2. Блок-схема импульсной рлс.

1 – синхронизатор, задающий временную диаграмму РЛС, вырабатывающий запускающий импульс и согласующий работу всех узлов РЛС (в современных РЛС реализуется программно с помощью компьютера)

2 – передатчик вырабатывающий по запускающему импульсу от синхронизатора кратковременное СВЧ импульсное колебание, называемое зондирующим импульсом (ЗИ)

*Частота СВЧ колебаний:

f= 9400*10⁶ Гц =3,2 см – основной диапазон

f=3000*10⁶ Гц =10 см – вспомогательный диапазон

 = (0,1 – 0,7)* 10⁶ с – длительность импульса в зависимости от шкалы дальности)

3 – антенный переключатель, подключает антенну к выходу передатчика в момент излучения ЗИ и ко входу приемника в оставшееся время цикла работы РЛС.

4 - приемник, принимает отраженный от цели сигнал, преобразует его в видеосигнал

5 – индикатор, предназначен для отображения окружающей навигационной обстановки, включая сигналы цели, а также для измерения координат цели и параметров ее движения. (раньше только для САРП)

6 – датчик азимута антенны

7 – антенна

По запускающему импульсу ЗИ от синхронизатора передатчик формирует кратковременное СВЧ ЗИ, который через антенный переключатель излучается антенной. Отраженный от находящегося на расстоянии Д цели эхо – сигнал принимается антенной, преобразуясь в видеосигнал, который поступает на катод ЭЛТ индикатор. В индикаторе формируется пилообразное напряжение Uразб, которое поступает на отклоняющие пластины ЭЛТ и отклоняет луч от центра к периферии, образуя линию разверстки. Скорость разверстки пропорциональна скорости радиоволн в масштабе шкалы дальности. Угловое положение разверстки соответствует угловому положению антенн. Измеряемым параметров в РЛС является врем распространения сигнала до цели и обратно.

3. Расчет проходной осадки судна на мелководье и ширины полосы его

движения в каналах, узкостях. Гидродинамическое взаимодействие судов при

расхождении.

Расчет проходной осадки судна на мелководье.

Проходная осадка - максимальная динамическая осадка судна, при которой возможно безопасное плавание судна данным каналом (фарватером).

где: - расчетная гарантированная глубина на канале.

Осадка, по которую можно загрузить судно:

где: - навигационный запас глубины (зависит от характера грунта);

- общий (суммарный) расчетный запас глубины под килем, рассчитывается:

Сведения о гарантированных глубинах, проходной осадке, обязательном минимальном навигационном запасе приводятся в портовых правилах, обязательных постановлениях по порту, навигационных пособиях и справочниках (типа «Guide to Port Entry») и могут быть уточнены у лоцмана или администрации порта. Точное знание проходной осадки позволяет максимально использовать грузоподъемность судна, т.е. Получить ощутимый экономический эффект. Однако чрезмерное уменьшение запаса под килем повышает риск касания грунта или посадки на мель, убытки от которых, как правило, в несколько раз превышают доход от перевозки дополнительного груза. Поэтому предельная осадка, по которую загружается судно, должна быть тщательно обоснована.

Расчет ширины полосы движения судна в каналах, узкостях.

Ширина полосы безопасного движения В_б.д в стесненных усло­виях плавания (в каналах, по фарватерам ограниченной ширины и т. д.) принимается равной:

(7.26)

где В_м — маневровая полоса движения, м; В — запас, равный ширине судна, м Маневровая полоса движения в общем случае может быть опре­делена из следующего выражения:

(7.27)

где L_ц — длина цилиндрической вставки судна, м; α — угол ветрового дрейфа, град; β — угол сноса от течения, град; γ — угол дрейфа от волнения, град; V— скорость судна, м/с; 𝝋 — угол рыскания, град; t — период рыскания судна, с. Значения углов ветрового дрейфа можно выбрать для глубокой воды (считая глубокой водой, когда глубина превышает три осад­ки судна) из табл. 7.8.

Величина угла ветрового дрейфа а, выбранная из табл. 7.8 при глубинах меньше трех осадок судна корректируется коэффициен­том (табл. 7.9).

При отсутствии сведений об отношении надводной и подвод­ной площадей парусности допустимо величину определять по приближенной формуле:

(7.28)

где Н — высота надводного борта, м; d— осадка судна, м.

