книги из ГПНТБ / Черниев, Л. Ф. Азбука судовождения

Определение пройденного судном расстояния

кроме направления, по которому оно перемещается, не­ обходимо знать пройденное судном расстояние, которое определяют по лагу.

Для определения пройденного судном расстояния и скорости на море приняты другие единицы, отличные от принятых на суше. Это обусловлено особенностями построения морских карт. Так, например, за единицу расстояния принята морская миля, равная длине од­ ной минуты дуги меридиана, если принять форму Зем­

Долгое время, включая даже шестнадцатое столе­ тие, для определения пройденного расстояния, а сле­ довательно и скорости судна, пользовались методом «голландского лага». Идея определения скорости этим методом заключалась в том, что с судна в воду бросали плавающий предмет и замечали время, за которое оп проходил мимо двух наблюдателей, стоявших на палу­ бе на известном расстоянии друг от друга. Время опре­ делялось с помощью песочных или водяных часов. Та­ ким образом, измерив время прохождения судном из­ вестного расстояния между наблюдателями, рассчиты­ вали скорость судна, а затем и пройденное за опредеделенное время расстояние.

Как видно, определение скорости судна этим мето­ дом простое. Особенность его состоит и в том, что от­ сутствуют специальные приборы. Достаточно иметь часы с секундной стрелкой и знать определенную длину вдоль судна. Поэтому на парусных судах, яхтах и там,

38

где отсутствуют специальные приборы для определения скорости судна или пройденного расстояния, этим спо­ собом пользуются и в настоящее время.

В конце XVI в. на парусных судах появился ручной лаг. Устройство его примитивно, прибор прост в обра­ щении, а при малых скоростях является достаточно точным. Поэтому до начала XIX в. он служил единствен­ ным прибором для определения скорости судна. С ним познакомиться полезно потому, что с применением руч­ ного лага связано возникновение термина «узел» — мор­ ской единицы скорости. Кроме того, на малых судах и яхтах им замеряют скорость.

Ручной лаг состоит из деревянного сектора 1, лагли­ ня 2 и вьюшки 5 (рис. 9). К нижней круглой части де­ ревянного сектора прикреплена свинцовая пластинка, а в верхней имеется отверстие. В этом отверстии крепят конец лаглиня. Второй конец лаглиня крепят на вьюш­ ке. В лаглинь вплеснены, на расстоянии примерно 1 м от сектора, два конца. К ним прикреплены клеванты 3, которые при замере скорости вставляют в деревянный

Рис. 9. Ручной лаг:

а — общий вид; б — разбивка лаглиня

39

сектор. Длина лаглиня разделена на определенные рас­ стояния, которые отмечены вплетенными кончиками с одним, двумя, тремя и т. д. узелками.

Для замера скорости деревянный сектор выбрасыва­ ют за корму судна. Он погружается в воду перпенди­ кулярно ее поверхности и почти не имеет поступатель­ ного движения. Затем, пользуясь секундомером, счита­ ют, сколько узелков окажется за бортом судна в тече­ ние 30 с (1/120 часа). Следовательно, если лаглинь раз-

и теперь он, скользя плоскостью по воде, уменьшает свое сопротивление.

Для уменьшения действия кормовой струи на замер скорости первую отметку лаглиня (флагдук) вплеснивают на расстоянии от сектора, равном 1,5—2 длинам судна. / Опыт также показал, что для исключения не­ значительной поступательной скорости сектора длину узла следует уменьшить условно, принимая ее равной 14,63 м. Именно такая длина принимается на практике.

В начале XIX в. появился механический лаг, состо­ явший из вертушки и коробки с механическим счетчи­ ком. Коробка соединялась с вертушкой коротким тро­ сиком. Вся эта система буксировалась за кормой. Та­ кой лаг давал большую точность, чем ручной, но он был неудобен, так как для получения отсчета его надо было выбирать из воды.

В конце XIX в. механический лаг был усовершенство­ ван: вертушку буксировали за кормой судна на лагли­ не, а счетчик, показывающий пройденное расстояние, с прикрепленным к нему лаглинем устанавливали в кор-

40

мовой части судна. Позже показания счетчика при по­ мощи специального приспособления дублировались на

штурманском мостике.

Современные лаги устроены так, что они показыва­ ют одновременно пройденное расстояние и скорость

судна.

