Поправка магнитного компаса

EdwART. Толковый Военно-морской Словарь , 2010

Смотреть что такое "Поправка магнитного компаса" в других словарях:

ПОПРАВКА КОМПАСА - Угол между истинным и компасным направлениями, представляющий собой алгебраическую сумму магнитного склонения и девиации. Выражается разностью между компасным и истинным (снятым с карты) направлениями на какой либо маяк, навигационный знак и т. п … Морской энциклопедический справочник

Прибор для определения горизонтальных направлений на местности. Применяется для определения направления, в котором движется морское, воздушное судно, наземное транспортное средство; направления, в котором идет пешеход; направления на некоторый… … Энциклопедия Кольера

Прибор для определения сторон горизонта и измерения на местности магнитных азимутов, напр. при движении по маршруту. Осн. части компаса – магнитная стрелка, свободно вращающаяся на острие иглы, лимб с градусными делениями, а также (в некоторых… … Географическая энциклопедия

Запрос «Компас» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Горный компас Брантона, точный инструмент … Википедия

Прибор, указывающий направление на земной поверхности; в его состав входит один или несколько гироскопов. Используется почти повсеместно в системах навигации и управления крупных морских судов; в отличие от магнитного компаса его показания… … Энциклопедия Кольера

Наука, изучающая форму, размеры и гравитационное поле Земли, а также технические средства и методы измерений на местности. Геодезия зародилась в странах Древнего Востока и в Египте, где задолго до н. э. были известны методы измерения земельных… … Географическая энциклопедия

После того, как начал работать по контрактам, довольно часто доставали некоторые методики, принятые во всем мире, но совсем непохожие на методики бывшего Союза. Одна из таких методик – это определение поправки компаса. Знать поправку компаса – это как международное требование, так зачастую и требование компании, причем, как никакая нация не может претендовать на гениальность, так никакая нация не застрахована и от дурости. Был в такой компании, в которой требовалось определять поправку компаса каждую вахту, а если этого сделать не удалось, то должна была быть обязательная запись в журнал о причине неудачи.

Никто не спорит, что самый эффективный метод определения поправки компаса по створам. Но что делать в открытом море? По сути, остаются только астрономические методы.

На мысль как-то усовершенствовать процесс определения поправки компаса меня натолкнул мой третий, который регулярно приходил ко мне на вахту и занимался снятием пеленгов восхода и захода солнца. После этого он около получаса маялся над какими-то дикими расчетами. Пришлось в ближайшем порту искать пароход, на котором бы сохранились забытые таблицы МТ-75. Сделал ксерокопии нужных страниц и объяснил, как ими пользоваться филиппинцу, который был у нас третьим штурманом. Его благодарность не знала границ.

Может кто-то помнит, в МТ-75 к каждой таблице даны пояснения с формулами, по которой данная таблица рассчитывалась. Поэтому вторым этапом моей деятельности в данном направлении явился перевод таблицы определения поправок компаса в электронную форму, а именно в EXCEL. Все-таки проще на контракт таскать один ноутбук, а не кучу бумаги. После прихода на пароход я эти таблицы распечатывал и уже дальше использовал бумажную копию.

Но оставались различные рутинные действия, которые увеличивали время расчетов. Например, при расчетах, для входа в таблицу используются градусы с долями, а не градусы и минуты. Казалось бы, чего проще разделить минуты на 60 – получишь доли градуса. Но все это опять таки лишнее действие, а значит – и лишнее затраченное время. Более сложный этап – интерполяция между соседними значениями таблицы, которая занимает уже гораздо больше времени, и при которой значительно увеличивается вероятность допустить ошибку. Зачем все это делать, если электронные таблицы EXCEL все это сделают за Вас сами? Поэтому вторым этапом моей автоматизации явилось программирование всех этих рутинных действий.

Возможен и третий этап автоматизации – это когда автоматически будет рассчитываться склонение Солнца. Но данный этап слишком сложный, чтобы реализовать его на практике, да и совсем он не нужный, т.к. на любом пароходе без проблем можно найти морской астрономический ежегодник (МАЕ), потому что его наличие на борту судна – это также международное требование. Это может быть как самостоятельное издание, так и часть какой-то другой книги. Например, МАЕ входит в Brown’s Almanac.