Нетрудно видеть, что проводка судов при предельной осадке требует меньшей маневровой полосы, так как углы ветрового дрейфа могут быть в несколько раз меньше, чем на глубокой воде.

Значения углов сноса от течения β можно выбрать из табл. 7.10.

При забровочной глубине канала нормативные докумен­ты рекомендуют скорость течениякорректировать коэффици­ентом, учитывающим экранирующее влияние стенок прорези, т. е. для входа в табл. 7.10 выбирается новая скорость те­чения, равная.

Строго говоря, в этом случае, особенно при большей разнице между осадкой судна и забровочной глубиной, влияние течения следует рассматривать не как снос, а как дрейф от течения по ана­логии с ветровым дрейфом судна. Как показали натурные наблю­дения при проводке судов по Санкт-Петербургскому морскому каналу, такой вывод не лишен основания. В этом случае значения углов дрейфа от влияния течения могут быть значительно меньше полученных из табл. 7.10 с учетом поправочного коэффициента

Угол волнового дрейфа судна зависит от соотношения скоро­стей волнового дрейфа и» и скорости судна V и может быть опре­делен из выражения:

(7.29)

Следует отметить, что волновые углы дрейфа могут иметь боль­шие значения, соизмеримые с углами ветрового дрейфа и сноса от течения и значительно влиять на маневровую полосу движения. Так, например, для открытой части Вентспилского морского канала, как показывает расчет, выполненный для судна, длиной около 260 м при высоте волны 2 м и скорости судна 4 уз увеличение маневровой полосы из-за волнового дрейфа при курсовом угле 90° составляет 33 м.

При проводке судов по створам вместо величины Vtsin𝝋 в выражении (7.27) следует подставить чувствительность створа p.

Гидродинамическое взаимодействие судов при расхождении.

Качественная картина гидродинамического взаимодействия двух одинаковых судов при обгоне (рис. 7.12, а) следующая. Из судовой гидромеханики известно, что при движении судна давление в его носовой оконечности повышено (на рисунке помечено двумя знаками «+») по сравнению с давлением в кормовой оконечности (один «+»). В средней части давление понижено (два знака «+»).

При подходе носовой оконечности обгоняющего судна 1 к кор­ме обгоняемого судна 2 за счет разности давлений в оконечностях судов на обгоняющее судно 1 действует поперечная сила присасы­вания, которая создает гидродинамический момент, стремящийся развернуть нос обгоняющего судна в сторону обгоняемого судна. На обгоняемое судно в этот момент действует также сила приса­сывания, которая приложена к корме и стремится развернуть кор­му обгоняемого судна 2 в сторону борта обгоняющего судна /.

После того как мидель обгоняющего судна проходит траверз миделя обгоняемого судна (рис. 7.12, б), направление действия моментов на суда изменяется, а направление поперечных сил сохраняется.

При встречном движении (рис. 7.13) в начальный момент при выходе носовых оконечностей на общий траверз зоны повышенно­го давления обоих судов взаимодействуют одна с другой (рис. 7.13, а), в результате чего на суда действуют поперечные расталкивающие силы < О и моменты зарыскивания, стремящие­ся отбросить носовые оконечности судов друг от друга, т. е. < 0. По мере дальнейшего сближения судов (рис. 7.13, б) носовая зона повышенного давления судна 1 взаимодействует с зоной понижен­ного давления средней части корпуса судна 2. В результате на суда действуют силы присасывания > 0 и моменты зарыскивания > 0, стремящиеся развернуть суда носовыми оконечностями в сторону друг друга. После того как мидель судна 1 проходит траверз миде­ля судна 2, картина вновь меняется, поскольку взаимодействуют зоны повышенного давления в кормовой оконечности судна 1 с зоной пониженного давления в средней части судна 2 (рис. 7.13, в). В этот момент на суда действуют силы присасывания > 0, соз­дающие моменты, которые стремятся сблизить кормовые оконеч­ности. При выходе кормы судна 1 на траверз кормы судна 2 будут

взаимодействовать зоны повышенного давления кормовых око­нечностей. В результате на кормовые оконечности судов будут действовать расталкивающие силы < О, а гидродинамические моменты будут стремиться отбросить кормовые оконечности друг от друга.

