Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебник_НОМТ.pdf
Скачиваний:
337
Добавлен:
15.02.2015
Размер:
44.82 Mб
Скачать

Глава 6.

СТВОРЫ И СЕКТОРНЫЕ ОГНИ

Створы и секторные огни играют значительную роль в общей системе навигационного оборудования морских театров, благодаря простоте устройства и эксплуатации, а также надежности использования в различных гидрометеорологических условиях, при которых может происходить плавание.

Створы предназначаются, главным образом, для обеспечения плавания по прямым отрезкам (коленам) фарватеров или каналов, а также широко используются при входе на рейды и в гавани, при плавании в узкостях, шхерах и других прибрежных районах, изобилующих навигационными опасностями. Они, как ни одно визуальное средство, обеспечивают возможность мореплавателю сравнительно точно удерживаться на заданном курсе и определять точку поворота на другой курс. Створы широко используются при выполнении специальных работ, например, тралении, промере, постановке ППЗ, определении маневренных элементов кораблей, девиационных работах и т. п.

Секторные огни разного цвета обозначают зоны с различными навигационно-гидрографическими условиями и являются, таким образом, дополнительным средством для опознания безопасной или, наоборот, опасной зоны плавания в данном районе.

Современные светотехнические аппараты обеспечивают длительные сроки непрерывного автоматического действия створов и секторных огней, а при необходимости и их дистанционное управление. Основной недостаток этих видов навигационного оборудования, как и других зрительных средств, заключается в том, что их использование находится в полной зависимости от прозрачности атмосферы.

§ 6.1. НАВИГАЦИОННЫЕ СТВОРЫ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

Навигационным створом называется система двух или нескольких соответственно расположенных на местности знаков (маяков) или огней, ось симметрии которой, как правило, совмещена с осью фарватера или канала, что обеспечивает своевременное обнаружение уклонения корабля за пределы безопасной для плавания зоны. Створы могут классифицироваться по различным признакам. Рассмотрим основные из них.

В зависимости от зрительного восприятия створы подразделяются на линейные, прицельные, щелевые, перспективные и лучевые, которые могут быть как светящими, так и несветящими.

Линейным створом называется система, состоящая из двух, реже трех знаков или огней, расположенных на заданной линии положения таким образом, что мореплаватель, двигаясь по фарватеру, наблюдает в пределах определенной безопасной для плавания зоны знаки (огни) на одной вертикали. При отклонении корабля от линии створа ось симметрии, проходящая через центры знаков (огней), будет просматриваться как наклонная.

Прицельным и щелевым створом называется система из трех знаков (огней), расположенных в вершинах равнобедренного треугольника, основание которого обращено в сторону моря. Высота, опущенная на основание этого треугольника, является осью симметрии системы и совмещена с осью фарватера. При движении корабля по прицельному створу задний, обычно более высокий знак (огонь) должен просматриваться точно посередине между двумя передними. Смещение заднего знака (огня) в сторону одного из передних будет показывать на то, что корабль смещается с оси фарватера.

Устройство щелевого створа аналогично устройству прицельного, однако принцип плавания по нему иной. При плавании по этому створу задний, обычно более высокий знак или огонь должен быть все время виден в расстворе между передними. Как только задний знак (огонь) окажется на вертикали с одним из передних, значит корабль сошел со створа.

Перспективным створом называется система двух, трех и более пар знаков или огней, расположенных через равные расстояния таким образом, что ось фарватера проходит посередине между знаками или огнями и является осью симметрии всей системы. Пользуясь перспективным створом, мореплаватель должен следовать между знаками так, чтобы дальние пары знаков или огней были расположены симметрично и внутри ближней к нему пары.

Лучевым створом называется луч прожектора, направленный по оси фарватера под углом 5—10° к горизонту. Если корабль движется по оси фарватера, то наблюдатель видит луч прожектора направленным вертикально вверх. При уклонении в сторону от створа он видит луч как бы наклонившимся вправо или влево от вертикали.

Лазерным створом называется специальное излучающее устройство на базе оптического квантового генератора, создающего направленный луч заданной расходимости в инфракрасном или видимом

диапазонах, индикация которого может быть осуществлена на дальностях в несколько десятков километров с помощью специального приемного устройства или визуально.

Если створные знаки или огни находятся прямо по носу идущего с моря корабля, створ называется прямым, а если они расположены по корме-—обратным. В некоторых случаях участки фарватеров оборудуются одновременно прямым и обратным створами, тогда они называются встречными.

По дальности действия навигационные створы условно можно разделить на:

створы ближнего действия (до 10 км);

створы дальнего действия (свыше 10 км).

При плавании по створам мореплавателю приходится решать вполне определенную зрительную задачу, положенную в основу использования створа того или иного типа.

Зрительное восприятие створных огней и знаков зависит от многих факторов, основными из которых являются площадь знаков и сила света огней, контрасты их с фонами, общие условия освещенности (день, ночь, сумерки) и прозрачность атмосферы. Изменение каждого из них облегчает или затрудняет плавание по створу.

Боковое уклонение корабля от оси створа находится в зависимости от элементов створа, характеризующих его тактико-технические данные, и способности глаза с определенной точностью решать зрительную задачу, свойственную данному типу створа. Совокупное влияние этих факторов характеризует чувствительность створа, т. е. такое его свойство, благодаря которому обнаруживается смещение корабля со створа. Чувствительность створа — величина, обратно пропорциональная боковому уклонению. Чем чувствительнее створ, тем на меньшее расстояние уклонится корабль от оси фарватера, прежде чем мореплаватель будет в состоянии решить зрительную задачу, заложенную в основу данного типа створа.

По назначению створы делятся на две группы: навигационные и специальные. К навигационной группе относятся ведущие и поворотные створы.

Ведущие створы служат для вождения кораблей по прямолинейным направлениям фарватеров и каналов.

Поворотные створы используют на многоколенных фарватерах для указания начала поворота с одного колена на другое. Использование поворотных створов улучшает условия плавания при значительных углах поворота колен фарватера и при большой чувствительности ведущих створов. Ось поворотного створа является линией положения, определяющей место корабля, следующего по створу.

Чувствительность поворотного створа должна быть не хуже чувствительности ведущего. Огни поворотных знаков должны резко отличаться от огней ведущих створов.

При плавании по многоколенному фарватеру каждый створ может быть одновременно ведущим для одного участка и поворотным для другого.

К группе специальных створов относятся: девиационные, мерных линий, лоцмейстерские, промерные и тральные.

Девиационные створы служат для определения девиации магнитных компасов на специальных девиационных полигонах. Наиболее удобны полигоны, оборудованные веером створов с общим задним или передним знаком. В ряде случаев в качестве задних знаков девиационных створов могут использоваться приметные пункты на местности и искусственные сооружения.

Пеленгование девиационных створов, как правило, производится оптическим пеленгатором со средней квадратической погрешностью до 0,1°, поэтому при создании этих створов необходимо добиваться, чтобы величина смещения линии положения за счет бокового уклонения створа и погрешности в ориентировании створной линии не ухудшали результатов пеленгования.

Створы мерных линий используются при оборудовании визуальных мерных линий для обозначения границ участков с определенной длиной пробега. Знаки створов располагаются на берегу попарно таким образом, чтобы оси створов были параллельны между собой и перпендикулярны к рекомендованной линии пробега. Расстояние между секущими створами на берегу соответствует длине пробега корабля на водной акватории.

При оборудовании мерной линии секущими створами суммарная погрешность в длине пробега на мерной линии за счет боковых уклонений створов и ошибок в местоположении створных знаков не должна превышать допустимых величин, обусловливающих требуемую точность определения скорости хода корабля. Поэтому основными исходными данными при расчете секущих створов мерной линии являются требуемая точность определения скорости корабля и величина допустимой при этом погрешности в длине пробега. Специальные требования к оборудованию мерных линий излагаются в правилах определения маневренных элементов кораблей.

Лоцмейстерские створы предназначены для закрепления на водной поверхности мест установки плавучих предостерегательных знаков. Створы располагаются на берегу или островах таким образом, чтобы пересечение их осей указывало место постановки буя или вехи. Иногда в качестве знаков лоцмейстерских створов используются приметные объекты на местности или пятна (зайчики), накрашиваемые на камнях или скалах.

Промерные створы предназначены только для ориентировки движения корабля на галсе, а створная линия не является одной из линий положения, определяющих место. Это обстоятельство позволяет несколько снизить требования к чувствительности промерных створов.

Промерные створы на местности обозначаются щитами или вехами, обеспечивающими приложение параллельных или радиальных галсов. В первом случае створы размещаются параллельными парами, а во втором — в виде веера из точки переднего или заднего створного знака по направлениям, разбиваемым через определенный угол. При промере по створам рулевой, как правило, наблюдает одновременно несколько пар параллельных створов, т. е. пользуется комбинацией линейного и прицельного створов.

Тральные створы служат для удержания корабля на галсе при тралении, главным образом, в гаванях, бухтах и в узкостях, а также в прибрежных районах с сильным течением.

В качестве створных знаков используются переносные щиты и вехи. Расстояния между соседними створами выбираются таким образом, чтобы обеспечивался назначенный «перекрыш» между смежными тральными полосами. Чувствительность створов должна быть такой, чтобы уклонение от оси створа в конечной точке его ходовой части не превышало половины величины этого перекрыша.

Начало и конец тральных галсов часто закрепляется с помощью специально выставляемых секущих створов.

§ 6.2. ЛИНЕЙНЫЕ НАВИГАЦИОННЫЕ СТВОРЫ

Линейные навигационные створы наиболее широко используются при навигационном оборудова-

нии.

В основу их теории положена способность нашего глаза обнаруживать наклон прямой, соединяющей створные огни или знаки, относительно вертикали, проходящей через задний створный огонь или знак; при этом прямая наклоняется тем быстрее, чем больше разнос створных знаков. Если мореплаватель видит, что огни или знаки не расположены вертикально один над другим, то это означает, что корабль сошел со створа.

Таким образом, решение зрительной задачи при плавании по створу •сводится к оценке положения огней или знаков относительно вертикали, проходящей через задний огонь или знак. При этом отмечается только факт смещения огней или знаков с вертикали и мореплаватель не в состоянии судить о величине самого уклонения.

Принципиальная схема линейного створа приведена на рис. 6.1. Основными элементами створа являются:

DK — дальность действия створа — расстояние от переднего знака до конечной точки К пользования створом, км; Д, — расстояние от переднего знака до начальной точки пользования створом (неходовая часть створа), км;

D — расстояние от переднего знака до любой точки на ходовой части створа, км;

d — разнос знаков — расстояние между створными знаками (огнями) по горизонтали, км;

Р — боковое уклонение створа — линейное смещение по нормали от оси створа, при котором обнаруживается, что корабль сошел со створа, м; Рк — боковое уклонение створа в конечной точке пользования створом м;

ек — горизонтальный критический угол створа — минимальный угол, при котором обнаруживается расствор знаков или огней, дуг. мин;

h — высота огня или верхней кромки переднего знака от уровня моря, м;

h1 — высота переднего знака от основания до огня или верхней кромки (высота сооружения), м; h2 — высота (отметка) основания переднего знака от уровня моря, м;

Н, Н1 H2 — соответствующие высоты заднего знака, м;

р — угол вертикальной базы — угол, под которым усматривается створный знак с данного расстояния, дуг. мин; а — вертикальный угол створа —угол, под которым усматриваются из точки наблюдения верхние

кромки знаков (центров огней), дуг. мин;

aтах — максимальный вертикальный угол створа, дуг. мин; е — высота глаза наблюдателя от уровня моря, м;

2b1 — ширина переднего знака (щита), м; 2b2 — ширина заднего знака (щита), м.

Теория линейного створа основана на закономерностях физиологической оптики. В ее основу берутся условия, определяющие, с какого момента наблюдатель заметит уклонения от оси створа. Таким образом, при пользовании створом приходится считаться со свойствами глаза, которые не обладают постоянством.

Под разрешающей способностью глаза (горизонтальным критическим углом) ек понимают ту наименьшую угловую величину, при которой нормальный невооруженный человеческий глаз способен видеть две смежные точки или параллельные линии раздельно. Разрешающая способность глаза у различных людей различна. Она зависит не только от физических свойств глаза, но и от освещенности и контраста объекта наблюдения и фона. Для нормального глаза при нормальных условиях видимости разрешающую способность ЕК принимают равной 1'. Следовательно, если угол, под которым мы усматриваем две точки или две параллельные линии меньше 1' дуги, то эти точки или линии будут нам казаться слившимися. На практике значение гк можно увеличить путем применения оптических приборов. Например, бинокль шестикратного увеличения увеличит разрешающую способность глаза в шесть раз.