Итак, если Вы заинтересовались данной методикой, то порядок расчетов следующий:

Снять пеленг верхнего края солнца в момент захода/восхода

Записать данный пеленг, широту и время

Время преобразовать в Гринвичское и по нему из МАЕ определить склонение Солнца

Ввести необходимые данные в электронную таблицу и получить результат

Например, у меня весь этот расчет занимает меньше минуты. Только необходимо помнить, что таблицы МТ-75 рассчитывались для предопределенных значений, т.е. стандартной рефракции, дальности видимости горизонта и т.д., но в большинстве случаев погрешность расчетов не превышает 0.1 градуса, что намного меньше, чем погрешность снятия пеленга. А кому нужна особая точность? Главное – что, если Вы пользуетесь данным методом регулярно и получаете примерно одинаковую поправку компаса и вдруг получили какое-то невероятное значение, то вариантов довольно немного. Либо Вы ввели неправильные данные, либо что-то с природой случилось, либо Ваш компас вот-вот накроется.

Главная ось работающего гирокомпаса всегда устанавливается в плоскости так называемого гироскопического или компасного меридиана. Угол между истинным и гироскопическим (или просто компасным) меридианами носит название поправки гироскопического компаса.

В случаях, когда нордовая часть гироскопического меридиана отклонена от истинного меридиана к востоку, поправке гирокомпаса приписывается знак плюс, и наоборот, когда нордовая часть компасного меридиана отклонена от истинного к западу, поправка гирокомпаса имеет знак минус.
Рассмотрение рисунка позволяет при использовании гирокомпаса установить связь между истинными и компасными направлениями, выражающуюся формулами:

ИК = КК гк + ΔГК
ИП = КП гк + ΔГК (28)

Поправка гироскопического компаса и ее знак определяются по формулам:

ΔГК = ИК - КК гк
ΔГК = ИП - КПгк

Поправка гирокомпаса, вообще говоря, состоит из двух составляющих - постоянной и переменной. Однако здесь мы не будем рассматривать ее составляющие и причины, порождающие их. Это изучается в теории гирокомпасов. Мы будем рассматривать лишь результат - отклонение оси гирокомпаса от плоскости истинного меридиана и считать этот угол поправкой гирокомпаса ΔГК, которой следует исправлять все измеренные направления, если нужно получить истинные.

При пользовании магнитным компасом поправкой компаса будет являться угол, заключенный между нордовой частью истинного меридиана и нордовой частью компасного меридиана. Поправка магнитного компаса ΔМК может быть положительной, когда компасный меридиан отклонен от истинного к востоку, и отрицательной, когда компасный меридиан расположен к западу от истинного.
Поправка магнитного компаса, как видно из рисунка, представляет собой сумму двух ее составляющих: магнитного склонения и девиации магнитного компаса

Расчет истинных направлений по известным компасным направлениям и поправке магнитного компаса осуществляется по формулам:

ИК = КК мк + ΔМК
ИП = КП мк + ΔМК

Пример 1. С карты снято d = -4,5°; КК мк = 217,0°; девиация, выбранная иэ таблицы, δ = +1,8°. Рассчитать величину и знак Δ МК.
Решение. Δ МК = - 4,5° + 1,8° = - 2,7°.

Пример 2. С корабля, идущего КК мк = 70,0°, был измерен компасный пеленг на маяк КП мк = 44,5°. Для прокладки на карте необходимо знать ИП на маяк.

Решение. На КК выбираем из таблицы выше девиацию: δ = - 1,5°, а склонение снимаем с карты, на которой оно приведено к году плавания: d = - 2,4°.
Находим Δ МК = d + - 3,9°; ИП = КП мк + ` МК = 44,5° + (- 3,9°) = 40,6°.

Поправка компаса независимо от его типа определяется из наблюдений путем сравнения истинный направлений (курсов и пеленгов) с наблюденными компасными (или обратными компасными) направлениями:

Δ МК = ИП - КП мк
Δ МК = ОИП - ОКП мк
Δ МК = ИК - КК мк
Δ ГК = ИП - КП гк
Δ ГК = ИК - КК гк (32)

При пользовании магнитным компасом, когда определить его поправку на данном курсе путем непосредственных. наблюдений не представляется возможным, последняя вычисляется по формуле (30) на основе рассчитанного для года плавания магнитного склонения и выбранной из таблицы на заданный компасный курс девиации.
В практике кораблевождения могут быть применены следующие способы определения поправки компаса:
- по пеленгу створа, истинное направление которого известно;
- по пеленгу ориентира, место которого нанесено на карту;
- по сличению с другим компасом, поправка которого известна;
- по пеленгу небесного светила.

