от исходной точки (т. ) до заданной точки (т. );

6. → рассчитываем время прихода судна в заданную точку:

   	(13.17)
   T1 = T0 + t = 09.00 + 0.45 = 09.45	(13.18)

7. → рассчитываем показания лага (ОЛ₁) на время прихода судна в заданную точку:

	(13.19)
ОЛ1 = ОЛ0 + РОЛ = 40,3 + 6,2 = 46,5.	(13.20)

Ответ:   – время и отсчет лага прихода судна на траверз ориентира.

Вопросы для самоконтроля:

1. Как производится навигационная прокладка и счисление пути судна?

2. Назвать основные элементы графического счисления.

3. Каковы требования к графическому счислению?

4. Как вычисляется и учитывается угол дрейфа.

5. Написать основные формулы для вычисления ПУα.

* * *

Лекция 14. Графическое счисление пути судна c учетом течения. Прямая и обратная задачи.

План лекции:

1. Морские течения и их влияние на путь судна.

2. Учет течения при графическом счислении пути судна

3. Угол сноса на течении и ПУβ, величины и определение.

Литература: в соответствии с порядковым номером Перечня - 5,9,10,12

Горизонтальные перемещения больших масс воды в море, характеризующиеся направлением и скоростью, называются морскими течениями.

Причины, вызывающие морские течения, подразделяются на:

- внешние (ветер, атмосферное давление, приливообразующие силы Луны и Солнца), и

- внутренние (неравномерность плотности водных масс по глубине).

Морские течения, по причинам их вызывающим, подразделяются на:

ветровые; дрейфовые; приливо-отливные; плотностные и др.

По глубине расположения течения подразделяются на:

- поверхностные; - глубинные; - придонные.

По физико-химическим свойствам масс воды течения подразделяются на:

- теплые и холодные; соленые и распресненные.

Навигационная классификация течений исходит из их устойчивости по времени. По этой классификации течения делятся на: 1. Постоянные. 2. Периодические.3. Временные.

1. Постоянные течения → течения, направление и скорость которых длительное время остаются постоянными (Гольфстрим, Куро-Сио, Бразильское и др.).

2. Периодические течения → течения, направление и скорость которых непрерывно изменяются, периодически повторяя свои элементы (приливо-отливные).

3. Временные течения → течения, которые действуют короткий промежуток времени (ветровые, сгонно-нагонные и др.).

Сведения о течениях приводятся:

1. в Атласах течений;

2. в Атласах физико-географических данных морей и океанов;

3. в лоциях;

4. в навигационно-гидрографических обзорах и руководствах;

5. на навигационных морских картах;

6. на специальных картах течений.

На картах течения показываются условными обозначениями:

– постоянные	– временные	– приливные	– отливные

Любое течение характеризуется направлением и скоростью.

Направление течения определяется той точкой горизонта, куда оно направлено (если «ветер дует в компас» то – «течение вытекает из компаса») измеряется в градусах в круговой системе счета направлений, от 0° до 360° относительно северной части истинного меридиана и обозначается К_Т (рис. 8.9).

Рис.14.1. «Ветер в компас, а течение из компаса»

Скоростью течения называется расстояние, на которое перемещаются водные массы в единицу времени. Измеряется в узлах (миль/час) и обозначается υ_Т.

Скорость течений в открытых частях морей и океанов колеблется в широких пределах: → до 4 уз. в районах развитых постоянных океанских течений (Гольфстрим, Куро-Сио и др.).

Скорость приливо-отливных течений в отдельных узкостях может достигать 9÷12 узлов.

Кроме руководств и пособий для плавания элементы течения (К_Т, υ_Т) могут быть определены и непосредственно на судне как с помощью приборов: абсолютного гидроакустического лага – (ГАЛа) или электромагнитного измерителя течений – (ЭМИТ); так и по высокоточным обсервациям или с помощью поплавков (буйков) – при стоянке судна на якоре.

При плавании в районе с течением, на судно действуют две силы (рис.14.2):

1. → сила действия собственных движителей;

2. → сила воздействия течения.

Рис. 14.2. Линия пути судна на течении

Под действием собственных движителей судно перемещается относительно воды по линии истинного курса (ИК) с относительной скоростью V₀.