Таким образом, абсолютно точное следование по оси линейного •створа невозможно. Практически плавание по нему осуществляется в зоне, в пределах которой мореплаватель считает себя на оси створа, и только на границах зоны он обнаруживает сход центров симметрии знаков или огней с общей вертикали. Кривые, ограничивающие створную зону, называют визирными окружностями (рис. 6.2). Каждая из окружностей является геометрическим местом точек, в которых обнаруживается момент расствора створных знаков или огней.

Линейное смещение от оси створа до визирной окружности и есть боковое уклонение Р створа. Линейные створы делятся на:

а) дневныеформа створных знаков до определенного расстояния ясно различима; такие створы называют

дневными створами со знаками конечных размеров,форма знаков неразличима, знаки усматриваются как пятна или точки, в этом случае створы на-

зываются дневными точечными створами; б) ночные

огни створов видны как светящиеся точки; такие створы называются ночными точечными створами,

огни створов видны как диски или пятна; эти створы называются ночными створами с иррадиирующими огнями.

Явление иррадиации огней выражается в том, что створные огни, обладая определенной силой света, при проектировании на темный фон, видны до определенного расстояния не как светящиеся точки, а как светящиеся диски. Явление иррадиации обусловлено наличием оптических недостатков глаза (аберрации и дифракционных явлений).

Допустимое уклонение от оси створа

Основной величиной, определяющей требуемую чувствительность створа, по которой рассчитывается необходимый разнос створных знаков и другие элементы проектируемого створа, является допустимое уклонение от оси створа Рдоп. При плавании по створу корабль за счет рыскания и сноса может периодически выходить за пределы створной зоны, поэтому ее граница должна быть удалена от бровок канала, кромок фарватера или навигационных опасностей на расстояние, равное или большее величине возможного уклонения корабля Ро (рис. 6.3).

Р0 = РХ + РДЛ + РЩ

Величина РПП11 определяется как разность между полушириной канала, фарватера или безопасного прохода в узкости, обеспечиваемых створом, и величиной возможного уклонения Ро корабля от

границ створной зоны, т. е.

РДОП

= В Р0

(6.1)

 

где В — полуширина канала, фарватера или безопасного прохода, м; Ро — возможное уклонение корабля от границ створной зоны в конечной точке пользования ство-

ром, м.

Требуемая чувствительность створа определяется величиной Рлоп и в конечной точке пользования створом принимается Рдоп = Рк. Величина возможного уклонения корабля Ро, от которой зависит величина Рдоп, рассчитывается как сумма уклонений за счет рыскания корабля на курсе и уклонений от сноса

(рис. 6.4), т. е.

(6.2)

где Рх — ходовое уклонение за счет рыскания корабля, м; Рпл — уклонение при сносе за счет длины корабля, м; Рт — уклонение при сносе за счет ширины корабля, м.

Ходовое уклонение за счет рыскания на курсе определяется по формуле

PX = 0,54Vt(ω +1)

где V — скорость корабля на створе, уз;

t — время лежания на неверном курсе, мин ω — угол рыскания, град.

Уклонение при сносе за счет длины и ширины корабля определяется по формулам:

PДЛ = 0,0175Lc

РШ = q cos c

(6.3)

(6.4)

(6.5)

где L —наибольшая длина корабля от мостика до носа или кормы, м q — полуширина корабля, м;

с — суммарный угол сноса, град.

Величины Рдоп и Ро постоянны для всей ходовой части створа тогда как боковое уклонение створа Р увеличивается с удалением от переднего створного знака, досягая значения РК в конце дальности действия створа.

При оборудовании створами искусственных каналов и фарватеров шириной до 1 кбт величины Рдоп, рассчитанные по формуле (6 1) потребуют создания створов столь высокой чувствительности, что плавание по ним практически станет невозможным. В этих случаях РДОП рассчитывается следующим

образом

 

 

для каналов шириной по дну 2В

 

 

PДОП

= B q

(6.6)

для фарватеров шириной 2В

 

 

PДОП = B 2q

(6.7)

где q — полуширина корабля, м.

Рассчитанные таким образом значения величины РДОП позволяют в значительной степени снизить требования к чувствительности створов, хотя и не в полной мере гарантируют безопасность прохода по каналу или фарватеру шириной до 1 кбт. С целью обеспечения большей безопасности плавания указанные каналы и фарватеры должны иметь бровочное ограждение плавучими предостерегательными знаками.

Для створов, обеспечивающих плавание по фарватерам шириной от 1 до 20 кбт, величина допустимого уклонения от оси створа может быть рассчитана также по упрощенной формуле

 

 

 

РДОП = КВ

(6.8)

 

Коэффициент К в зависимости от ширины фарватера 2В принимается:

 

0,6 для фарватеров шириной

1—2 кбт;

 

0,5»

»

»

2—5 кбт;

 

0,4»

»

» 5—10 кбт;

 

0,3»

»

» 10—15 кбт;

 

0,2»

»

» 15—20 кбт.

 

Указанные коэффициенты обеспечивают необходимый запас «чистой воды» за границами створной зоны, в соответствии с величинами возможного уклонения практически всех классов кораблей. Для створов на фарватерах с шириной не менее 10 кбт приведенные значения коэффициента К за счет некоторого уменьшения чувствительности створа могут быть увеличены, что имеет большое значение для тех случаев, когда по местным условиям разнос створных знаков ограничен. Пределом увеличения коэффициента К без заметного ухудшения качества створа является условие B PДОП Р0 где значение Ро

рассчитывается по формуле (6.2).

Допустимое боковое уклонение от оси створа, обеспечивающего плавание между навигационными опасностями, расположенными несимметрично относительно его оси, рассчитывается также по формуле (6.7) или (6.8) для каждой из ближайших к оси створа навигационных опасностей. В этом случае под

величиной В понимают расстояния В и В2, В3 (рис. 6.5) от оси створа по нормали к ней до ближайших к оси створа точек, лежащих на границах навигационных опасностей 1, 2, 3. Расстояния В1, В2 B3, а также удаления от переднего створного знака, соответствующие этим расстояниям, снимаются с планшета или карты наиболее крупного масштаба. В дальнейшем эти данные используются для расчета расстояний между створными знаками.

Вывод основной формулы линейного створа

Рассмотрим простейший случай расчета створа двух математических точек при условии, что критерием определения схода со створа служит момент, когда эти точки кажутся раздельными, причем величина разрешающей силы глаза εк имеет на любом удалении от створа постоянное значение.

Известно, что геометрическим местом точек, из которых заданные точки А и В (рис. 6.6) усматриваются под постоянным углом εк, является окружность. Для ее построения необходимо в середине отрезка АВ восстановить перпендикуляр и отложить на нем величину

b = actgεK = d2 ctgεK

Таким образом находим центр О искомой окружности, радиус которой R равен ОА.

Напишем уравнение этой окружности, приняв центр координатных осей в точке А. Координаты центра окружности выразятся следующим образом:

 

 

a = −

d

; b =

 

R

2

d 2

 

 

 

 

2

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из общего уравнения окружности вида

 

(x a)2 + (y b)2 = R2

 

 

 

 

 

 

 

 

подставляя значения а и b, получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

2

 

 

x

2

+ y

2

+ xd

2 y R

2

= 0

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как

 

b =

 

R

2

d 2

=

d

 

ctgεK

 

 

 

 

 

 

4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то

x2 + y2 + xd ydctgεK = 0

(6.9)

 

Приняв х = D и у = Р, получим

(6.10)

D2 + P2 + dD dPctgεK = 0

С помощью этого основного уравнения можно определить:

 

междустворное расстояние d по заданному уклонению от оси створа Р и расстоянию от переднего створного знака D;

уклонение от оси створа Р по заданному междустворному расстоянию d и расстоянию от переднего знака D;

расстояние по оси створа D от переднего створного знака по заданному уклонению от оси створа Р и междустворному расстоянию d.

Расчет расстояния между створными знаками

Расстояние между створными знаками (междустворное расстояние) d определяется путем решения уравнения (6.10) относительно искомой величины.

Вынесем d за скобки:

D2

+ P2 + d (D PctgεK )= 0

 

 

 

Отсюда

 

 

D2 + P2

(6.11)

 

 

d =

 

 

PctgεK D

 

 

Ввиду малости величины Р по сравнению с D ею в числителе практически можно пренебречь и рассчитывать междустворное расстояние d по приближенной формуле, где под Р будем понимать Рдоп. а

под D-DK

 

DK2

 

 

 

 

(6.12)

d =

 

 

 

 

 

 

P

ctgε

K

D

K

 

ДОП

 

 

 

 

Если выразить bк и d в км, Рдоп в м и учесть малое значение угла εк то формула (6.12) примет вид

d =

 

DK2

 

 

 

 

 

(6.13)

3,44

P

 

D

K

 

 

 

 

εK

ДОП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Величина горизонтального критического угла εк, входящая в расчётную формулу (6.13), зависит от вертикального угла а, который может быть определен лишь при последующем расчете высот створных знаков. Поэтому междустворное расстояние рассчитывается в два этапа: предварительный и окончательный.

На основании лабораторных опытов и многочисленных натурных испытаний установлено, что в довольно широком диапазоне углов а, от 2 до 14', величина критического угла εк для различного вида створов лежит в пределах 1—1,5'.

Расстояние между знаками дневного створа при а в пределах от 2 до 14' предварительно рассчитывается для створа со знаками конечных размеров при εк = 1’ и для точечного створа при εк = 1,5'. Дневной створ считается точечным, если из дальней точки пользования створом форма знаков неразличима. Дистанция, на которой различается форма знаков, определяется по формуле

DФ =1,72 2b1

(6.14)

где Dф — дистанция, на которой различается форма знаков, км;

 

2b1 — ширина переднего створного знака, м.

Створ, у которого Dф > DK называется створом со знаками конечных размеров.

Расстояние между знаками при а в пределах от 2 до 14' (для иррадиирующих огней в пределах от 4 до 14') рассчитывается для ночного точечного створа при εк = 1' и для створа с иррадиирующими огнями при εк = 1,5'.

Створ считается с иррадиирующими огнями, если освещенность, создаваемая огнями на сетчатке глаза наблюдателя, находящегося в дальней точке пользования створом, достигает величины Е = 5 • 10 6 лк.

Дистанция иррадиации определяется по формуле (,5.17) или по обычным номограммам дальности видимости маячных огней. Входным аргументом в номограммы служит эффективная сила ;света огня, условно уменьшенная во столько раз, во сколько пороговая освещенность, для которой построена номограмма, меньше освещенности, при которой наступает явление иррадиации. Для входа в номограмму сила света белых огней уменьшается в 25 раз, красных в 10 раз, зеленых, в 3 - 4 раза.

Расстояние между знаками светящего створа, используемого днем, как створ знаков, а ночью как створ огней, рассчитывается отдельно для дневного и ночного створов. Из двух величин, вычисленных по формуле (6.13) принимается наибольшее значение.

Окончательно междустворное расстояние d вычисляется после расчета высоты знаков и определения величин amax. При этом, если аmax на ходовой части створа не выходит за пределы 2—14', то результаты предварительного расчета принимаются как окончательные. Если величина вертикальных углов аmax выходит за пределы 2—-14', то расстояние между створными знаками рассчитывается заново.

Определение размеров створных знаков

Створные знаки должны быть отчетливо видны и опознаны из самой дальней точки на ходовой части створа. Выполнение этого требования обеспечивается строго определенными линейными размерами знаков, их формой и контрастом с окружающим фоном.

Высота переднего створного знака (рис. 6.7) зависит от высоты берега в месте его установки, требуемой дальности действия створа и высоты глаза наблюдателя.