Определение поправки компаса по пеленгу створа. Этот способ определения поправки компаса наиболее прост. Сущность способа состоит в том, что в момент пересечения створа производится измерение компасного или обратного компасного (при пользовании магнитным компасом) пеленга створа. Поправка компаса при этом получается из сравнения истинного направления линии створа с его измеренным компасным направлением (смотрите рисунок):

Δ ГК = ИП - КП гк

Δ МК = ОИП - ОКП мк

Значения истинных и обратных истинных направлений створов (ИП, ОИП) обычно показываются на морских картах вдоль линии створов. Истинные направления створов указываются также и в лоциях. В отдельных случаях, когда направление створа на карте не показано, его можно легко измерить с помощью транспортира и линейки.
Для повышения точности измерения компасного пеленга рекомендуется с приближением к створу удерживать в плоскости визирования задний створный знак и внимательно наблюдать за приходом на линию визирования переднего знака. В момент, когда знаки (маяки) состворятся, то есть окажутся на одной линии, замечается отсчет компасного пеленга. Если корабль пересекает последовательно несколько створов, то повторные наблюдения на других створах и последующие вычисления поправки компаса на всех пересеченных створах дадут возможность повысить надежность и точность определения поправки компаса. Наиболее вероятное значений поправки компаса в этом случае рассчитывается как среднее арифметическое из результатов всех наблюдений. При необходимости определить вместе с общей поправкой и девиацию магнитного компаса последняя может быть рассчитана следующим образом. С карты снимается значение магнитного склонения для района, где производится определение поправки компаса. Затем по рассчитанной из наблюдений общей поправке компаса и магнитному склонению находится девиация по формуле

δ = Δ МК - d.

Определение поправки компаса по пеленгу ориентира, место которого нанесено на карту. Сущность этого способа состоит в сравнении истинного пеленга на отдаленный предмет с измеренным на него компасным пеленгом. Для этого необходимо, чтобы места корабля и наблюдаемого объекта (т. е. их координаты) в момент наблюдений были известны. Истинный пеленг с корабля на маяк может быть рассчитан (при известных координатах того и другого) аналитически или снят непосредственно с карты крупного масштаба, компасный пеленг измеряется с помощью компаса. Тогда определяемая поправка компаса найдется по формулам

Δ МК = ОИП - ОКП мк - для магнитного компаса
и
Δ ГК = ИП - КП гк -для гироскопического компаса.

Вследствие того что место наблюдаемого ориентира, как правило, бывает известно с высокой точностью, ошибка в определяемой поправке компаса зависит главным образом от того, насколько точно известно мести корабля, т. е. его координаты. Поэтому рассматриваемый способ определения поправки компаса применяется чаще всего при стоянке корабля в гавани или на рейде, когда место корабля может быть определено высокой точностью. На ходу этот способ может быть применен лишь в том случае, когда имеется реальная возможность определить свое место с ошибкой, не превышающей 25 - 50 метров.

Выбор достаточно удаленного ориентира, когда определение поправки компаса осуществляется с якорного места, должен производиться с таким расчетом, чтобы изменение пеленга за счет разворачивания корабля на якорной цепи не превышало допустимой ошибки в определяемой поправке компаса. Принимая допустимую ошибку определения пеленга m п = ± 0,2° и радиус окружности разворота корабля на якорной цепи r = 50 м, найдем минимальное расстояние Д min от корабля до наблюдаемого ориентира, при котором возможно применять этот способ определения Δ К:

D min = r * ctg m п = r / tg m п = r / m п *arc 1° = 50 * 57,3° / 0,2° = 8 миль.

Следовательно, чтобы определить с ошибкой, не превышающей m п = ±0,2° поправку компаса с якорной позиции по отдаленному ориентиру, нужно последний выбирать на расстоянии не менее 8 миль от места корабля.
Если почему-либо компасный пеленг измерить не представляется возможным, но может быть измерен КУ на него, то искомый КП может быть рассчитан по формуле

КП = КК + КУ

В этом случае одновременно с измерением курсового угла на ориентир необходимо заметить компасный курс.

