книги из ГПНТБ / Скворцов, М. И. Теория и практика решения задач кораблевождения с учетом влияния систематических ошибок учебник

влияния ветра и волнения моря. При углах дрейфа, дохо­ дящих до 10°, можно пренебречь зависимостью силы со­

рабля (при одинаковых осадках его можно считать оди­ наковым у всех однотипных кораблей),

70

Подобно функции f\(qw), функция ^ ( ^ w ) должна опре­ деляться из результатов аэродинамических продувок мо­ дели надводной части корпуса корабля. У современных кораблей ее значения, соответствующие одинаковым кур­ совым углам относительного ветра, примерно одинаковы. Поэтому в случаях, когда данные аэродинамических ис­ следований модели корабля отсутствуют, можно пользо­ ваться приведенными в § 3.8 значениями этой функции, полученными осреднением опубликованных в печати ре­ зультатов продувок моделей кораблей нескольких типов. Возникающая при этом ошибка в учете влияния ветра будет заведомо меньшей, нежели при полном пренебреже­ нии этим влиянием.

Описание движения корабля по взволнованной поверх­ ности моря, как известно, связано с целым рядом суще­ ственных трудностей. Удовлетворительной теоретической модели, которая могла бы стать основой для предвы­ числения или. хотя бы косвенного учета величины R3 (u), входящей в выражение (2.51), пока не создано. Поэтому рассматривать вопрос об учете изменений скорости хода корабля, вызываемых волнением моря, мы не будем.

§ 2.3. О П Р Е Д Е Л Е Н И Е СООТВЕТСТВИЯ СКОРОСТИ ХОДА ЧИСЛУ ОБОРОТОВ Д В И Ж И Т Е Л Е Й ,

ПОПРАВКИ ЛАГА, РАСХОДА Т О П Л И В А ' И ДАЛЬНОСТИ

ния изменяющегося по времени течения делать на каж­ дом режиме по три, четыре или даже пять пробегов, что ведет к неоправданным затратам времени и моторесурсов. Исключение влияния ветра вовсе не предусматривается, что вынуждает существенно ограничивать условия, при которых допустимо проведение испытаний. При обработ­ ке наблюдений производится уравнивание лишь части ошибок изменений, апостериорное оценивание точности по­ лученных результатов не предусматривается. Неоднократ­ но предпринимались попытки освободиться от части этих недостатков с помощью способа наименьших квадратов

71

[76], [85], но коренного улучшения методов обработки на­ блюдении при этом достигнуто не' было.

Заметим, что при испытаниях ходовых.качеств кораб­ лей ветер и течение выступают как источники систематиче­ ских ошибок. Следовательно, мы имеем дело с одним из частных случаев обработки наблюдений,' отягощенных си­ стематическими ошибками.

Чтобы применить к обработке наблюдений способ наи­ меньших квадратов, надо в первую очередь выразить за­ висимость между измеренными и искомыми величинами в виде уравнений поправок. Условимся о правиле знаков. Обозначим символом i номер пробега. Всем пробегам, вы­ полненным (хотя бы и на разных режимах) в одном на­ правлении (например, в направлении, совпадающем с на-

хправлением первого пробега на первом режиме), будем приписывать нечетные номера; пробегам, выполненным в обратном направлении,— четные. Продольную проекцию

Номер режима будем обозначать символом /. Для каж­ дого режима зададимся приближенным значением VjC ско­ рости хода (например, тем, которое соответствовало на­ значенному на том же режиме числу оборотов движите­ лей во время предыдущих испытаний). Скорость хода, со­ ответствующую при штиле заданному на режиме числу оборотов движителей, будем отыскивать в виде

заметно, испытания не проводятся), выразим зависимость

1 Авансом называется отношение V: N, т. е. расстояние в морских

милях, проходимое кораблем за 60 оборотов гребного винта.

72

найденного на предыдущих испытаниях однотипных кораб­

Величину YJ, входящую в выражение (2.63), можно вы­ числить, пользуясь паспортной диаграммой ходовых ха­ рактеристик корабля, таблицей соответствия скорости хода оборотам движителей, составленной по результатам пре­ дыдущих испытаний, или по приближенной формуле, вы­ текающей из известной формулы В. И. Афанасьева:

Другое уравнение, связывающее величины, измеренные на i-м пробеге, и искомые величины, выражает результаты

73

Г.промежуток времени, в течение которого произо­ шло это приращение отсчета лага, секунды;

Если на корабле установлено несколько лагов, то для каждого из них на каждом пробеге надо составлять свое уравнение вида (2.67). Если аппроксимировать продоль­ ную проекцию скорости течения степенной функцией номе­ ра пробега на режиме и наблюдения, выполненные иа раз­ ных режимах, обрабатывать раздельно, то решение урав­ нений (2.60) и (2.67) приведет к следующим оценкам ис­ комых величин:

— при двух пробегах на режиме

д ^ = 4 - ( / 1 + /2 ); д.*, = (/; + д : ( « ; + «;); (2 . 70 )

— при трех пробегах на режиме

1 Не следует отождествлять величину Jit со скоростью по лагу,

которая равна скорости нарастания отсчета лага, умноженной на коэффициент лага.

74

где индексами 1, 2, 3 обозначены номера пробегов на ре­ жиме.

Если к тому же пренебречь влиянием ветра, то оценки аванса и поправки лага совпадут с оценками, доставляе­

с величинами, имеющими меньшее число значащих цифр. Представив зависимости между искомыми и измерен­ ными величинами в виде уравнений поправок (2.60) и (2.67), мы получим возможность аппроксимировать про­ дольную проекцию скорости течения не только степенной

важно при испытаниях в районе, где наблюдаются зна­ чительные приливо-отливные течения). Например, можно считать

75

точности, с какой будут найдены оценки искомых вели­ чин.

При испытаниях ходовых качеств кораблей обычно производится измерение крутящего момента на гребных валах. Если рассматривать конкретный гребной винт фик­ сированного шага, установленный на конкретном корабле, то при небольших углах дрейфа крутящий момент на греб­ ном валу является функцией двух аргументов: скорости хода VXi н числа Л/,- оборотов гребного вала в минуту. Бу­ дем отыскивать крутящий момент, соответствующий за­ данному на /-м режиме числу оборотов движителей Nj3 и той скорости хода V}, которую будет иметь корабль при

Если величина Mjc принимается по результатам пре­ дыдущих испытаний испытуемого или однотипного с ним

76

корабля, выполненных при тех же водоизмещении, состоя­ нии, подводной части корпуса и заданном числе оборотов движителей в минуту, как и при обрабатываемых наблю-^ дениях, то величины р.; и v, могут быть рассчитаны по сле­ дующим формулам:

определенное по результатам испытаний модели корабля, неизвестно, может быть рассчитан по приближенной фор­

77

пользуясь паспортной диаграммой ходовых характеристик корабля. Для этого на диаграмме (рис. 2.3) следует найти точку А, соответствующую заданному числу оборотов дви­ жителей Nj3 и скорости хода Vic\ заметить, какая мощ-

Рис. 2.3. Паспортная диаграмма хо­

ность Ne^ соответствует этой точке; разделив ее на чис­ ло движителей, найти мощность /V,( 1 ) , приходящуюся на

один движитель; рассчитать крутящий момент (согласно Международной системе единиц (СИ) крутящий момент должен выражаться в ньютон-метрах, но пока на кораб­ лях приходится пользоваться паспортными диаграммами, в которых за единицу измерения крутящего момента при­ нят килограмм силы на метр):

78