По формуле географической дальности видимости (5.2) имеем

D

 

 

h +

 

(6.15)

K

= 3,85

e

 

 

 

0

 

 

где DK — географическая дальность видимости, км;

h0 — высота верхней кромки над уровнем моря (высота знака плюс высота берега), м; е —высота глаза наблюдателя, м

Из формулы (6.15) находим

 

 

 

 

e 2

 

h

 

D

 

3,85

 

=

 

K

 

 

 

0

 

 

 

3,85

 

 

 

 

 

 

 

 

Или в более удобном виде

 

 

 

 

e )2

 

h0 = (0,26DK

(6.16)

Из формулы (6.16) следует, что глаз наблюдателя, расположенный на высоте е и удаленный на дистанцию DK, будет видеть точку А1, т. е. кромку касания знака с горизонтом, но опознать передний створный знак не сможет. С целью обеспечения уверенного обнаружения и опознавания знака величина угла вертикальной базы р должна быть не менее 4'. В отдельных случаях допускается уменьшать значение угла β до 2', когда высота берега достаточно велика и знаки проектируются в ходовой части створа на фоне неба. Отсюда следует, что высота знака для уверенного опознавания должна быть увеличена на величину ∆h.

Треугольник A1A2K ввиду малости угла β можно принять за прямоугольный и из него определить

значение ∆h:

h

= DK sin β

(6.17)

 

Если выразить ∆h в м, DK в км, то формула (6.17) примет вид

(6.18)

 

h = 0,29DK β

Таким образом, высота переднего створного знака в случае, если берег не виден из самой дальней

точки на ходовой части створа с высоты глаза е, рассчитывается по формуле

 

 

h = (0,26DK

e )2 + 0,29DK β

(6.19)

n = (DK +d )sinα

Рассчитав высоту h верхней кромки знака, нужно определить строительную высоту знака h1, которая будет равна h1 = h — h2, где h2 — высота берега, полученная из предварительно проведенной нивелировки. В случае, когда берег усматривается из дальней точки пользования створом, высота знака рассчитывается из условия обеспечения видимости сооружения под определенным углом вертикальной ба-

зы, т. е. по формуле

= 0,29DK β

 

h1

(6.20)

Величина угла β принимается в пределах 2 — 4'.

Для створов с дальностью действия менее 4,7 миль (8,7 км) основание знака, если оно не закрыто складками местности, всегда видно из дальней точки пользования створом при высоте глаза наблюдателя е = 5 м.

Высота заднего створного знака должна быть такой, чтобы его верхняя кромка на всей ходовой части створа была видна над верхней кромкой переднего знака под углом а при высоте глаза наблюдателя е,

Из рис. 6.8 имеем

H = m +n +e

(6.21)

 

Из треугольника ВСК определим m:

m = (DK +d )tgβ

а из треугольника АА1К имеем

tgβ = h e

тогда DK

m = (DK + d )hDKe

Из треугольника CB1K определим п. Ввиду малости угла а этот треугольник можно принять за прямоугольный, тогда

Подставляя в формулу (6.21) значения m и п., получим

 

 

H = (DK + d )

h e

+ (DK + d )sin α + e

 

 

 

 

или

 

DK

 

 

 

 

 

 

 

h e

 

 

(6.22)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H = (DK + d )

 

DK

+sin α +e

 

 

 

 

 

 

 

 

Если выразить DK и d в км, h, Н и е - в м и учесть малое значение угла а, то формула (6.22) примет

вид

 

h e

 

 

 

H = (DK

 

 

(6.23)

 

 

 

 

 

 

 

+ e

 

 

 

 

 

 

+ d )

DK

+ 0,29α

 

 

 

 

 

 

 

Формула (6.23) используется при расчетах створов ближнего действия, для створов дальнего действия в эту формулу необходимо ввести поправочный коэффициент за рефракцию и кривизну Земли, полученной академиком А. Н. Савичем и астрономом И. Е. Картацци при проведении в семидесятых годах прошлого века исследований вертикального угла зрения между двумя предметами и равный

0,4d

, где, R радиус Земли. В нашем случае этот коэффициент равен 0,063 d.

Rsin1'

 

Тогда формула (6j23) примет вид

 

h e

 

 

 

 

 

+e

(6.24)

 

H = (DK + d )

DK

+0,29α +0,063d

 

 

 

 

Высота заднего створного знака от уровня моря рассчитывается и для ближайшей точки пользования створом, для чего в формулу (6.24) вместо DK необходимо подставить Do.

За окончательный результат принимается наибольшее из полученных значений. Величина вертикального угла а при этих расчетах принимается для дневных створов в пределах 2—4', для ночных 4— 6'.

Высота заднего знака от основания (строительная высота) рассчитывается по формуле

H1 = H H2

где H2 — высота берега (основания заднего знака), полученная из предварительно проведенной нивелировки.

Однако во всех случаях высота заднего знака не должна быть меньше

H1 = 0,29β(DK + d ) (6.25)

Высоты знаков рассчитываются от среднего уровня моря, а для морей с приливно-отливными явлениями — от среднего уровня малых сизигийных вод.

Ширина створных знаков (щитов) определяется из условия видимости их с дальней точки пользования створом под горизонтальным углом не менее 1’

Из треугольника АА1К (рис. 6.9) находим полуширину переднего створного знака:

 

b = D

K

tg ε

(6.26)

1

2

 

 

 

 

Так как ε = 1’, то tgε/2 =0,000146. Если выразить DK в км, а b1 в м, то формула (6.26) примет вид b1 = 0,146DK (6.27)

значит ширина переднего створного знака будет

2b1 = 0,29DK

(6.28)

Ширина заднего створного знака определяется по формуле

 

2b2 = 0,29(DK + d )

(6.29)

где d — разнос створных знаков, км.

 

При расчете дневного створа со знаками конечных размеров рекомендуется брать значение ε = 2'.

Расчет вертикального угла створа

Вертикальный угол створа а имеет большое значение в теории створов, поскольку его величина сказывается на точности, с которой наш глаз оценивает наклон прямой, соединяющей створные огни или верхние кромки знаков. Например, если бы огни створных знаков усматривались на одном уровне, то, уклонившись в сторону, мореплаватель увидел бы их расположенными по горизонтали, и определение стороны, в которую он уклонился было бы затруднено.

При рассмотрении вопросов, связанных с определением высоты створных знаков и расстояния между ними, величина εк, обусловливающая чувствительность створа, принималась из условия, что вертикальный угол створа α на всей ходовой части не будет выходить за пределы 2—14'.

При движении корабля по оси створа глаз наблюдателя, находясь на высоте е, в разных точках будет усматривать верхние кромки переднего и заднего створных знаков под различными вертикальными

углами.

Рассмотрим характер изменения угла α при движении корабля по оси створа (рис. 6.10). В пределах действия створа земную поверхность примем за плоскость, а лучи зрения за прямые линии.

Допустим, что в самой дальней точке К оси створа вертикальный угол створа α будет равен разрешающей силе глаза εK. Проведем через верхние кромки А1B1 переднего и заднего створных знаков визирные окружности B1A1K'K и B1A1K"M, опирающиеся на хорду - расстояние А1В1 между передним и задним створными знаками.

Из рис. (6.10) видно, что окружность В1А1К'К пересечет горизонтальную плоскость глаза наблюдателя в точках К.' и К, а окружность В1А1К"М — в точке К", где угол α = εк. Тогда при движении корабля от точки К к К' вертикальный угол створа а будет сначала постепенно увеличиваться до αmax, а затем постепенно уменьшаться и в точке К' примет прежнее значение, т. е. α = εк.

При дальнейшем движении от точки К' в точку К" наблюдатель будет видеть верхние кромки А1 и В1 совмещенными, в этом случае чувствительность створа ухудшится. Начиная с точки К" расположение верхних кромок станет обратным, т. е. верхняя кромка переднего створного знака будет усматриваться выше верхней кромки заднего створного знака.

В связи с рассмотренным изменением величины вертикального угла створа расчет его значений производится для начальной Do и конечной DK точек пользования створом, а также для точки D0max, где α достигает максимального значения.

Вертикальный угол створа между верхними кромками знаков или центрами огней а для различных точек на ходовой части створа рассчитывается по формуле Савича

 

 

 

 

 

H e

 

h e

 

 

 

 

 

 

 

 

α = 3,44

 

 

 

0,063d

 

 

 

 

(6.30)

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D + d

 

 

 

 

 

 

 

или

3,44(H e)

 

3,44(h e)

 

 

 

A

 

B

 

(6.31)

α =

3,44 0,063d =

C

D + d

 

 

D

 

D + d

D

 

где A = 3,44(H - e); B = 3,44 (h - е); С = 3,44 · 0,063d;

D - расстояние от переднего створного знака до точки, для которой вычисляется угол α, км. В приведенных формулах угол α выражен в дуг. мин; Н, h и е — в м; D и d — в км.

Расстояние D0max от переднего знака до точки на оси створа, в которой вертикальный угол α створа достигает максимума, рассчитывается по формуле

D0 max = d

h e

(6.32)

H e

h e

 

где Da и d выражены в км; Н, h и е — в м.

Если точка D0max лежит за пределами ходовой части створа, максимальное значение αтах, характерное для этой точки, может не рассчитываться. В этом случае следует считать, что значение вертикального угла на ходовой части будет находиться в пределах величин, рассчитанных для точек D = D0 и D = DK.

В случае, если D0max лежит на ходовой части створа, αmax вычисляется обязательно. При значениях αmax >14' необходимо вертикальный угол рассчитать еще для ряда дополнительных точек на расстояниях, больших и меньших D0max с целью определения протяженности участка створа, на границе которого величина α начинает выходить за пределы 14'.

Минимально допустимые значения угла а для дневных и ночных створов с неиррадиирующими огнями 2', для ночных створов с иррадиирующими огнями 4'. Наиболее благоприятными значениями вертикального угла α на ходовой части створа, при котором εк имеет минимальную величину, следует считать:

для дневных створов от 3 до 14';

для ночных створов от 4 до 14'

При значениях а, выходящих за указанные пределы, горизонтальные углы εк будут отличаться от величин, принятых при предварительном расчете расстояния между створными знаками, а следовательно, и расчете высоты заднего знака. В этих случаях необходимо заново рассчитать элементы створа с новыми значениями εK. Причем, если а выходит за указанные пределы в конечной точке пользования створом, то перерасчет элементов производится обязательно. При значениях а, выходящих за вышеприведенные пределы в начальной или промежуточных точках на ходовой части створа, необходимость перерасчета будет определяться величинами боковых уклонений от оси створа, рассчитанных для этих же точек. Если расчетные величины Р при новых значениях εк будут превышать допустимое уклонение Рдоп, то перерасчет элементов створа необходим. При Р ≤ Pдоп необходимость в перерасчете отпадает.

Величина горизонтального критического угла εк при новом расчете в зависимости от вида створа и величины вертикального угла аmax принимается:

для дневных створов со знаками конечных размеров и ночных точечных створов в соответствии

с табл. 6.1.

 

 

 

.

 

 

 

 

Таблица 6.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

αmax

15'

20’

25'

30'

35'

40'

50'

60'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

εK

1,0'

1,2'

1,4'

1,6'

1,8'

2,0'

2,3'

2,6'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— для дневных точечных створов и ночных створов с иррадиирующими огнями в соответствии с табл. 6.2.

Таблица 6.2

аmax

15'

20'

25'

30'

35'

40’

50'

60'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

εK

1,5'

1,7'

1,9'

2,0'

2,2'

2,4'

2,7'

3,0'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если вертикальный угол αmax дневного и ночного точечного створов менее 2', а ночного с иррадиирующими огнями менее 4', то горизонтальный критический угол εк следует принимать равным 3'.

Контрольный расчет створа

По элементам рассчитанного створа производятся контрольные вычисления бокового уклонения от оси створа и дальности действия створа.

Створ считается рассчитанным правильно, если:

боковое уклонение от оси створа на всей ходовой части не превосходит допустимой величины Рдоп, определенной по формулам (6.6) — (6.8);

дальность действия створа не меньше принятой в качестве исходной при расчете створа.

Боковое уклонение Р для конечной, начальной и промежуточной точек створа рассчитывается по

формуле

 

D

 

(6.33)

 

 

P = 0,29ε

K

D

 

+1

d

 

 

 

 

Здесь и в следующих формулах D и d выражены в км, Р — в м.

Боковые уклонения от оси створа рассчитываются для дневного и ночного створов. Расстояния между промежуточными точками принимаются 1—2 км.

Отношение Dd называется численной характеристикой створа. Чем меньше это отношение, тем

створ чувствительнее, т. е. мореплаватель, уклонившись на меньшее расстояние от оси створа, определит момент схода с нее.