Определение поправки компаса по сличению показаний двух курсоуказателей. Поправка компаса может быть определена путем сличения его показаний с показаниями другого компаса, поправка которого известна. Сущность способа состоит в том, что в один и тот же момент по сигналу замечаются курсы по обоим компасам. После наблюдений показания второго компаса исправляются его поправкой и из сравнения рассчитанного истинного курса с наблюденным компасным курсом исследуемого компаса находится искомая поправка

КК гк + ΔГК = ИК;
ИК - КК мк = ΔМК
Δ МК = (КК гк - КК мк) + Δ ГК

Разность одновременно замеченных показаний курсов двух компасов (КК гк - КК мк)называется сличением.
Таким образом, определяемая поправка компаса равна сличению плюс поправка компаса, с которым производится сличение. В примере приведен порядок определения Δ МК по сличению с ГК, хотя в принципе сличать можно показания любых курсоуказателей. Важно лишь, чтобы поправка одного из них была известна. Чаще этим способом определяется поправка магнитного компаса.

Определение поправки компаса по пеленгу небесного светила. Сущность способа состоит в том, что поправка компаса находится как разность рассчитанного истинного пеленга на небесное светило (Солнце, Луну, планету, звезду) и наблюденного на него компасного пеленга. Расчет истинного пеленга светила на момент наблюдения компасного пеленга производится по формулам сферической тригонометрии с применением специальных таблиц.. Вывод формул и порядок вычислений по ним подробно излагаются в мореходной астрономии (мы постараемся учебник по мореходной астрономии на сайте разместить в ближайшее время) и поэтому здесь не приводятся. Результаты вычислений истинного пеленга (ИП) на светило и наблюдений его с помощью компаса (КП) реализуются для получения искомой поправки компаса по формулам (32).

§ 16. Расчет компасных, магнитных и истинных направлений

В практике кораблевождения при определении (вычислении) направлений приходится решать задачи двух типов:
- по известным компасным направлениям определять для дальнейшего использования в прокладке истинные направления;
- по заданным (снятым с карты) истинным направлениям рассчитывать соответствующие им направления по компасу.
С первой задачей штурман встречается чаще всего при прокладке на карте курсов и пеленгов по результатам наблюдений. Вторая задача соответствует случаям, когда требуется рассчитать для рулевого курс по компасу, удерживая который корабль будет следовать по заданному истинному курсу. Такую же задачу приходится решать, когда требуется рассчитать, например, компасный пеленг на ориентир, соответствующий месту начала поворота корабля на новый курс. Решение задач первого типа иногда называют исправлением направлений или исправлением румбов, решение задач второго типа называют переводом направлений или переводом румбов. Расчет истинных направлений производится по формулам, а при необходимости строится чертеж. Все необходимые для этого формулы выведены в предыдущих параграфах. При решении задач магнитное склонение, девиацию и поправку компаса следует рассматривать как соответствующие поправки, которыми должны быть исправлены неверные, т. е. содержащие ошибки, направления для получения верных, истинных направлений.

Полезно запомнить, что для получения верной величины поправку следует придать с ее знаком к неверной (содержащей ошибку) величине. Применительно к рассматриваемым нами категориям верными надо считать истинные направления относительно магнитных и компасных, магнитные направления-относительно компасных. Для исправления компасного курса и компасного пеленга, наблюденных по гироскопическому компасу (репитеру), достаточно придать к ним поправку гирокомпаса и будут получены исправленные истинный курс и истинный пеленг:

ИК = КК гк + Δ ГК
ИП = КП гк + Δ ГК

Для исправления компасного курса и компасного пеленга, наблюденных по магнитному компасу, необходимо, во-первых, из таблицы выбрать девиацию (на аргумент КК), а с карты снять магнитное склонение. Придав девиацию и склонение к наблюденным компасным курсу и пеленгу, получают исправленные (истинные) курс и пеленг:

ИК = КК мк + d + δ = КК мк + Δ МК;
ИП = КП мк + d + δ = КП мк + Δ МК.