Лаги подразделяют на относительные и абсолютные. Первые измеряют скорость судна и пройденное им рас­ стояние относительно воды, которая, в свою очередь, может перемещаться относительно грунта; вторые — относительно грунта.

В зависимости от принципов устройства и их работы современные относительные лаги бывают вертушечные, гидродинамические и индукционные. В настоящее время скорость и пройденное расстояние на судах морского флота измеряют в основном гидродинамическими ла­ гами.

Абсолютные лаги — это гидроакустические измери­ тели скорости (допплер-лаги), геомагнитные измерите­ ли скорости и инерциальные лаги.

Вертушечные лаги могут быть механическими и электромеханическими. Известно, что вода обладает не­ значительной вязкостью и несжимаемостью. Восполь­ зовавшись этими ее свойствами, скорость судна опреде­ ляют с помощью буксируемой вертушки с насаженными на нее винтообразными лопастями. Шаг лопастей по­ добран так, что она делает определенное количество оборотов за 1 милю пройденного судном расстояния. Количество оборотов вертушки подсчитывают механи­ ческим или электромеханическим способом; отсюда — название вертушечных лагов: механические забортные и электромеханические днищевые.

Работа всех забортных механических лагов основа­ на на одном и том же принципе. Отличие приборов то­ лько в устройстве отдельных частей. Наиболее распро­ страненными лагами этих типов являются ЛЗМ — лаг

41

часть механического счетчика 5 лага. Маховик обеспе­ чивает равномерное раскручивание лаглиня, а соедини­ тельная груша 2 помогает вертушке занимать горизон­ тальное положение в воде. Механизм счетчика приводит в движение указательные стрелки на его циферблате, который служит для показаний пройденного расстояния.

Электромеханические днищевые лаги имеют лопаст­ ную вертушку, которая вращается в подводной части судна. Она находится в специальной мечеобразной трубке, выпускаемой под днище судна. Скорость враще­ ния вертушки зависит от скорости судна. Ее обороты подсчитывают различными способами, которые явились причиной создания различных конструкций электроме­ ханических днищевых лагов. Наиболее распространен­ ным лагом этого типа является лаг ГО-M-IV, изобра­ женный на рис. 11.

Гидродинамические лаги отличаются большой чув­ ствительностью, точностью и надежностью в работе по сравнению с вертушечными. Принцип их действия за­ ключается в измерении с помощью мембранного аппа­ рата разности динамического и статического давлений: динамическое возникает от набегающего потока воды

Показания скорости и пройденного расстояния пере­ даются с основного прибора в любое помещение судна при помощи счетчиков скорости и пройденного рассто­ яния, т. е. приборами-репитерами.

4 3

На судах морского флота наибольшее распростране­ ние получили лаги МГЛ-25 и МГЛ-25М с механически­ ми компенсациями, а также используются лаги ЛГ-25 и

ЛГ-2.

Такие лаги устанавливаются на судах среднего и крупного тоннажа и позволяют измерять скорости до 25 уз. Отличительной особенностью исполнения гидро­ динамического лага ЛГ-25 является то, что он приспо­ соблен для нормальной работы в тропических усло­ виях, т. е. при повышенной влажности и темпера­

туре.

В последние годы появились индукционные лаги. Принцип их работы основан на использовании явления электромагнитной индукции. В днище судна установле­ но приемное устройство, состоящее из П-образного эле­ ктромагнита. По его обмотке пропускается переменный ток. В основание прибора вмонтированы серебряные электроды. При движении судна магнитные силовые линии пересекают морскую воду. Соленая морская вода является токопроводящей, поэтому создается разность потенциалов, которая измеряется электродами. Напря­ жение, снимаемое с электродов приемного устройства, пропорционально его скорости в воде. Следовательно, величина напряжения является мерой для определения скорости судна.

По сравнению с гидродинамическими лагами индук­ ционные имеют ряд преимуществ: приемное устройство простое, не требует ухода, имеет малые размеры, не­ большую массу и не выступает за обводы судна, поэто­

ботает с большей точностью, чем гидродинамический. Существующие индукционные лаги, как показали испы­ тания, работают и в пресной воде.

В связи со строительством крупнотоннажных тан­ керов были созданы гидроакустические измерители ско-

44

роста судна относительно грунта, т. е. абсолютные лаги (допплер-лаги). Они определяют скорость судна отно­ сительно грунта с большой точностью.