При проектировании створа не следует добиваться чрезвычайно высокой его чувствительности, так как это влечет за собой затруднения при маневрировании в момент следования по створу и создает определенные трудности при удержании корабля на оси створа. Следовательно, чувствительность каждого створа должна соответствовать ширине фарватера и обеспечивать оптимальное боковое уклонение для наиболее вероятных условий плавания.

Дальность действия створа рассчитывается по формуле

DK

= d

 

 

13,8PДОП

 

 

 

1+

1

(6.34)

 

2

 

 

dε

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Горизонтальный критический угол εк при расчетах по формулам (6.33) и (6.34) в зависимости от вида створа и вертикального угла а, полученного при расчете, берется из табл. 6.1, 6.2, 6.3.

Таблица 6.3

Вид створа

Вертикальный

Горизонтальный

угол створа а

критический

 

угол створа εК

 

 

Дневной точечный створ

<2'

3

 

2—14'

1,5'

 

15—60'

1,5—3'

Ночной точечный створ

<2'

3'

 

2—14'

1,0'

 

15—60'

1—2,6'

Дневной створ со знаками

<2'

3'

конечных размеров

2—14'

1,0'

 

15—60'

1—2,6'

Ночной створ с иррадии-

<4'

3’

рующими огнями

4—14'

1,5'

 

15—60'

1,5—3'

 

 

 

Для дневных створов при угле а менее 2' величины боковых уклонений (кроме расчета их величин с εк равным 3') дополнительно контролируются на раздельную видимость знаков. Контроль боковых уклонений до момента раздельной видимости знаков РP.B. производится по формуле

D

 

 

 

D

(b1

+b2 )

 

PP.B. = 0,29D

 

+1

+b1

+

 

(6.35)

d

d

 

 

 

 

 

 

 

где b1 и b2 — полуширина знаков, м.

Величина Рр. в не должна быть больше Рдоп.

По выполненным расчетам строится график, на который наносятся:

полуширина канала, фарватера или расстояния от оси створа до границы навигационной опасности;

допустимое боковое уклонение от оси створа согласно формулам (6.6) -(6.8);

боковое уклонение от оси створа, рассчитанное по формуле (6.33);

кривая изменения вертикального угла в зависимости от расстояния до переднего створного

знака.

Если полученные результаты не соответствуют вышеприведенным требованиям, производится проверка исходных данных и перерасчет створа.

Последовательность и содержание работ при проектировании и оборудовании створа

Проектирование и оборудование створа является творческой задачей и не может рассматриваться как механическое использование рекомендованных формул. Расчет створа в каждом конкретном случае

— это поиск оптимальных решений, обеспечивающих безопасное плавание по створу при минимальных затратах на его оборудование.

Проектирование и оборудование створа включает в себя определенный объем работ, выполняе-

мых в рассматриваемой ниже последовательности.

Выбор исходных данных

Основными исходными данными для расчета створа являются:

направление оси створа (створной линии);

ширина канала, фарватера или безопасного прохода;

требуемая дальность действия створа;

расстояние от переднего створного знака до ближайшей точки пользования створом;

отметки высот местности по направлению оси створа;

тактико-технические данные кораблей и судов, для которых проектируется створ;

преобладающий коэффициент прозрачности атмосферы в районе створа (с вероятностью

не ниже 65%) и условия наблюдения створных знаков и огней с моря.

Направление оси створа выбирается таким образом, чтобы она проходила посередине безопасного прохода, как правило, по наиболее глубоководной части района с минимальными скоростями течений. Ширина канала, фарватера или безопасного прохода, необходимая для последующего расчета допустимого уклонения Рдоп, снимается с крупномасштабной карты или промерного планшета как расстояние по дну между нижними бровками канала или как расстояние между кромками фарватера. В узкостях ширина безопасного прохода, оборудуемого створом, принимается как расстояние между ближайшими к оси проектируемого створа навигационными опасностями, ограничивающими данную узкость. За границы опасностей принимаются изобаты с глубинами, соответствующими максимальной осадке кораблей, для которых проектируется створ, с учетом волнения и просадки судна за счет скорости на мелководье. При несимметричном расположении опасностей относительно створа за полуширину прохода следует принимать расстояние от створной линии до ближайшей к ней навигационной опасности.

Требуемая дальность действия створа DK снимается с карты с точностью до 0,1 км как расстояние от намеченного на линии створа места установки переднего створного знака до конца фарватера или канала, обеспечиваемого проектируемым створом. В узкостях Dк определяется как расстояние от переднего створного знака до конца наиболее удаленной навигационной опасности, ограничивающей ширину безопасного прохода.

Следует заметить, что понятие дальность действия створа не является аналогичным дальности видимости створных огней и знаков. Дальность действия створа DK определяет ходовую часть створа, на всей протяженности которой боковые уклонения в дневное и ночное время не должны превышать допустимой величины.

Дальность действия створа DK вместе с вычисленной величиной РДОП является исходной для расчета необходимого разноса створных знаков и их размеров, а также подбора светотехнического оборудования.

Расстояние до ближайшей точки пользования створом (неходовая часть) D0 снимается также с точностью до 0,1 км с карты или промерного планшета как расстояние от переднего створного знака до ближайшей по условиям плавания точки пользования створом. Суммарная протяженность неходовой и ходовой частей составляет дальность действия створа DK.

Отметки высот местности от береговой черты по линии створа с точностью 0,1 м снимаются с топографических карт или планшетов, и по ним строится продольный профиль.

За расчетный уровень моря при определении высот знаков (огней) принимается на морях без приливов средний уровень моря, а на морях с приливами — средний уровень малых сизигийных вод. После производства расчетов высоты створных знаков на морях с приливами приводятся к среднему уровню полных сизигийных вод.

Тактико-техническими данными кораблей и судов, учитываемыми при проектировании створа являются: осадка, длина и ширина корпуса, скорость хода, радиус циркуляции, рыскливость и высота ходового мостика. Осадка корабля определяет ширину безопасного прохода между навигационными опасностями. Длина и ширина корпуса, а также элементы рыскливости и скорости хода определяют величину возможного уклонения корабля от границ визирной окружности. От высоты глаза наблюдателя е зависят расчетные величины высот створных знаков, величина вертикального угла створа и, в конечном итоге, чувствительности створа.

Прозрачность атмосферы и условия наблюдения створных знаков и огней с моря влияют на выбор светотехнического оборудования створов, форму щитов створных знаков и их окраску.

Расчет допустимого уклонения

Расчет Рдоп производится по вышеизложенной методике (с. 172— 175) и полученное значение его является основой для расчета элементов проектируемого створа.

Расчет элементов створа

Элементы створа рассчитываются в следующей последовательности:

по требуемой дальности действия створа DK и расчетной величине допустимого уклонения РДОП рассчитывается необходимое расстояние между створными знаками d;

по требуемой дневной дальности видимости и высотным отметкам мест установки знаков h2 и Н2, а также по расчетной величине d определяются размеры переднего и заднего створных знаков;

по рассчитанным высотам h и Н верхних кромок знаков (центров огней) от уровня моря определяются величины вертикальных углов α на ходовой части створа;

на основе рассчитанной величины d определяются боковые уклонения от оси створа и полученные результаты, особенно для дальней точки, сравниваются с величиной допустимого уклонения.

Вслучае, если РK < Рдоп, расчетные элементы створа принимаются за окончательные. Нужно помнить, что при прочих равных условиях дневной створ менее чувствителен, чем ночной, поэтому сначала рассчитываются элементы створа для обеспечения плавания днем, а затем проверяется соответствие их ночному времени;

производится контрольный расчет дальности действия створа.

Рекогносцировка района установки створа

В случае необходимости для уточнения исходных данных в районе установки створа проводятся дополнительные работы: промер, топогеодезические работы, необходимые строительные изыскания и т. п. Полученные дополнительные и уточненные данные используются при окончательном расчете створа.

Разбивка створа на местности

Исходными данными для разбивки створа на местности являются прямоугольные координаты одного из знаков, дирекционное направление оси створа, расстояние между знаками, а также высотные отметки мест их установки. Разбивка производится с точностью, принятой для определения пунктов аналитических сетей рабочего обоснования.

Посадка створных знаков осуществляется в следующей последовательности:

по заданным координатам любым геодезическим способом с обязательным контролем производится посадка одного из знаков створа;

по примычным углам (не менее двух) определяется и провешивается на местности направление оси створа;

по направлению линии створа и расчетной величине расстояния между знаками определяется место и производится посадка второго створного знака.

Места установки створных знаков закрепляются на местности основными центрами. Линия створа, кроме того, закрепляется двумя дополнительными центрами, располагаемыми на оси створа в 20— 40 м от мест установки створных знаков. Выносные центры сохраняются на весь период строительства и служат контролем при вводе знаков в эксплуатацию. Все центры «привязываются» к геодезической сети, а на выносных центрах, кроме того, с целью последующего контроля положения мест установки знаков и направления оси створа измеряются примычные углы и расстояния до основных центров.

Суммарная средняя квадратическая погрешность положения оси створа на местности при указанном выше способе посадки рассчитывается по формуле

M 0 = M Г2 + (0,29Dma )2

где М0 — суммарная средняя квадратическая погрешность, м;

MГ — средняя квадратическая погрешность определения координат (посадки) створного знака, м;

D — расстояние от переднего створного знака до данной точки на оси створа, км;

ma—-средняя квадратическая погрешность определения направления створа по примычному углу,

дуг. мин.

В процессе посадки створных знаков необходимо проверить фактическое положение оси створа относительно бровок канала, сторон фарватера или границ безопасного прохода. Один из способов проверки — обозначение вехами или буйками контрольных точек на оси канала, фарватера или посередине безопасного прохода и проверка положения оси проектируемого створа относительно этих точек.

Строительство створных знаков и их светотехническое оборудование

Строительство створных знаков осуществляется, как правило, по типовым проектам (см. гл. 2). Наилучшей формой щитов является прямоугольная, обеспечивающая резкое очертание силуэта и наиболее позднее наступление точечной видимости знака. Для створов с небольшой дальностью действия могут использоваться щиты трапециевидной и прямоугольной формы. Наихудшие условия наблюдения создаются при использовании щитов квадратной формы. Как правило, форма щитов переднего и заднего знаков одинакова. С целью создания наилучших условий освещенности обшивка щитов створных знаков делается наклонной (на 10—20°).

Для отличия створных знаков от навигационных знаков другого назначения, по середине щитов по всей их высоте, как правило, накрашивается вертикальная полоса, ширина которой принимается равной 1/3 или 1/4 ширины знака. Цвет полосы выбирается исходя из окраски щита: на белых щитах вертикальная полоса черная или красная, на черных и красных щитах — белая или желтая.

Светящие створы оборудуются электрическими или ацетиленовыми светооптическими аппаратами направленного или кругового действия.. Для створов, обеспечивающих плавание по узким и длинным фарватерам, целесообразно использовать аппараты направленного действия, поскольку они обладают большей силой света по сравнению с круговыми аппаратами, но вместе с тем, имеют небольшой (4—6°) горизонтальный угол излучения. В случае необходимости более широкого сектора видимости створных огней могут использоваться аппараты кругового действия, устанавливаемые на одном или обоих знаках.

Используемые светооптические аппараты должны обеспечивать надежное опознание створных огней и решение зрительной задачи при использовании створа. Выполнение этих требований обеспечивается подбором светооптических аппаратов требуемой силы света и выбором оптимального характера створных огней.

При этом нужно иметь в виду, что наиболее благоприятные условия для использования створных огней достигаются при освещенности на зрачке глаза наблюдателя в конечной точке пользования створом в 2,5 —5 раз выше, чем для обычных навигационных огней при всех прочих одинаковых условиях. Исходными данными для определения необходимой силы света и подбора светооптических аппаратов являются дальность действия створа, коэффициент прозрачности атмосферы, цвет и характер створных огней. Необходимая сила света светооптических аппаратов для створа определяется с помощью номограмм дальности видимости маячных огней, причем полученная по номограмме сила света должна быть увеличена в 2,5—5 раз. По полученному значению силы света выбирается соответствующий тип светооптического аппарата. Аппараты устанавливаются на створных знаках таким образом, чтобы источники света располагались точно на продолжении оси створа. Аппараты направленного действия, кроме того, должны быть ориентированы по горизонту так, чтобы их оптические оси совпадали с направлением оси створа. При выборе характера створных огней необходимо руководствоваться следующими рекомендациями. Лучшими являются постоянные белые, красные и зеленые огни, а поэтому они должны применяться во всех случаях, когда их опознание среди окружающих огней не затруднено и экономия источников питания не играет существенной роли. Проблесковые огни должны работать синхронно, или продолжительность проблесков и периодов огня на передних знаках должна быть меньше, чем на задних знаках. Во всех случаях рекомендуется, чтобы продолжительность проблесков была не менее 0,3 с.