Нужно твердо запомнить, что при расчете истинных направлений аргументом для выбора девиации из таблицы служит только компасный курс, так как девиация магнитного компаса зависит от компасного курса. При исправлении компасных (или обратных компасных) пеленгов девиацию из таблицы надо выбирать на тот компасный курс, которым следовал или на котором находился корабль, когда измеряли пеленг,
Чертеж вычерчивается в такой последовательности. Проводится прямая N k - S k , обозначающая компасный меридиан, на котором выбирается произвольная точка K - место компаса на корабле. Через выбранную точку на глаз под углом, равным компасному курсу относительно компасного меридиана, проводят линию курса корабля. Под углами, равными выбранной из таблицы девиации и известному склонению, учитывая их знаки, проводят магнитный и истинный меридианы. Отыскание после таких построений магнитных и истинных направлений по выполненному чертежу не составит особого труда.
Построение чертежа рекомендуется начать с проведения линии компасного меридиана. Это пригодно для случаев, когда в качестве заданных величин даны компасные направления, В других случаях построение чертежа следует начинать с того меридиана, положение которого задается курсом или пеленгом.
Переход от истинных направлений к направлениям относительно компасного или магнитного меридиана осуществляется таким образом. По известному истинному курсу и склонению рассчитывают магнитный курс. С найденным магнитным курсом входят в таблицу девиации и из нее выбирают девиацию магнитного компаса по аргументу МК, так как КК является искомым.
По рассчитанному магнитному курсу и выбранной из таблицы девиации находят искомый компасный курс. При расчетах, не требующих высокой точности, можно ограничиться выбором девиации, как сказано выше, на магнитный курс. В этом случае мы заведомо допускаем некоторую ошибку, так как выбранная девиация не будет точно соответствовать найденному компасному курсу. Для повышения точности решения задачи можно рекомендовать применение метода последовательных приближений. Суть этого метода применительно к рассматриваемой задаче состоит в следующем. С выбранной на магнитный курс приближенной девиацией рассчитывается приближенный компасный курс. На этот приближенный компасный курс из таблицы выбирается уточненная девиация. По уточненной девиации и известному магнитному курсу рассчитывается уточненный компасный курс, который затем можно вновь использовать для выбора более точной девиации. Обычно последующие приближения излишни, так как они улучшат результат не более чем на 0,1-0,2°.
Составление чертежа, иллюстрирующего задачу на расчет направлений, начинается с нанесения на плоскость чертежа линии N и - S и, обозначающей истинный меридиан, затем строятся относительно нее линии курса и пеленга; построение заканчивается отысканием на чертеже компасных и магнитных направлений. Основа верного построения чертежа состоит в правильном нанесении на чертеж магнитного и компасного меридианов по найденному магнитному склонению и девиации магнитного компаса.

Пример 1. КК мк = 104,0°, d = + 6,6°, δ - из таблицы. Рассчитать ИК.

Решение. ИК = КК мк + d + δ = 104,0° + (+ 6,6°) + (- 3?5°) = 107,1°.

Пример 2. ИК= 216,0°, d = - 5,4°, δ - из таблицы. Рассчитать КК мк

Решение. МК = ИК - d = 216,0° - (-5,4°) = МК = 221,4°.
Из таблицы девиации выбираем на МК = 221,4° δ = + 2,1°. КК" = МК - δ " = 221,4° - (+ 2,1°) = 219,3°.
Это первое приближение. Из таблицы девиации на КК" = 221,4° выбираем девиацию.
КК"" = КК" + δ "" = 219,3° + 2,0° = 219,4°.
Ответ: КК мк = 219,4°.

Глава 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ХОДА, ПРОЙДЕННОГО КОРАБЛЕМ РАССТОЯНИЯ И ПОПРАВКИ ЛАГА

§ 17. Определение пройденного кораблем расстояния по скорости хода и продолжительности плавания

Непрерывный учет перемещения корабля, совершающего плавание по водной поверхности Земли, необходим для определения его места на любой момент времени. Чтобы вести такой учет, необходимо знать направление движения корабля и расстояние, проходимое кораблем по этому направлению. Направление движения корабля определяется с помощью корабельных курсоуказателей. Проходимое кораблем расстояние S может быть определено несколькими способами, один из которых состоит в вычислении пройденного расстояния по формуле
S = Vt (33)
Продолжительность плавания t определяется с помощью корабельных измерителей времени (часов, секундомера). Скорость хода корабля может быть получена или из Таблицы соответствия скорости хода числу оборотов движителей, составленной на основе специальных испытаний, или по показаниям лага.
Скорости хода корабля при различных оборотах движителей (гребных винтов) периодически определяются на мерной линии (специальном полигоне). Мерные линии располагаются вблизи мест базирования кораблей в районах, допускающих необходимую свободу маневрирования и обеспечивающих требуемую точность производства измерений. Полигон должен быть по возможности укрыт от воздействия ветра и волнения моря с преобладающих в данном районе направлений; глубины моря на линии пробега должны быть достаточными, чтобы на определяемые скорости не сказывалось влияние мелководья; на полигоне не должно быть резко переменных течений, имеющих значительные скорости; оборудование полигона должно соответствовать избранному способу определения скоростей. Скорости хода могут быть определены различными способами, которые сводятся к измерению промежутков времени и расстояний, проходимых кораблем за эти промежутки.