Действие гидроакустического лага основано на эф­ фекте Допплера. Физический смысл этого эффекта со­ стоит в том, что при движении источника волн (электро­ магнитных или звуковых) относительно приемника по­ следний* воспринимает. колебания, частота которых отличается от частоты излучателя. Следовательно, гидро­ акустические системы работают следующим образом.

В днище судна близко друг от друга устанавливают излучатель и приемник системы. Излучатель посылает ультразвуковые волны с определенной частотой в сто­ рону морского дна в виде узкого луча и под определен­ ным углом к плоскости горизонта. При движении судна на скорость распространения ультразвуковой волны на­ кладывается его скорость, которая определяет величи­ ну допплеровского смещения. По этой величине опре­ деляют скорость судна.

Лаг, как и любой другой прибор, дает показания с некоторой погрешностью, Величину, на которую пока­ занное лагом расстояние отличается от истинного, при­ нято называть поправкой лага Ал и определять (в про­ центах) по формуле

или коэффициентом лага

где 5 — истинное расстояние; рол — разность отсчетов лага по счетчику пройденно­

го расстояния.

Более точно поправка лага определяется на мерных линиях, которые представляют собой водный полигон, свободный от навигационных опасностей, защищенный

4 5

от ветров и волнений и имеющий достаточную глубину. Мерные линии оборудованы секущими створами, пер­ пендикулярными оси фарватера, т. е. определенного направления, по которому должно следовать судно. Фар­ ватеры отмечают ведущими створами или вехами. Мер­ ные линии указывают на картах. Более полные сведе­ ния о них приводятся в лоциях.

Поправка лага не остается постоянной. Ее измене­ ние зависит от скорости судна, поэтому штурман опре­ деляет эту поправку насколько возможно часто и не только для обычного полного хода, но и для среднего и малого.

Если лаг неисправен, то пройденное расстояние рас­ считывают по скорости судна, определяемой по оборо­ там винта. Зависимость между числом оборотов винта и скоростью при известной осадке судна также получа­ ют на мерных линиях. Затем составляют таблицу, в которой указывают скорости при различных оборотах винта. Такой таблицей штурман пользуется при расче­ тах пройденного судном расстояния.

Для безопасности проводки судна, а также для выбо­ ра места якорной стоянки штурману нередко приходится измерять глубины. Иногда это может служить для при­ ближенного определения места судна.

Глубины измеряют с помощью специальных прибо­ ров — лотов. В зависимости от принципа работы и их устройства лоты подразделяют на ручные, механичес­ кие и электромеханические (эхолоты).

Наиболее простым по своему устройству является ручной лот (рис. 12). Им измеряют глубины до 50 м и при скорости судна не больше 3—4 уз. Он состоит из свинцовой или чугунной гири 1 с небольшой стропкой 2 и лотлиня 3. Гиря массой от 3 до 5 кг изготовлена в форме конуса. Одновременно с измерением глубины часто берут пробу грунта, что помогает выбрать место якорной стоянки или приближенно опознать место суд-

46

Рис. 12. Ручной лот (а) и присоединение к нему лотлиня (б)

на. Для этого в нижней части гири имеется выемка, ко­ торую заполняют смесью сала с мелом. Ил или песок прилипает к смеси, а каменистый грунт делает вмяти­ ны в ней. Лотлинь для удобства отсчета глубин разбит на марки.

Измерение глубины (до 500 м) механическим лотом построено на принципе измерения давления воды, рав­ номерно увеличивающегося с глубиной. Давление воды измеряют при помощи батометрических трубок. Внут­ ренняя поверхность трубки, открытой с одного конца, покрыта цветной эмульсией, которая легко смывается иод действием морской воды.

При измерении глубины трубку вставляют в пенал, который крепят к лотлиню в том месте, где он заканчи­ вается гирей. Пенал с трубкой, направленной открытым концом вниз, с помощью специальной лебедки опус­ кают на морское дно. Лебедка снабжена автоматичес­ ким тормозом, срабатывающим в момент касания гири б грунт. Во время погружения находящийся в трубке воздух сжимается под действием поднимающейся в ней воды. Когда трубка дойдет до дна, вода поднимется в ней на высоту, которую легко определяют по смытой

4 7