Под воздействием течения судно перемещается относительно поверхности Земли по направлению течения К_Т с переносной скоростью, равной скорости течения υ_Т.

Суммарное же (результирующее) перемещение судна относительно поверхности Земли складывается из относительного и переносного перемещений и происходит с путевой скоростью V.

(14.1)

Для геометрического сложения векторов по формуле (14.1) необходимо на навигационной карте:

1. → из счислимой точки начала учета течения (т. О) проложить линию истинного курса (ИК);

2. → от т. О по линии ИК отложить (в масштабе карты) вектор скорости судна  ;

3. → из конца вектора (т. В) проложить линию по направлению течения (К_Т) и на ней (от т. В) отложить (в том же масштабе) вектор скорости течения  ;

4. → соединить начало вектора скорости судна  (т. О) с концом вектора скорости течения (т. А) – получим вектор путевой скорости судна – .

Треугольник ОАВ, сторонами которого являются векторы относительной ( ), переносной ( ) и путевой ( ) скоростей, называется навигационным скоростным треугольником.

Линия, по которой перемещается центр массы судна относительно дна моря называется линией пути судна при течении (О–А).

Путь судна при течении (ПУ_Т или ПУ_β) → направление перемещения центра массы судна, измеряемое горизонтальным углом между северной частью истинного меридиана и линией пути при течении (от 0° до 360° – по часовой стрелке).

Угол сноса (β) → угол между линией истинного курса и линией пути судна, обусловленный влиянием течения (измеряется в сторону правого или левого борта от 0° до 180° со знаком «плюс» (+) или «минус» (–) соответственно.

Путь судна при течении (ПУ_β), истинный курс (ИК) и угол сноса (β) связаны соотношением:

ПУβ = ИК + β     ИК = ПУβ − β     β = ПУβ – ИК

(14.2)

Формулы (14.2) алгебраические. При вычислениях углу сноса β придается знак «плюс» (+) или «минус» (–):

• «+» → если течение действует в л/б судна, т.е. ПУ_β > ИК (сносит вправо) – рис. 14.3а;

• «–» → если течение действует в пр/б судна, т.е. ПУ_β < ИК (сносит влево) – рис. 14.3б.

а)

б)

Рис. 14.3. Знак угла сноса судна течением

Графическое счисление с учетом течения ведется на навигационной карте с соблюдением некоторых правил:

1. → линия истинного курса (ИК) и линия направления течения (К_Т) проводятся с более слабым нажимом карандаша, чем линия пути при течении (ПУ_β);

2. → вдоль линии пути при течении (ПУ_β) с внешней стороны навигационного скоростного треугольника подписывается [КК 96,0° (–1,0°) β = –5,0°] – рис. 8.12;

3. → для каждого счислимого места строится навигационный треугольник перемещений (ΔОДС), подобный навигационному скоростному треугольнику (ΔОАБ);

4. → счислимое место судна находится на его линии пути при течении (ПУ_β), около которого пишется ;

5. → судовой журнал заполняется в соответствии с правилами его ведения.

Рассмотрим решение основных задач, связанных с графическим учетом течения.

Рис. 14.4. Оформление графического счисления пути судна при учете течения

Задача № 1.

Расчет линии пути судна при течении (ПУβ) и угла сноса (β) по известным ИК, V0 и элементам течения (КТ, υТ).

Дано: ГКК (96,0°), ΔГК (–1,0°), V₀ (7,0 уз.), К_Т (50,0°), υ_Т (1,4 уз.).

Определить: ПУ_β, β.

Решение (рис. 8.12):

1. → Рассчитываем значение истинного курса ИК = ГКК + ΔГК = 96,0° + (–1,0°) = 95,0°.

2. → Из точки начала учета течения проводим линию истинного курса судна (ИК) и отложим по ней (от т. О) вектор относительной скорости в масштабе карты (1 уз. = 1 миле).

3. → Из конца вектора (т. А) проводим линию по направлению течения (К_Т = 50°) и отложим по ней (от т. А) вектор скорости течения (1,4 уз.) в том же масштабе (А − Б).

4. → Соединяем точку начала учета течения (т. О) с концом вектора скорости течения (т. Б) и с помощью параллельной линейки и транспортира штурманского снимаем направление этой линии – линии пути при течении (ПУ_β = 90,0°).