На мерной линии (смотрите рисунок) направления и длины пробегов определены заблаговременно и зафиксированы на месте системой береговых створных знаков или плавучих средств оборудования, облегчающих производство наблюдений.
Для измерения расстояний с помощью радиолокационной станции на полигоне устанавливаются специальные пассивные отражатели или используются местные точечные ориентиры, хорошо видимые на экране РЛС и нанесенные на карту.
Для получения высокоточных обсервованных мест корабля, между которыми затем измеряются расстояния, необходимо, чтобы полигон находился в зоне действия высокоточных радионавигационных систем, а корабль имел соответствующие приемо-индикаторные устройства.
Для определения скоростей с помощью гидроакустической станции необходимо, чтобы полигон был оборудован подводными излучателями или приемниками звука. Если ни того, ни другого на полигоне нет, в качестве излучателя (или приемника) могут быть использованы корабли, устанавливаемые в строго определенных местах и вооруженные гидроакустическими станциями.

Таким образом, способы определения скоростей хода корабля на мерной линии отличаются один от другого лишь средствами и приемами измерения длины линии пробега.
Наиболее точно скорости хода определяются на мерной линии, оборудованной несколькими параллельными секущими створами, чувствительность которых обеспечивает точную фиксацию моментов их пересечения. Направление линии пробега, на некоторых полигонах обозначается ведущим створом (рисунок) или рядом вех. Расстояние вдоль линии пробега между секущими створами определяется на основе точных геодезических работ. .
Для определения скорости хода на мерной линии корабль ложится на курс по компасу с расчетом идти вдоль линии вех или створа перпендикулярно секущим створам и развивает заданное число оборотов движителей. В момент пересечения первого секущего створа запускаются секундомеры и с приходом корабля на следующий створ секундомеры останавливаются. По продолжительности пробега t и его длине S рассчитывается скорость хода корабля V в узлах на данном галсе по формуле

V = S * 3600 / t (34)

где S - длина пробега в милях; t - время пробега в секундах.
В вычисленной по формуле (34) скорости, как правило, содержится некоторая ошибка за счет.влияния действующего в районе мерной линии неучтенного течения. Для исключения влияния течения на каждом режиме движения делается не один пробег, а два, три или четыре. При постоянном течении (когда его скорость и направление сохраняются во время испытаний неизменными) делаются два пробега на взаимно противоположных галсах. По результатам измерений на двух пробегах скорость хода, свободная от влияния постоянного течения, рассчитывается по формуле

V = (V 1 + V 2) / 2 (35)

где V 1 и V 2 - скорости хода при заданном числе оборотов винтов, определенные по результатам измерений на первом и втором пробегах. Число оборотов винтов N на заданном режиме работы двигателей определяется также как среднее из наблюденных на обоих пробегах

N =(N 1 + N 2) / 2 (36)

Если течение в районе мерной линии не остается постоянным, а равномерно изменяется, то делается последовательно три пробега (в одном направлении, обратно и снова в первоначальном направлении); скорость хода, свободная от влияния течения, и соответствующее ей число оборотов гребных винтов рассчитываются по формулам:

V = (V 1 + 2V 2 + V 3) / 4
N = (N 1 + 2N 2 + N 3) / 4 (38)

В тех случаях, когда скорость хода требуется определить с повышенной точностью или имеются основания предполагать, что скорость течения в районе полигона изменяется неравномерно, необходимо делать четыре пробега (поочередно в прямом и обратном направлениях). При этом средняя скорость, свободная от влияния течения, и соответствующее ей число оборотов рассчитываются по формулам:

V = (V 1 + 3V 2 + 3V 3 + V 4) / 8 (39)
N = (N 1 + 3N 2 + 3N 3 + N 4) / 8 (40)