Характеристика огней на задних знаках подбирается исходя из необходимости максимально возможного совпадения проблесков створных огней по их частоте и продолжительности. Причем, чем уже фарватер или канал, тем чаще и продолжительнее должны совпадать проблески передних и задних створных огней. Огни переднего и заднего створных знаков должны быть по возможности одноцветными.

За последние годы получили широкое распространение при светотехническом оборудовании створов газосветные источники света, обеспечивающие резкое отличие створных огней от всех других. Створы, устанавливаемые в портах, населенных пунктах и других местах с большим скоплением посторонних огней, целесообразно оборудовать газосветными источниками света.

Проверка фактических величин боковых уклонений

После завершения строительных, монтажных и пусконаладочных работ производится обязательная проверка створа, при которой замеряются фактические величины боковых уклонений от оси створа и определяется положение визирных окружностей относительно навигационных опасностей. Проверка осуществляется с моря в дневное и ночное время. Сущность ее заключается в неоднократном пересечении створной зоны галсами и определении места в моменты наблюдения начала расствора центров знаков или створных огней. Галсы корабля (катера) прокладываются перпендикулярно к линии створа через каждые 1—2 км ходовой части створа. Для створов небольшой протяженности это расстояние должно быть сокращено до нескольких сот метров в зависимости от масштаба планшета (рис. 6.11, а).

Определение места в моменты начала расствора центров знаков (огней) производится наиболее точными методами прямой (обратной) засечкой или с помощью высокоточной радионавигационной системы.

Прокладка галсов производится на планшете, на который предварительно наносятся линия створа, кромки фарватера или навигационные опасности, ограничивающие безопасный проход. Полученные на планшете точки наблюдения моментов расствора соединяются плавными кривыми, являющимися визирными окружностями. Величины фактических боковых уклонений определяются как расстояния от оси створа до соответствующих точек на визирных окружностях. Результаты проверки оформляются в виде схемы (рис. 6.11,6), на которой показываются положения визирных окружностей дневного и ночного створов относительно навигационных опасностей или графики боковых уклонений.

Составление отчетной документации и ввод створа в действие

Основным отчетным документом при вводе створа в действие является его формуляр с приложениями. Приложения включают в себя окончательный расчет элементов створа, результаты проверки фактических величин боковых уклонений, кальки и журналы промера и траления ходовой части створа, а также полевые журналы береговых работ по разбивке створа на местности. О вводе в действие створа объявляется в «Извещении мореплавателям».

Использование бинокля при плавании по створу

Использование бинокля при плавании по створу увеличивает дальность видимости створных знаков и огней, а также облегчает их обнаружение и более точное удержание на одной вертикали. Несмотря на .довольно широкое применение биноклей в практике мореплавания, элементы линейных навигационных створов рассчитываются, как правило, исходя из условий наблюдения створов невооруженным глазом. Это создает определенный запас дальности видимости и чувствительности.

При использовании, бинокля нельзя считать, что во всех случаях чувствительность створа увеличивается пропорционально кратности бинокля. Применение 6-кратного бинокля по сравнению с невооруженным глазом дает следующие результаты:

дальность видимости створных огней увеличивается в 1,5 раза, а створных знаков в 1,5—2 раза;

вертикальный угол створа а увеличивается пропорционально кратности бинокля;

горизонтальный критический угол створа εк уменьшается в 1,5—6 раз в зависимости от вертикального угла а;

чувствительность створа повышается, а боковые уклонения уменьшаются также в 1,5—6 раз;

наибольший эффект дает применение бинокля на створах с вертикальным углом α < 2'.

При наблюдении створов через оптический пеленгатор выигрыш в чувствительности створа несколько выше, чем при наблюдении в 6-кратный бинокль, что объясняется наличием в пеленгаторе относительно стабилизированной вертикальной нити, значительно облегчающей оценку положения створных знаков или огней на одной вертикали.

§ 6.3. ПРИЦЕЛЬНЫЕ И ЩЕЛЕВЫЕ СТВОРЫ

Прицельный створ представляет собой систему из трех знаков или огней, расположенных в вершинах равнобедренного треугольника, обращенного основанием к морю. Осью створа называется линия положения, совмещенная с высотой этого треугольника.

Использование прицельного створа основано на способности глаза определять с высокой точно-

стью середину расстояния между двумя точками или симметричными фигурами. Следуя по прицельному створу мореплаватель должен зрительно оценивать половину отрезка между двумя знаками или огнями и усматривать центральный, более удаленный и обычно более высокий знак (огонь) в середине между крайними знаками (огнями). По нарушению симметрии можно судить об уклонении в ту или иную сторону от оси фарватера, т. е. от оси створа.

Преимуществами прицельного створа являются: большая чувствительность по сравнению с линейным, примерно в 4 раза меньший разнос знаков (т. е. высота треугольника) и значительно меньшая высота заднего знака. Эти преимущества прицельного створа особенно важны, когда по местным условиям не представляется возможным разнести знаки на большое расстояние.

Элементами прицельного створа являются (рис. 6.12):

DК — дальность действия створа, км;

d — разнос знаков, т. е. высота треугольника ВАВ1 в вершинах которого расположены знаки, км; S — расстояние между передними знаками створа, горизонтальная база створа, км;

PK —боковое уклонение от оси створа — расстояние по перпендикуляру к оси створа, на котором обнаруживается несимметричность расположения знаков или огней в конечной точке пользования створом, м;

εK —горизонтальный угол створа, т. е. угловое выражение ошибки глазомерного деления пополам угла ВАВ1 дуг. мин β — угол горизонтальной базы, дуг. мин.

Уравнение, связывающее основные элементы прицельного створа, выводится следующим образом. Из подобия треугольников САС1 и ОАО1 (рис, 6.12) следует, что

 

PK

=

DK + d

откуда

OO

d

 

1

 

 

PK = OO1 DKd+ d

Но из треугольника COO1 следует, что

Поскольку угол εК очень мал, можно записать

тогда

OO1 = DK εK arc1'

 

 

 

 

 

DK +d

 

PK =εK arc1' DK

 

 

 

d

 

 

 

и, следовательно, окончательно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

P

=ε

 

arc1' D

 

K

 

+1

(6.36)

 

 

d

K

 

K

K

 

 

где Рк, d и D выражены в м.

На основании опытов, проведенных Д. Н. Лазаревым, было обосновано пороговое значение горизонтального угла прицельного створа: его следует принимать равным 0,5' и считать независимым от вертикального угла в пределах его изменения от 0 до 10'.

Подставив это значение горизонтального угла в формулу (6.36) и выразив Рк в м, d и DK в км, по-

лучим расчетную формулу

 

 

D

 

(6.37)

P

= 0,145D

 

K

+1

 

d

 

K

K

 

 

В связи с тем, что вертикальный угол не оказывает влияния на чувствительность прицельного створа, делать его больше 0,5 – 1’ не следует во избежание постройки излишне высоких знаков.

Минимальная величина угла горизонтальной базы р прицельного створа определяется исходя из следующих соображений. Известно, что две неиррадиирующие светлые точки сливаются в пятно в том случае, если они видны под углом < 2,75'. Иррадиирующие точки сливаются вместе при более значительных углах. Следовательно, угол горизонтальной базы прицельного створа для неиррадиирующих огней должен быть больше 5,5'. Естественно, что приближаясь к знакам угол горизонтальной базы увеличивается.

Разнос знаков прицельного створа определяется из формулы (6.37), решаемой относительно

 

 

(6.38)

d =

 

DK

 

 

PK

1

6,9

 

где d и DK выражены в км, а Рк — в м.

DK

Расстояние S = BB1 между передними знаками (горизонтальная база створа) рассчитывается со-

гласно рис. 6.12 по формуле

(6.39)

 

 

S = arc1' βDK

Расчет прицельного створа производится, за исключением бокового уклонения Рк и междустворного расстояния d, по формулам линейного створа.

Щелевой створ представляет собой систему из трех знаков или огней, расположенных, как и в прицельном створе, в вершинах равнобедренного треугольника. Таким образом, внешне щелевой створ не отличается от прицельного, однако при следовании по нему решается иная зрительная задача.

Из рис, 6.13 видно, что щелевой створ представляет собой комбинацию из двух линейных створов с одним общим знаком. При плавании по щелевому створу мореплаватель должен раздельно наблюдать три знака или огня, при этом средний, обычно более высокий знак, должен быть все время виден между передними знаками. Таким образом, створная зона щелевого створа ограничивается ближайшими к оси фарватера визирными линиями двух линейных створов; и створ не только обозначает направление оси фарватера, но одновременно и ширину ходовой полосы, в пределах которой возможно безопасное движение корабля. Щелевые створы применяются на сравнительно широких фарватерах и могут использоваться для разделения движения кораблей в зонах интенсивного плавания на подходах к базам, портам и т. п.

Принцип действия щелевого створа был предложен гидрографом-геодезистом В. Я/. Павлиновым, а теоретически обоснован Н. Н. Струйским.

Элементами щелевого створа являются (см. рис. 6.13): DK —дальность действия створа, км;

d — разнос знаков, или высота треугольника, образованного знаками, км;

2S — расстояние между передними знаками, или горизонтальная база створа, км;

Рк — боковое уклонение, т. е. расстояние по нормали от оси створа, на котором обнаруживается выход за пределы створной зоны, м;

У — боковое уклонение линейного створа одного из передних и заднего знаков или огней, м; εк — горизонтальный критический угол линейного створа, дуг. мин; β — угол горизонтальной базы, дуг. мин; АВС1 — визирная окружность.

Математическая связь элементов щелевого створа устанавливается с помощью рис. 6.13. Из ∆

ВОВ1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S = DK tgβ = βarc1' DK

(6.40)

Из подобия ∆ АОС и ∆ АВ1В следует, что

 

 

 

 

= DK

 

 

 

 

 

 

 

PK +CC1

 

+ d

 

(6.41)

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

откуда имеем

 

D

 

 

+d

 

 

 

 

 

(6.42)

 

 

 

 

CC

 

P = S

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

d

 

 

 

 

 

1

 

Из ∆ ECC1

CC1 =

 

У

 

 

 

 

 

(6.43)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosα

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Боковые уклонения У линейных створов, образующих щелевой створ, вычисляются по формуле

(6.33). Для нашего случая

 

 

 

 

 

 

 

BC

 

 

 

(6.44)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У = arc1'ε

K

BC

 

 

 

+

1

 

AB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

но так как

BC =

 

 

DK

 

 

,

 

AB

 

=

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosα

 

 

cosα

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arc1'ε

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

K

 

 

K +1

 

 

 

 

У =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosα

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя это выражение в уравнение (6.43), получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arc1'ε

 

 

D

 

 

 

D

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1

 

CC1 =

 

 

 

 

 

 

 

K

 

K

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2 α

 

 

 

 

Из треугольника АВВ1 следует, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

2

α =

 

d 2

 

 

=

 

 

 

d 2

 

 

 

 

 

 

AB2

 

d 2

+ S 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

поэтому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СС

= arc1'ε

 

D

 

 

D

K

+

d 2 + S 2

K

K

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

d

 

d 2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(6.45)

(6.46)

Подставив (6.46) в (6.42), получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2 + S 2

 

 

P

=

 

 

+1 S

arc1'ε

K

D

K

 

 

 

 

 

(6.47)

 

 

 

 

 

 

2

K

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку S мало по сравнению с d, им можно пренебречь, тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PK

=

 

 

K

 

+1 (S

arc1'

εK DK )

 

 

 

(6.48)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставив в это выражение значение S из формулы (6.40), окончательно получим

 

 

 

 

P

= (β ε

 

)arc1' D

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

K

+1

 

 

 

(6.49)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решив уравнения (6.47) и (6.49) относительно d найдем,,

 

 

 

 

 

 

d =

 

 

 

 

DK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DK

 

 

 

 

(6.50)

 

 

 

PK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

S arc1'ε

 

 

D

 

(β ε

K

)arc1' D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

Решая уравнение (6.50) относительно S, получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S =

 

 

PK

 

 

 

+ε

K

arc1' D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DK

+1

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

(6.51)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В формулах (6.48) — (6.51) Рк, d и D выражены в м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В результате исследований установлено, что если превышение заднего огня над передним незначительно и будет около 0,5', то угол горизонтальной базы β не может быть меньше 2,7', ибо при меньших его значениях даже неиррадиирующие огни будут сливаться. В случае, когда превышение заднего огня над передним значительно (>2'), целесообразно принимать β = 3,5'. Это же значение принимается при проектировании дневных щелевых створов.