Таким образом, в процессе встреч и обгонов судов характер действия гидродинамических усилий непрерывно изменяется, что влечет за собой соответствующие трудности в управлении судами. Необходимо подчеркнуть, что рассмотренная качественная карти­на гидродинамического взаимодействия судов является сугубо схематичной. В реальных условиях взаимодействие судов может иметь еще более сложный характер, что объясняется взаимодейст­вием волновых систем расходящихся судов, наличием углов дрей­фа, влиянием ограничений фарватера по глубине и ширине и т. д. В последнее десятилетний вопрос о гидродинамическом взаимодей­ствии судов изучен достаточно полно для скоростей хода, соответ­ствующих числам Фруда, при которых волнообразование, созда­ваемое судовым корпусом, незначительно (Fr < 0,25).

Поэтому в целях обеспечения безопасности транспортных су­дов при расхождении рекомендуется снижать скорость хода.

Для расчета конкретных значений гидродинамических сил Y, и моментов М, можно воспользоваться выражениями:

где L — длина судна, м;

С_γ — гидродинамический коэффициент поперечной силы;

С_m — гидродинамический коэффициент момента попе­речной силы.

Выражения для определения коэффициентов С_γи С_т можно представить в следующем виде:

где d₁, L₁ — осадка и длина меньшего судна, м; d₂, L₂ — осадка и длина другого судна, м; к_т—коэффициент влияния мелководья на величины Сγ и С_m

l — относительное продольное расстояние между миде­лями судов, причем

fy и f_m — волновые функции, учитывающие влияние вол­нообразования на значения коэффициентов Сγ и С_m.

Значения функции и зависят от относительного траверзного расстояния между судами b_у и от относительной длины L₁.

В свою очередь:

Коэффициент к_т влияния мелководья может быть найден по графику (рис. 7.14).

Волновые функции fy и f_m учитывают влияние волнообразования и зависят от параметров движения т (т = т/0.5L₂) — относитель­ное продольное смещение миделевых сечений судов в долях полу­длины большего судна, H/d_ср и числа Fr.

Эксплуатация морских и других судов показывает, что наибо­лее жесткие условия вследствие взаимодействия полей давлений наблюдаются при встречном расхождении двух судов в каналах закрытого и открытого профилей. Обгонные движения судов в ка­налах, как правило, запрещаются или не рекомендуются.

Результаты теоретических исследований, экспериментов на мо­делях и натурных испытаний судов позволяют судить о следую­щем. Случай обгона одного судна другим является более опасным, чем встречное расхождение при прочих равных условиях, так как гидродинамические силы и моменты, возникающие на корпусе судна при обгоне, значительно больше. При практически равных расстояниях между бортами судов при обгоне и встречном расхо­ждении на одних и тех же скоростях максимальные значения ко­эффициентов Су и С„ (а, следовательно, сами силы и моменты) при обгоне в 2-7 раз больше. В случае обгона максимальные значения коэффициентов Су и С_м положительны, и воздействие гидродина­мических усилий на суда наиболее опасно, так как максимальная поперечная сила стремится сблизить корпусы судов, а возникаю­щий при этом момент разворачивает носовую оконечность обго­няющего судна в сторону обгоняемого судна.

При встречном расхождении поперечные силы в большинстве случаев оказываются отрицательными (т. с. отталкивают одно суд­но от другого), и максимальный по абсолютной величине момент, как правило, отрицателен, т. е. наблюдается отталкивание одного судна от другого. Натурные испытания показали, что в случае обгона, особенно на малых глуби­нах, суда неоднократно наваливались друг на друга, несмотря на действия судоводи­телей даже при довольно значительных траверзных расстояниях между судами (при траверзных расстояниях от 2 до 5 ширин меньшего судна). Влияние мелко­водья на увеличение гидродинамического момента показано на рис. 7.14.

При встречных расхождениях на различных глубинах, с разны­ми скоростями движения и при траверзных расстояниях от 0,75 до одной ширины меньшего судна не наблюдались случаи, когда гид­родинамические усилия создавали аварийную ситуацию. Практи­чески в процессе встречных расхождений силы и моменты не пре­пятствуют безопасной проводке судов в отличие от случаев обго­на. В подавляющем большинстве случаев момент гидродинамиче­ских сил, возникающих при обгоне одного судна другим, достига­ет максимального значения, когда мидель обгоняющего судна на­ходится примерно на траверзе кормы обгоняемого. При этом мо­мент стремится развернуть обгоняющее судно в сторону обгоняе­мого, а момент, действующий на обгоняемое судно, стремится развернуть его кормовую оконечность в сторону обгоняющего.