5. → Рассчитываем угол сноса судна течением β = ПУ_β – ИК = 90,0° – 95,0° = –5,0°.

6. → Подписываем линию пути судна при течении с внешней стороны навигационного скоростного треугольника (ΔОАБ). ГКК 96,0° (–1,0°) β = –5,0° и задаем этот курс рулевому.

7. → Заполняем судовой журнал согласно правил его ведения.

Задача № 2. Расчет счислимого места судна на заданный момент времени.

Нахождение счислимого места на заданный момент времени сводится к построению треугольника перемещений (ΔОСД) подобного навигационному скоростному треугольнику (ΔОАБ).

Дано: Т₀ (09.50), ОЛ₀ (33,0), ГКК (96,0°), ΔГК (–1,0°), β (–5,0°), V₀ (7,0 уз.), К_Т (50,0°), υ_Т (1,4 уз.).

Найти: счислимое место судна на момент времени Т₁ (11.10) при ОЛ₁ (42,7).

Решение (см.рис.):

1. → Выполняем пп. 1÷6 по задаче № 1.

2. → Рассчитываем пройденное судном расстояние от исходной точки (т. О) до заданного :

   1. РОЛ = ОЛ₁ − ОЛ₀ = 42,7 − 33,0 = 9,7;

   2. S_Л = К_Л · РОЛ = 0,96 · 9,7 = 9,3 (К_Л – из «Таблицы поправок лага по V_Л = 7,0 уз.);

   3. S_ОБ = V_ОБ · t = 7,0 · 1ч 20м = 9,3, где t = Т₁ – Т₀ = 11.10 – 09.50 = 1ч 20м. S_Л = S_ОБ.

3. → Рассчитанное расстояние S_Л = S_ОБ (9,3 мили) отложим от исходной точки (т. О) по линии истинного курса (ИК) – (S_Л = S_ОБ = 9,3 мили – ).

4. → Из полученной на линии ИК точки (т. С) проводим линию по направлению учитываемого течения К_Т ( ) до пересечения ее с линией пути на течении. Точка пересечения (т. Д) и даст нам искомое счислимое место судна на заданный момент времени.

5. → У счислимого места на заданный момент времени (т. Д) подписываем .

Задача № 3.

Предвычисление времени и отсчета лага прихода судна в заданную точку при учете течения.

Точка, как правило, задается: 1. координатами (φ, λ); 2. Направлением на ориентир (пеленг или курсовой угол); 3. Расстоянием до ориентира.

Независимо от способа «задания» точки, она должна находиться на линии пути при учете течения (ПУ_β) → т. «Д».

Дано: ГКК (92,0°), ΔГК (–2,0°), V₀ (7,0 уз.), К_Т (145,0°), υ_Т (2,0 уз.).

Найти: , когда судно будет в заданной точке Д (φ и λ; ор. К; D_З ор. М).

Решение (рис. 8.13):

1. → Выполняем пп. 1÷6 по задаче № 1 (ПУ_β = 103,0°, β = +13,0°).

2. → Находим место заданной т. Д на карте (1. по φ и λ; 2. по ор. К – ИК = ИК – 90° = 0,0° или с ор. К на судно – ОИП° = 180,0°; 3. по D_З от ор. М).

3. → Из т. Д проводим линию, обратную направлению течения (К_Т ±180°), до пересечения ее с линией истинного курса судна ИК ( ) → т. С.

4. → С помощью циркуля-измерителя снимаем расстояние (S) от т. О до т. С по линии истинного курса судна (ИК).

Рис. 14.5. Предвычисление времени и отсчета лага прихода судна в заданную точку при учете течения

5. → Рассчитываем время (Т₁) и отсчет лага (ОЛ₁):

T₁ = T₀ + t,    где    и ОЛ₁ = ОЛ₀ + РОЛ,    где (S ~ ).

6. → Подписываем найденные значения у заданной точки (т. Д).

Задача № 4.

(обратная № 1) Расчет компасного или истинного курса по известным элементам течения (КТ, υТ), скорости судна (V0) и заданной линии пути при течении (ПУβ).

Дано: ПУ_β (путь к причалу), V₀, К_Т, υ_Т.

Найти: КК, β.

Решение (см.рис.):

Рис. 14.6. Расчет компасного курса судна при учете течения