Следовательно, если в формулах (6.49) и (6.50) выразить Рк в м, d и DK в км и принять β = 2,7' и

εк=0,7', получим расчетные формулы:

 

 

 

D

 

 

 

 

 

P

= 0,58D

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1

(6.52)

 

 

 

 

 

K

 

K

d

 

 

d =

 

DK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PK

 

1

 

(6.53)

 

1,72

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

Остальные элементы щелевого створа вычисляются по формулам для линейных створов. Отметим достоинства и недостатки щелевых створов по сравнению с линейными и прицельными

створами.

Линейный и прицельный створы не позволяют мореплавателю судить о границах створной зоны, а при плавании по щелевому створу это возможно. Вступление на линейный створ является границей створной зоны щелевого створа, поэтому расхождение кораблей по щелевому створу значительно проще и безопаснее, поскольку мореплаватель не стремится при этом удерживаться как можно ближе к оси створа.

Основное преимущество щелевого створа перед линейным заключается в том, что вертикальный угол его, как правило, делается небольшим, а это позволяет использовать в качестве задних знаков створа знаки меньших размеров.

§ 6.4. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ И ЛУЧЕВЫЕ СТВОРЫ

Перспективный створ представляет собой систему из знаков или огней, расположенных по обе стороны фарватера парами через равные расстояния, благодаря чему создается относительно оси фарватера симметричная перспектива двух линий.

При плавании по перспективному створу мореплаватель должен удерживать в поле зрения дальние пары знаков или огней симметрично ближней паре. Нарушение этой симметрии означает уклонение от оси фарватера.

Характерной особенностью перспективного створа, в отличие от рассмотренных выше, является то, что его чувствительность мало изменяется при движении корабля по фарватеру, кроме того, мореплаватель может определить границы створной зоны, которая обозначается линией огней или знаков по обеим сторонам фарватера.

Основные теоретические соображения по вопросу создания перспективных створов были впервые высказаны Н. Н. Матусевичем. Они основывались на теории наблюдательной перспективы. Исходным положением создания перспективного створа является то обстоятельство, что при наблюдении с моря знаки и огни створа образуют перспективу двух линий, по взаимному расположению которых можно судить об уклонении от оси фарватера.

Если пучок лучей от глаза наблюдателя ко всем точкам рассматриваемого предмета или нескольких предметов пересечь плоскостью, называемой картинной плоскостью, то на ней получится перспектива или изображение предмета или предметов. Перспективой точки будет точка, перспективой прямой

— прямая линия. Для построения перспективы прямой АБ (рис. 6.14) на картинной плоскости Р необходимо через глаз наблюдателя (точку О) и прямую АВ провести плоскость АаОbВ. След пересечения ее с картинной плоскостью Р изобразится прямой ab, что и будет перспективой прямой АВ. Перспективы параллельных прямых, не параллельных картинной плоскости пересекаются в одной точке К, называемой точкой схода.

Основными элементами перспективного створа (рис. 6.15) являются: b — расстояние по нормали от оси фарватера до линии знаков или огней, км; d — расстояние между парами знаков или огней, км; D — расстояние по оси фарватера от наблюдателя (точка О) до ближайшей пары знаков ВВ1, км.

При уклонении наблюдателя по нормали от S оси створа на расстояние Р зрительно обнаруживается минимальное изменение угла между наблюдаемыми объектами сторон фарватера.

Зависимость между элементами перспективного створа устанавливается из подобия ∆ AFO1 и

∆ ABD откуда видно, что

 

FO1

=

 

D +d

 

 

 

 

 

 

BD

d

 

 

 

 

отсюда имеем

BD = (b + P)

d

 

D + d

Из подобия ∆ AFO и ∆ АВС следует, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FO

=

 

D + d

 

 

 

 

BC

 

d

 

 

 

 

 

отсюда имеем

DC = b

d

 

 

D + d

Из чертежа рис. 6.15 следует, что

CD = BD BC = P d D + d

или

P = CD D + d (6.54) d

По-видимому отрезок CD будет представлять собой меру минимального изменения <AOB, при котором наблюдатель, уклонившись от оси фарватера, обнаружит нарушение симметрии пар знаков. В зависимости от расстояния D величина отрезка CD выразится уравнением

CD = arc1'εK D

(6.55)

Данные по определению значения угла εк и его зависимости от элементов створа в литературе отсутствуют, поэтому можно лишь по аналогии с прицельными створами считать, что у этих двух створов величина угла εк одного порядка.

Перспективные створы создаются в тех случаях, когда из-за неблагоприятных условий видимости невозможно обеспечить плавание по длинному фарватеру линейным или иными створами.

Проектирование перспективного створа сводится к определению расстояния между парами знаков, зависящего от дальности видимости знаков и огней. В предельном случае разнос d равен дальности видимости знаков, или D = d.

Если позволяют условия местности, целесообразно сочетать перспективный и прицельный створы в начале и конце фарватера.

Лучевой створ представляет собой луч прожектора, направленный вдоль оси фарватера под небольшим (5—10°) углом к горизонту. Использование такого створа основано на способности глаза обнаруживать отклонение прямой линии от вертикали. Пусть в точке О расположен прожектор (рис. 6.16), луч которого ОЕ направлен вдоль оси фарватера ОС под некоторым углом у к горизонту. Глаз наблюдателя, расположенный на оси фарватера в точке С, находится в вертикальной плоскости < OCE, с которой совмещен луч прожектора ОЕ. При этом наблюдатель видит луч прожектора направленным в зенит

Удаляясь по нормали к оси створа на некоторое расстояние СС1 = Р, мореплаватель начнет наблюдать наклон луча прожектора. Это будет свидетельствовать о том, что корабль сошел со створа. Для выхода на створ необходимо повернуть в сторону луча, т. е. следовать под наклонный луч. Таким образом, лучевой створ по принципу использования мало чем отличается от линейного. Разница лишь в том, что уклонение от оси линейного створа обнаруживается по наклону воображаемой прямой, проходящей через створные огни, а лучевого створа — по наклону луча створа..

Теория лучевого створа разработана Н. Н. Матусевичем. Из треугольника СЕСг (рис. 6.16) следует, что

tgϕ = Ph

В то же время из треугольника СОС1 следует, что

откуда

tgε = ε = DP

P = Dtgε = εD

а из треугольника СОЕ

h = Dtgγ = γD

Таким образом, после подстановки в формулу (6.56) значений P и h получим tgϕ = γε

(6.56)

(6.57)

(6.58)

Построим вспомогательную сферу (рис. 6.17). Через центр ее О проведем радиусы, параллельные прямым ОС, ОЕ и ОС1. Дуги больших кругов, проведенные через точки С1 и С, С1 и Е, С и Е, образуют

прямоугольный сферический треугольник СС1Е, откуда следует, что tgγ = ctgϕ sin ε

Ввиду малости углов φ и ε можно записать

ε =ϕtgγ

Подставив это значение в формулу (6.57), получим

P = Dϕtgγ =

Dϕ

o

tgγ o

(6.59)

 

 

 

57,3o

 

 

 

 

Откуда следует, что боковое уклонение лучевого створа изменяется при движении судна по фарватеру. Оно уменьшается при приближении его к прожектору и увеличивается с увеличением угла у, под которым луч направлен к горизонту. Наибольшей чувствительностью створ обладает в случае, когда луч направлен в глаз наблюдателя и наименьшей— при направлении его в зенит. Однако луч, направленный прямо в глаз наблюдателя, ослепляет его, в связи с чем необходимо его несколько приподнимать над горизонтом.

Уравнением (6.59) можно воспользоваться только в том случае, когда известен угол φ, при котором наш глаз обнаруживает отклонение от вертикали светлой линии, образуемой лучом прожектора.

На основании экспериментальных исследований рекомендуется при расчете лучевых створов принимать φ = 1,5°. Тогда формула (6.59) примет вид

P = 0,457Dγ o

(6.60)

где Р выражено в м, D — в км.

При создании лучевого створа нужно иметь в виду, что смещение его оси под влиянием погрешности ориентировки луча имеет величину того же порядка, что и само боковое уклонение створа. Поэтому луч прожектора должен направляться по оси фарватера с высокой точностью (по крайней мере не менее 3'). В связи с этим используемые для указанных целей прожекторы должны иметь специальные угломерные устройства, обеспечивающие ориентировку оптической оси по горизонту с точностью ±3'.

§6.5. ЛАЗЕРНЫЕ СТВОРЫ

Влазерных створах для создания луча в инфракрасном или видимом диапазонах используются оптические квантовые генераторы, в физической основе работы которых заложены принципы получения узконаправленного, монохроматического когерентного, значительного по мощности и по спектральной яркости излучения.

Одна из возможных принципиальных схем лазерного устройства для оборудования навигационных створов представлена на рис. 6.18.

Конструктивно устройство состоит из двух блоков: передатчика и приемника. Передатчик устанавливается на берегу и состоит из источника излучения — лазера 8, модулятора 6, оптической системы, состоящей из плоского 3 и сферического 1 зеркал, а также линзы 2. Приемник, устанавливаемый на судне, состоит из оптической системы 5, фотодетектора 4 и системы регистрации и обработки сигнала

9.

При нахождении корабля в зоне оптического луча последний будет регистрироваться приемной системой, а на выходе системы обработки появится сигнал, регистрирующий положение корабля относительно оси фарватера или канала.

Для повышения точности нахождения корабля на створе на выходе оптической системы, формирующей луч, может быть установлен специальный модулятор, с помощью которого луч разделяется на три части. Каждая часть модулируется по интенсивности таким образом, что крайние зоны пучка модулируются инфранизкими частотами, а центральная часть не модулируется вообще или модулируется высокой частотой.

Ориентация судна с помощью такого створа заключается в том, что при нахождении судна в средней зоне мигания луча не наблюдается. При отклонении судна в правую сторону наблюдается мигание луча с частотой f1 а в левую — с частотой f2. Чтобы отличить левую сторону от правой, частоты f1 и f2 выбирают с учетом обеспечения четкой индикации их разностей глазом и существенного отличия их от возможных частот мерцания из-за колебаний прозрачности атмосферы. Для визуального определения левой или правой боковых зон частоты модуляции выбираются равными f1 = 2 — 4 Гц и f2=10 — 12 Гц.

Возможно создание лазерного створа с излучением двух попеременно светящих лазерных лучей (рис. 6.19), накладывающихся друг на друга и образующих три зоны. В центральной зоне мореплавателю виден постоянный огонь; в одной из боковых зон огонь зажигается на 1,5 с и гаснет на 0,5 с; в другой — зажигается на 0,5 с и гаснет на 1,5 с. Наблюдая тот или иной характер лазерного излучения мореплаватель получает информацию о положении корабля относительно створа.

Проведены исследования возможности использования лазерных створов, излучающих три луча с различной длиной волны (красный, зеленый и оранжевый) (рис. 6.20). С помощью цилиндрических линз получается центральный синтезированный оранжевый луч с расходимостью в несколько десятых градуса, а также боковые — красный и зеленый лучи с расходимостью в горизонтальной плоскости в несколько градусов.

Дальность действия лазерных створов достигает нескольких десятков километров, причем ширина створной зоны может регулироваться в весьма больших пределах, чем обеспечивается высокая точность вождения по этим створам.

Использование лазерных створов открывает принципиально новые эксплуатационные возможности этого вида навигационного оборудования морей.