Все пробеги при заданном режиме работы машин следует производить вдоль одной и той же линии. Это вызывается необходимостью сохранения по возможности одинаковых условий на всех галсах.
В изложенной выше последовательности производятся наблюдения и рассчитываются средние скорости (свободные от влияния течения) и соответствующее им число оборотов гребных винтов на нескольких основных режимах работы двигателей. По результатам обработки материалов измерений строится график зависимости скорости хода корабля от числа оборотов гребных винтов. График строится в прямоугольной системе координат: по оси абсцисс откладываются средние скорости в узлах, а по оси ординат среднее число оборотов винтов при данном режиме работы машин. Через точки, соответствующие результатам обработки наблюдений, проводится кривая V = f (N) зависимости скорости хода V от числа оборотов N винтов. Для достижения необходимой достоверности эта кривая должна наноситься не менее чем по пяти точкам. При меньшем числе точек график следует считать приближенным.
С вычерченного графика снимаются данные для составления Таблицы соответствия скорости хода числу оборотов движителей (гребных винтов), помещаемой в навигационном журнале. Такая таблица обычно составляется для различных скоростей с интервалом через один узел при нормальном водоизмещении корабля.
Таблица соответствия скорости хода оборотам движителей позволяет по числу оборотов винтов установить скорость, развиваемую кораблем. По известному времени движения корабля данной скоростью нетрудно произвести расчет пройденного расстояния, пользуясь формулой (33). Этот расчет удобно производить на логарифмической линейке или с помощью таблиц 27-а, 27-6 МТ (мореходных таблиц).
Число оборотов движителей на походе может несколько отличаться от заданного, поэтому время от времени его нужно контролировать. Для определения фактического числа оборотов гребных винтов пользуются тахометрами или суммарными счетчиками. При пользовании тахометрами контрольные отсчеты числа оборотов следует брать несколько раз через 5 или 10 мин, а затем вывести среднее число оборотов в минуту.
При пользовании суммарными счетчиками отсчеты по ним делаются в начале и в конце часа или получаса.

Таблица соответствия скорости хода числу оборотов винтов

(Нормальное водоизмещение G_н = 12 000 тонн)

Полный ход	Средний ход	Малый ход
узлы	обороты винтов	узлы	обороты винтов	узлы	обороты винтов

По разности отсчетов суммарных счетчиков рассчитывается число оборотов винтов в одну минуту. Если число оборотов винтов, определенное с помощью тахометров или суммарных счетчиков, не соответствует табличному, то скорость корабля выбирается из таблицы путем линейной интерполяции.
При расчетах пройденного кораблем расстояния S по скорости V и продолжительности t его плавания необходимо помнить, что выбираемая из таблицы скорость характеризует перемещение корабля относительно воды. В табличных данных не учитываются факторы, влияющие на скорость корабля: течение, ветер, волнение, отклонение водоизмещения и осадки от нормальных, крен и дифферент, обрастание корпуса и мелководье. Влияние на движущийся корабль любого из перечисленных факторов или любой совокупности их приводит к тому, что действительная скорость корабля на переходе отличается от скорости, выбранной из Таблицы (как правило, в меньшую сторону). Следовательно, в рассчитанном по скорости V и продолжительности плавания t пройденном расстоянии S содержится ошибка, величина которой зависит от того, насколько отличаются фактические условия данного плавания от условий, при которых производилось определение скоростей на мерной линии. Большей, чем по таблицам, точности в определении пройденного кораблем расстояния можно добиться при использовании для этой цели лага.