При встречном расхождении до того, как мидели судов выйдут на траверз, действующий момент стремится отвернуть носовые оконечности друг от друга. В дальнейшем наблюдается отбрасы­вание кормовых оконечностей судов, но в некоторых случаях на­блюдается взаимное притяжение кормовых оконечностей.

Наиболее опасным является случай обгона на скоростях, близ­ких к критическим на мелководье . При обгоне на глубокой воде и на мелководье силы и моменты практически не влияют на движение судов, когда расстояние между бортами со­ставляет более 6 ширин меньшего судна.

При встречном расхождении влиянием гидродинамических усилий на корпусы судов, как на глубокой воде, так и на мелково­дье, можно пренебрегать, когда расстояние между бортами состав­ляет более 2,5 ширин меньшего судна.

В период натурных испытаний было установлено, что при об­гоне одного судна другим маневрирование рулем должно осуще­ствляться очень осторожно. Наблюдались случаи, когда при зарыскивании обгоняющего судна в сторону обгоняемого предель­ная перекладка рулевых органов на противоположный борт не да­вала положительного эффекта, вследствие того, что при полной перекладке руля на борт судно получало значительное обратное смещение, из-за чего воздействие дополнительных гидродинами­ческих усилий на корпус возрастало.

При обгоне маневрирование рулем на обгоняющем судне сле­дует начинать тогда, когда его носовая конечность еще не поравнялась с кормой обгоняемого судна. В положении, когда относи­тельное расстояние между центрами судов m = 2, необходимо начинать плавную перекладку руля на внешний борт, увеличивая угол перекладки руля так, чтобы наибольший момент рулевых сил действовал на обгоняющее судно при m =0,8÷1,0, т. е. когда его середина будет находиться на траверзе кормы обгоняемого судна.

При встречном расхождении двух судов не требуется значи­тельных перекладок рулей. Например, для однотипных судов при расстоянии, равном примерно одной ширине, требовалась перс- кладка рулей не более 5-10°. Движение судна в обгон с заранее приданым углом дрейфа позволяет избежать зарыскивання обго­няющего судна в сторону обгоняемого, но если суда движутся в обгон на малых расстояниях между бортами, наличие угла дрейфа на обгоняющем судне не исключает сил взаимного притяжения.

Натурные наблюдения показали, что при движении в обгон на мелководье происходит резкое увеличение просадки судов. При движении на мелководье при траверзных расстояниях, равных от 1 до 7 ширин меньшего судна, максимальная просадка совместно движущихся судов может увеличиваться на 20-50 % по сравнению с просадкой одиночного судна. При встречном расхождении судов на сравнительно больших скоростях наблюдается изменение их просадки (особенно для меньшего судна, когда оно попадает в систему волны большего судна). Максимальное изменение про­садки при встречном расхождении меньше, чем при обгоне. Наи­большего значения в случаях обгона просадка обгоняющего судна достигает в положении m =1,0÷1,2.

При заметном различии в размерах судов наибольшие гидроди­намические усилия от взаимодействия при обгоне будут действо­вать на меньшее по размерам судно. Наихудшим является случай, когда по размерам (по длине) оно будет примерно в 3 раза меньше другого. Поэтому рекомендуется соответствующее маневрирова­ние производить на меньшем судне. Гидродинамические усилия от взаимодействия судов резко уве­личиваются с ростом скорости. Поэтому при встречах и обгонах на ограниченных глубинах скорость должна отвечать условию , а на глубокой воде

.

Управляемость судна при движении вдоль бровки канала или стенки причала так же, как и мелководья приводит к снижению зазора между корпусом судна и бровкой (стенкой) канала, а, сле­довательно, и к увеличению скорости протекания воды в образо­вавшемся зазоре (рис. 7.15). Это вызывает возникновение попе­речной силы, направленной в сторону бровки канала или стенки причала (силы подсасывания), в результате чего возникает момент, стремящийся развернуть нос судна от препятствия. Это называется влиянием «эффекта свободной воды»

4. Правило МППСС – 72 (Правило 28) Суда, стесненные своей осадкой.