§ 6.6. СЕКТОРНЫЕ ОГНИ

Секторным огнем называется такой огонь, который виден с моря в определенном секторе, причем в пределах этого сектора цвет и характер огня не меняется. По навигационному значению секторы, оборудованные секторными огнями, различаются на ведущие (безопасные) секторы, в пределах которых отсутствуют навигационные опасности; предупредительные, предупреждающие о близости опасной зоны, и ограничительные (опасные), указывающие опасную для плавания зону. Кроме того, секторный огонь может обозначать сектор для постановки на якорь, карантинной стоянки, и т. д.

Секторный огонь представляет собой специальное светотехническое устройство, устанавливаемое на световом маяке или светящем навигационном знаке и обеспечивающее возможность наблюдения огня в пределах заранее установленных горизонтальных углов. Для секторного освещения в основном используются маячные цилиндрические линзы, оборудованные специальными рамочными устройствами со светофильтрами и непрозрачными экранами.

Секторные огни различаются по цвету (белый и цветной секторы),, характеру огня (в зависимости от заданной характеристики), количеству секторов (одинарный или групповой). В большинстве случаев ведущему сектору придается белый цвет огня, а предупредительному и ограничительному — цветной.

Секторный огонь по сравнению со створом обладает рядом преимуществ, хотя и не лишен недостатков.

Кпреимуществам его относится то, что при помощи одной светооптической системы, установленной на знаке, обеспечивается плавание по нескольким радиально расположенным фарватерам в районах со сложными условиями плавания. При этом оборудование секторного огня в меньшей степени зависит от рельефа местности, чем оборудование створа, поскольку строится только один знак.

Кнедостаткам относится возможность использования секторного огня только в ночных условиях при довольно низкой точности следования по оси заданного фарватера и неразличимость цвета огня в смежных зонах. Таким образом, если плавание должно производиться как в дневных, так и в ночных условиях по заданному направлению с высокой точностью, то необходимо использовать для этих целей створ. В случае необходимости обеспечения плавания только в темное время суток по ряду радиально расположенных направлений, а также определенной свободы маневрирования в пределах довольно широкой зоны,, целесообразно использовать секторный огонь.

Таким образом, секторное оборудование вместе со створным решают одну из главных задач навигационного оборудования — обеспечивают следование кораблей по рекомендованным путям и фарватерам..

Типовые схемы создания секторных огней

Предположим, что надо обеспечить сектор освещения, равный 2α0 (рис. 6.21, а). В фокусе цилиндрической линзы 1 расположен источник света 2, имеющий диаметр b.

Если бы источник света был точечным, то для создания такого сектора достаточно было бы затемнить глухими экранами 3 остальную часть окружности оптической системы. При этом по закону прямолинейного распространения света мы получили бы и на местности требуемый сектор освещения 2а0. Поскольку источник света имеет известные размеры, то, учитывая фокусное расстояние f оптической системы, получим на границах сектора 2а0 так называемые углы ослабленного света δ0 и освещаемый сектор будет иметь величину 2a1.

Для уменьшения влияния явлений полусвета устанавливаются специальные светонепроницаемые щиты. Причем используется два вида щитов: поперечные по дугам окружности радиуса d (рис. 6.21, б) и продольные, идущие от оптической системы или фонарного сооружения на расстоянии d — f (рис. 6.21, в). Щиты окрашиваются в темные цвета, обладающие малой отражательной способностью. Как показали экспериментальные исследования, при одном и том же источнике света величина угла δо, в пределах которого на краях светового пучка сектора происходит ослабление света, зависит от того, на каком расстоянии от источника света установлены поперечные экраны. Причем чем дальше от источника света

установлены экраны, тем меньше величина угла ослабления света на границе сектора и тем четче граница сектора,

При установке секторных огней обычно задаются величиной δ0, которая определяется точностью следования корабля на границах сектора или возможным допуском уклонения корабля от заданного сектора. В случае необходимости создания цветного секторного огня у щели, образованной экранами, устанавливается листовой светофильтр требуемой окраски. У линзы или фонаря можно устанавливать светофильтры цилиндрической формы. Отметим, что явление полусвета, наблюдаемое у секторных огней, при использовании цветных огней выражено в меньшей степени, чем при использовании белых огней.

Секторный огонь, состоящий из нескольких секторов с постоянным характером огня, осуществляется по той же схеме, что и одинарный, но в этом случае число щелей между экранами должно соответствовать количеству заданных секторов.

Проблесковый секторный огонь (белый или цветной) осуществляется по вышеописанной схеме с использованием источника света с проблесковым режимом работы.

Расчет элементов секторного огня

При проектировании установки секторного огня рассчитываются его отдельные элементы, к которым относятся расстояние от источника света до экранов или светофильтров, ширина щели между экранами для белых секторов или ширина светофильтров для цветных секторов и высота экранов или светофильтров; кроме того, рассчитывается сила света белого и цветных секторов и дальности видимости огня в них. Порядок расчета этих величин изложен в гл. 5.

Элементы секторного огня в горизонтальной плоскости показаны на рис. 6.22, где приняты сле дующие обозначения 2α — угол сектора, в пределах которого виден огонь, град;

b — горизонтальный размер источника света (тела накала), мм;

2а — ширина щели между экранами для белых огней или между светофильтрами для цветных, мм; d— расстояние от источника света до экрана или светофильтров, мм;

δ0 — угол ослабленного света на границах сектора, дуг. мин; D1—расстояние до ограждаемой опасности, км;

Dτ — предельная оптическая дальность видимости огня, км.

Расстояние от источника света до экрана или светофильтров для источников света с телом накала

цилиндрической формы рассчитывается по формуле

 

d =

bcos(α δ0 )

(6.61a)

sinδ0

 

 

 

 

где d — расстояние от источника света до экрана, мм; b — диаметр тела накала источника света, мм.

В случае использования источника света с плоским телом накала расчет производится по формуле

d =

b1 cosα cos(α δ0 )

 

(6.61б)

sinδ0

 

В формуле (6.616) ширина тела накала b1 источника света для каждого рассматриваемого сектора

будет представлять собой проекцию источника света на плоскость, перпендикулярную оси сектора, и определяться по формуле

 

b1

= b cosγ

(6.62)

где у — угол между нормалью к плоскости источника света и осью соответствующего сектора, град.

Ширина щели 2а между экранами или светофильтрами рассчитывается по формуле

 

2aб

= 2dtg(aб

− ∆a)(b + 2b)

(6.63)

2a0

= 2dtg (a0

+ ∆a)(b 2b)

(6.63а)

 

где 2аб и 2а0 — ширина щели (цветных стекол) для безопасной и опасной зон соответственно, мм; 2αб и 2α0 — величина безопасного и опасного секторов соответственно, град;

∆а— ошибка расчетного угла сектора, вызванная изменением положения светового центра и его размеров;

∆b — суммарная наибольшая ошибка в положении тела накала источника света, определяемая как сумма погрешности установки светового центра в фокусе линзы при смене источника света и ошибки в ширине тела накала мм.

Ошибка расчетного угла сектора определяется по формуле

α = ±3438

 

 

db

 

 

(6.64)

d

2

 

2a +b 2

 

 

 

+

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

В случае, если (2а + b) ≤ 0,2d, можно воспользоваться приближенной формулой

 

α = ±3438

b

 

 

(6.65)

d

 

 

где ∆α выражена в дуг. мин,

∆b и d — в мм.

Для приближенного определения ширины щели между экранами или светофильтрами в предварительных расчетах служат эмпирические формулы, не учитывающие ошибки в положении светового центра и в размерах источника света.

Для источника света с телом накала плоской формы расчетная формула имеет вид

 

b1

 

Dτ

 

 

 

D1

 

 

a = d

tgα +

 

 

 

0,5b

 

 

d

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для источника света с цилиндрической формой тела накала

 

 

 

 

 

 

Dτ

 

 

 

 

 

 

b cos(α δ

0

) D1

 

 

b cos(α δ

0

)

a = d tgα +

 

 

 

 

 

 

d cosδ0

 

 

2 cosδ0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(6.66)

(6.67)

где Dτ и D1 выражены в км,

α, d и b — в мм.

Значения b и ∆b выбираются из справочника по средствам навигационного оборудования [53]. Угол δ0 ослабленного света меняет свое значение в зависимости от расстояния до огня. Значение

его для различных удалений от огня D рассчитывается по формулам: при источнике света с цилиндрической формой тела накала

 

 

b

 

D2

 

 

 

tgδ0

 

 

 

 

τ

Dτ

 

D

 

 

D2

 

 

= d 1

 

 

cosα

 

 

 

 

 

τ

 

 

 

 

при источнике света с плоской формой тела накала

 

b

 

 

D2

 

Dτ

 

2

 

tgδ0 =

1

 

 

 

 

 

D

 

 

1

 

τ

 

 

cos

 

α

d

D2

 

 

 

 

 

 

 

τ

 

 

 

 

 

 

(6.68)

(6.69)

где τ — коэффициент прозрачности атмосферы, соответствующий наилучшей видимости для данного района.

Наименьшего значения угол δ0 достигает при D=Dτ, наибольшей величины — в непосредственной близости от экранов. Угол δ0 обычно вычисляется для двух точек: для начала пользования секторным огнем и для предела видимости цветных огней. Значение величины угла δ0 зависит от расстояния источника света до экранов или светофильтров, коэффициента прозрачности атмосферы, ширины источника света и точности его фокусировки, а также силы света светотехнического аппарата.

Размер экранов или светофильтров по высоте Н, размещаемых на расстоянии d от источника света, должен устанавливаться с учетом угла рассеяния светового пучка в вертикальной плоскости таким образом, чтобы их высота не была меньше высоты светового пучка.

Высота Н экранов или светофильтров в мм рассчитывается по формуле

H = H Л +

h

(d f )

(6.70)

 

 

 

f

 

где Нл—высота линзы, мм;

h — высота тела накала источника света, мм; f — фокусное расстояние линзы, мм;

d — расстояние от источника света до экрана (светофильтра),мм.

Необходимая сила света белого и цветных огней определяется с учетом заданной дальности видимости огня в каждом из секторов по методике, изложенной в гл. 5.

Последовательность и содержание работ при проектировании и установке секторного огня

Секторный огонь должен быть рассчитан и оборудован таким образом, чтобы огонь каждого сектора был виден только в пределах заданного угла по горизонту.

Выбор исходных данных

На основании подобранного картографического и описательного материала о районе, обеспечи-

ваемом работой секторного огня, в соответствии с поставленной задачей выбирается место строительства маяка (знака) с секторным огнем или подбирается действующий объект СНО.

Исходными данными для расчета секторного огня являются размеры и положение навигационных опасностей (рис. 6.23), а также:

б — безопасный сектор, град;

0 — опасный сектор, град;

D1—расстояние до ограждаемой опасности, км;

Ро — возможное уклонение корабля от границы секторного огня, м; τ — коэффициент прозрачности атмосферы, соответствующий наиболее характерным для данного района условиям видимости (с вероятностью не ниже 65%);

Dτ — предельная оптическая дальность видимости для выбранного значения т, км;

δ0 — максимальное значение угла, ослабленного света или промежуточной цветности, дуг. мин, (допускается при расчете не более 30').

Безопасные 2αб и опасные 2а0 секторы снимаются с планшета или карты наиболее крупного масштаба, для чего производятся следующие построения:

из точки расположения маяка проводятся касательные к границам навигационных опасностей;

из точек касания М1 М2, М3, М4 (рис. 6.23) проводятся дуги радиусом, равным величине Ро возможного уклонения корабля, к дугам вновь проводятся касательные;

полученные точки М’1, М’2, М’3, М’4 соединяются с точкой расположения маяка, на котором устанавливается секторный огонь;

построенные таким образом секторы измеряются протрактором;

для дальнейших расчетов безопасный сектор уменьшается, а опасный увеличивается на один градус. Величина Ро рассчитывается по формуле

P0 = PX + PДЛ + PШ

где Рх — уклонение за счет неточности удержания корабля на курсе, м; РДЛ —уклонение за счет длины корабля L и суммарного сноса с, м;

Рш = qcosc — уклонение за счет ширины корабля 2q, м.

Значения Рх и Рдл рассчитываются по формулам (6.3) и (6.4) соответственно или выбирается из табл. 1 и 2 приложения 22 инструкции по навигационному оборудованию [19].

Дальность видимости Dx секторного огня должна быть не менее чем на 3 — 4 км больше расстояния D1 от места установки огня до наиболее удаленной точки ограждаемой навигационной опасности, что обеспечивает своевременное обнаружение секторного огня при пониженной видимости (τ = 0,6 — 0,7 на милю) и безопасность плавания кораблей с большими скоростями.

Расчет элементов секторного огня

На основе полученных исходных данных по вышеизложенной методике производится предварительный расчет:

расстояния d до экранов или светофильтров;

расстояния 2а между экранами или светофильтрами (ширина щели);

значение угла δ0 ослабленного света;

размеров экранов и светофильтров по высоте Н;

необходимой силы света I белого и цветных огней.

Рекогносцировка места строительства знака с секторным огнем

В случае необходимости уточнения исходных данных в районе установки секторного огня проводится рекогносцировка места строительства, производится при необходимости промер, выполняются проектно-изыскательские работы, уточняются координаты места строительства маяка или знака. Полученные в период рекогносцировки дополнительные и уточненные данные используются при выполнении окончательного расчета секторного огня.

Оборудование секторного огня

При размещении секторного огня на маяке, где светооптический аппарат расположен в фонарном сооружении, светофильтры или экраны устанавливаются, как правило, у штормовых стекол фонарного сооружения.

При размещении секторного огня на знаках светофильтры и экраны крепятся с помощью специальных рам, устанавливаемых на площадке знака.

Разбивка границ секторов на местности

Работы по разбивке секторов начинаются с определения координат построенного маяка или знака. На карту или планшет самого крупного масштаба наносится место расположения маяка (знака), определяются границы навигационных опасностей и расстояния между ними, а также расстояния от маяка (знака) до ограждаемых опасностей.

По координатам маяка (знака) рассчитывается дирекционное направление на хорошо видимый ориентир, которое принимается за начальное направление при разбивке секторов на местности. Желательно ориентир выбирать с таким расчетом, чтобы направление на него составляло со стороны лучей безопасного сектора углы, близкие к 90°.

На карту (планшет) наносится направление на ориентир и граница секторов согласно окончательным вычислениям. С помощью протрактора с карты снимаются примычные углы от начального направления до границ секторов.

На верхней площадке маяка определяется центр, через который должна проходить вертикальная ось светооптического аппарата,. На знаках, где светооптический аппарат устанавливается на фонарном столике, по крепежным отверстиям определяется центр площадки столика, который обозначается насечкой. На круглых площадках центр находится в точке пересечения диаметров, пересекающихся под прямым углом, а на квадратных — в точке пересечения диагоналей.

Разбивка секторов, закрепление их границ на держателе светофильтров (экранов) и на местности выполняется в следующей последовательности:

над найденным центром площадки маяка или фонарного столика устанавливается теодолит;

на горизонтальном круге лимба теодолита устанавливается отсчет 0°00' и теодолит наводится на вы-

бранный ориентир, а лимб закрепляется стопорным винтом;

границы секторов по углам, снятым с карты, переносятся с помощью теодолита на местность, перила ограждения и стенки фонарного сооружения; при этом на местности границы закрепляются центрами, а на перилах и стенках фонарного сооружения — путем нанесения полос или насечек (рисок);

перенос границ секторов на держатели светофильтров осуществляется с помощью двух отвесов: один из них устанавливается над центром площадки, фонарного столика или светооптической системы, а второй перемещается по держателю светофильтров до створа первого отвеса с отметкой границы сектора на стенке фонарного сооружения или с отметкой на перилах, а также с центром на местности — в этом месте на держателе светофильтров делается отметка, обозначающая границу сектора.

После переноса границ секторов на держатель устанавливаются и закрепляются экраны или свето-

фильтры.

.

Проверка границ секторов на местности

Установленный секторный огонь должен быть проверен с моря. В процессе этой проверки устанавливаются фактические границы всех секторов и правильность их ориентировки относительно ограждаемых опасностей. Особое внимание уделяется проверке границ безопасных секторов, которая проводится только в условиях отличной видимости.

Границы секторов с моря проверяются аналогично проверке створа — путем прокладки галсов перпендикулярно оси сектора. Проверка выполняется только в темное время суток. В момент пересечения границ сектора, когда изменяется цвет огня, производится определение места, а в случае невозможности координирования ставится буек. На каждой границе производится 4 — 5 определений или ставится такое же количество буйков в расстоянии друг от друга 4 — 5 кбт, положение которых определяется днем наиболее точным способом и наносится на карту или планшет. Причем, чем на большем расстоянии от маяка будут производиться эти работы, тем лучше. Линии, соединяющие центр маяка с местами буйков, укажут действительные границы сектора и при правильной установке светофильтров или экранов эти границы будут близки к расчетным. В случае расхождения фактических границ с расчетными более чем на 0,1° необходимо проверить разбивку секторов, правильность установки светофильтров и вновь произвести определение границ секторов с моря.

Проверка границ секторов с моря при эксплуатации секторного огня должна производиться не реже одного раза в год, а также после проведения ремонтных работ, связанных с заменой светооптического аппарата, источников света, подвижками фонарного сооружения (фонаря), экранов, светофильтров и т. д.

Составление отчетной документации и ввод секторного огня в действие

Основным документом на секторный огонь является формуляр маяка (знака) с приложениями, в котором указываются: секторы освещения с точностью до 0,1°, дальность видимости огня и данные по светофильтрам.

К формуляру прилагаются: расчеты элементов секторного огня и схема расположения светофильтров или экранов с указанием мест и вида отметок границ секторов на маяке или знаке, а также тип и положение реперов на местности, закрепляющих положение границ секторов. Кроме того, прилагаются все полевые материалы геодезических работ по разбивке секторов и материалы проверки фактических границ секторов с указанием их расположения относительно ограждаемых опасностей. О вводе в

действие секторного огня объявляется в «Извещениях мореплавателям».

§ 6.7. СЕКТОРНЫЕ СТВОРЫ

Секторные створы, как и любые другие виды створов, предназначены для обеспечения следования кораблей по прямолинейным участкам фарватеров, каналов и в узкостях в темное время суток

В принципе действия секторного створа заложено получение равносигнальной зоны, широко используемой при создании створных радиомаяков. При весьма высокой чувствительности секторного створа все его оборудование располагается на одном навигационном знаке что требует меньших затрат при его создании, по сравнению с обычными створами, и создает большие удобства при эксплуатации и управлении работой створа.

Установка секторного створа (рис. 6.24) состоит из двух источников света 1 и 2 одинаковой яркости с горизонтальными размерами 2b, расположенных на перпендикуляре к фарватеру на равных расстояниях m к его оси .

Перед источником света на расстоянии d установлен перпендикулярно оси створа светонепроницаемый щит 3 шириной 2n. Внешние края световых пучков ограничиваются двумя сферическими ширмами 4.

Световые пучки, идущие от огней 1 и 2, частично перекрываются щитом 3 и ширмами 4. В результате перекрытия этих световых пучков создаются три световых сектора. Средний сектор, расположенный в пределах перекрытия пучков, представляет собой створную зону, два крайних сектора справа и слева от него являются ограничительными. В пределах створной зоны плавание безопасно.

Характеристики огней 1 и 2 резко отличаются одна от другой по количеству или продолжительности проблесков, а также могут отличаться по цвету. В пределах створной зоны характер огня образуется чередующимися проблесками левого и правого огней ограничительных секторов и в то же время резко отличается от характера огней каждого из ограничительных секторов. Работа огней 1 и 2 синхронизируется таким образом, что проблески одного подаются в период пауз работы другого.

Величина разноса огней 2m и ширина 2n щита 3 по сравнению с расстоянием D, с которого огни наблюдаются, являются малыми величинами, видимыми под углом зрения менее 1'. Вследствие этого, благодаря физиологическим особенностям глаза, огни 1 и 2 воспринимаются наблюдателем как один огонь (одна установка). Световые потоки, идущие от огней 1 и 2, ограничиваются щитом 3, поэтому на разных расстояниях в сторону от оси створа характер огня оказывается различным.

Мореплаватель, находящийся в средней части створной зоны, все проблески огней 1 и 2 видит одинаково яркими, и глаз не чувствует разницы в освещенности, создаваемой проблесками этих огней. Вблизи границ створной зоны яркость проблесков, создаваемых огнями 1 и 2, различна. В силу этого при уклонении мореплавателя вправо от оси створной зоны проблески левого огня видны менее яркими, чем проблески правого, а при уклонении влево — наоборот.

Таким образом, если мореплаватель видит объявленный для створной зоны характер огня, проблески которого периодически изменяют свою яркость, то он находится вблизи границы створной зоны и должен изменить курс в сторону оси створной зоны. Рассматривая полученную картину, легко убедиться, что границами створной зоны являются два линейных створа, образуемые внешними точками источников света и краями щита.

Схема установки секторного створа со светооптическими аппаратами кругового действия показана на рис. 6.25.

Два однотипных светооптических аппарата 1, например типов ЭМ-140, ЭМ-200, ЭМ-300 или ЭМ500 с одинаковыми лампами 2, монтируются на сварной металлической раме 3. Впереди на расстоянии d от источника света укрепляется светонепроницаемый щит 4. Кромки щита должны быть вертикальными и изготовлены из антикоррозийного материала или иметь антикоррозийное покрытие. Ширина щита между кромками равна 2n. В расстоянии d/2 от щита на раме 5 укрепляются две тонкие вертикальные нити 6, разнесенные на величину 2n. Нити служат для оптической юстировки источников света.

Юстировка источников света выполняется следующим образом: лампу устанавливают в фокусе линзы одного из светооптических аппаратов и включают. Тело накала лампы ориентируют таким образом, чтобы плоскость, проходящая через оба токопроводящих электрода, была перпендикулярна оси створа. При этом на щите проектируются тени соответствующей юстировочной нити. Теней может быть несколько, в зависимости от формы тела накала лампы. Расстояние между крайними тенями нити приблизительно равно световому габариту 2b тела накала лампы. Чтобы тени от юстировочной нити были более заметны, на щит накладывают лист белой бумаги.

Светооптический аппарат передвигают по площадке рамы перпендикулярно оси створа до тех пор, пока тени юстировочной нити не займут относительно кромки щита положение, показанное на рис. 6.26. После этого светооптический аппарат закрепляют болтами.

Таким же образом производят юстировку второго источника света. Затем совмещают оптическую ось с осью фарватера при помощи прицела по вспомогательному осевому бую, выставленному на пределе видимости. Прицел располагается на светонепроницаемом щите и раме с юстировочными нитями. Вся система секторного створа и навигационный знак, на котором она установлена, должны быть достаточно жесткими и устойчивыми для обеспечения постоянства и ширины створной зоны.

При замене перегоревшей лампы новой нужно вновь проверить как ориентировку тела накала лампы, так и положение проекций юстировочных нитей. Правильное положение тела накала лампы должно достигаться путем передвижения и поворота стойки ламподержателя.

Створная переносная установка СПУ-200

Створная переносная установка СПУ-200 (рис. 6.27) применяется для временного указания в темное время суток направления прямолинейного фарватера и прохода в узкости.

Принцип действия СПУ-200 аналогичен принципу действия секторного створа. Створная зона создается за счет частичного перекрытия освещенного сектора, создаваемого одним источником света, освещенным сектором второго источника света. Каждый источник света установлен в фокусе своей цилиндрической линзы с фокусным расстоянием 100 мм.

Ширина створной зоны изменяется путем установки перед источником света светонепроницаемых

экранов различной ширины. Экран устанавливается на линии, перпендикулярной к базе источников света и проходящей через ее середину. Эта линия является осью створной зоны. Проблесковая характеристика огней осуществляется с помощью специального механизма, вращающего кодовые диски с постоянной угловой скоростью.

Для ориентировки аппарата на местности служит визир с буссолью. Основные эксплуатационнотехнические параметры СПУ-200: — дальность видимости при коэффициенте прозрачности атмосферы τ = 0,8 на милю для белого огня— 10 миль, для красного огня—5,5 мили, для зеленого огня — 3,8 мили;

наибольший общий угол освещенного сектора 40о;

ширина створной зоны на расстоянии 10 миль от установки находится в пределах от 60 (±20) до

1500 м (±100 м);

точность установки по азимуту 5';

питание — постоянный ток напряжением 12 В;

потребляемая мощность 30 Вт.

Раздел II

АКУСТИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ

СРЕДСТВА

НАВИГАЦИОННОГО

ОБОРУДОВАНИЯ