§ 18. Определение пройденного кораблем расстояния по показаниям лага

Для определения скорости хода и пройденного кораблем расстояния пользуются главным образом гидродинамическими лагами, действие которых основано на принципе измерения гидродинамического давления, возникающего от движения корабля и изменяющегося соответственно изменению скорости его хода.
Приемное устройство гидродинамического лага имеет два канала, по одному из которых в чувствительный элемент передается статическое давление, зависящее только от осадки корабля, а по другому-суммарное давление, включающее, кроме статической составляющей, составляющую динамического давления, зависящую от скорости движения корабля. Давление воды по обоим каналам приемного устройства поступает в чувствительный элемент, представляющий собой камеру, разделенную диафрагмой на две полости-нижнюю и верхнюю. Нижняя полость камеры соединена трубопроводом с каналом, принимающим суммарное давление, а верхняя - с каналом приема статического давления.
Когда корабль стоит без хода, давление в нижней полости камеры уравновешивается давлением в ее верхней полости, так как в обе полости поступает статическое давление, обусловливаемое осадкой корабля, и диафрагма остается неподвижной. При движении корабля в нижней полости камеры чувствительного элемента лага образуется избыточное давление, пропорциональное квадрату скорости хода, которое преобразуется в механическое усилие, приводящее в действие компенсационное устройство лага, вырабатывающее значение скорости хода в узлах.
Величина пройденного расстояния как функция скорости и времени вырабатывается в лаге интегрирующим механизмом.
Другим типом лагов, принципиально отличающимся от гидродинамических, являются вертушечные лаги, в качестве чувствительного элемента которых используется вертушка, выстреливаемая под днище корабля. При движении корабля встречный поток воды давит на лопасти вертушки и заставляет ее вращаться. Число оборотов, совершаемое вертушкой, пропорционально проходимому кораблем расстоянию. Вращение вертушки передается на специальный счетчик, который отмечает число оборотов вертушки и преобразовывает его в пройденное кораблем расстояние. Шкала счетчика пройденного расстояния градуируется в морских милях. При помощи специального счетно-решающего механизма пройденное расстояние перерабатывается в скорость, которая показывается на счетчике в узлах.
Гидродинамические и вертушечные лаги, как это следует из краткого их описания, показывают пройденное кораблем расстояние относительно воды. Перемещения самой массы воды эти лаги не учитывают.
Пройденное кораблем расстояние S л получают по лагу как разность двух отсчетов (ол 2 - ол 1) соответствующих моментам наблюдений T 2 и T 1 . Независимо от конструкции любой лаг показывает пройденное расстояние и скорость хода корабля с некоторой погрешностью. Погрешность показаний пройденного расстояния носит относительный характер и накапливается пропорционально проходимому расстоянию. Величина этой погрешности при разных скоростях хода корабля различная.
Для компенсации погрешности показаний лага при расчете пройденного кораблем расстояния необходимо в разность показаний (разность отсчетов лага рол = ол 2 - ол 1) вводить поправку лага. Поправкой лага называется численное значение погрешности показаний счетчика пройденного кораблем расстояния, взятой с обратным знаком и выраженной в процентах от разности отсчетов лага.

§ 17. Магнитные и компасные румбы, курсы и пеленги. Общая поправка компаса

Направление в море определяют не только относительно истинного меридиана, но также относительно магнитного и компасного меридианов, называя их в общем случае магнитными компасными румбами.

Рис. 21.

Изобразим на плоскости истинного горизонта три меридиана (рис.21): истинный NиSи, магнитный MMSM и компасный NKSK, направление диаметральной плоскости OD и направление с судна на береговой ориентир ОМ. На чертеже угол NиOD - истинный курс судна, а угол NиOM - истинный пеленг. По аналогии считают, что угол NMOD - магнитный курс (МК), угол NKOD - компасный курс (КК), угол NMOD - магнитный пеленг (МП), а угол NKOM - компасный пеленг (КП).

Таким образом, Mагнитным курсом судна называют угол при центре компаса, отсчитываемый от нордовой части магнитного меридиана до направления носовой части диаметральной плоскости судна по часовой стрелке от 0 до 360°. Компасный курс - угол при центре компаса, отсчитываемый от нордовой части компасного меридиана до направления носовой части диаметральной плоскости судна по часовой стрелке от 0 до 360°. Магнитным пеленгом предмета называют угол при центре компаса, отсчитываемый от нордовой части магнитного меридиана до направления на предмет по часовой стрелке от 0 до 360°. Компасным пеленгом предмета называют угол при центре компаса, отсчитываемый от нордовой части компасного меридиана до направления на предмет по часовой стрелке от 0 до 360°.

Истинные курсы и пеленги связаны с магнитными следующими алгебраическими соотношениями:

Пример 19. И К = 355°, d = 11°5W.

Решение (формулы 19)

Пример 20. МП = 132°, d = 5° O st .

Решение (формулы 20)

Магнитные курсы и пеленги связаны с компасными следующими алгебраическими соотношениями:
Пример 21. КК = 357°; 5 = 5°O st .

Решение (формулы 21)

Пример 22. МП = 4°: КП = 358°

Решение (формулы 22)

Совместное действие сил земного магнетизма и магнитного поля судна приводит к тому, что магнитная стрелка отклоняется от истинного меридиана на некоторый суммарный угол, называемый общей поправкой компаса. Ее обозначают символом АК.

Общую поправку называют остовой или вестовой и ставят знак «плюс» или «минус» в зависимости от того, к осту или весту отклонена северная часть компасного меридиана от северной части истинного меридиана. Например:

АК = +3 ° или АК = -10° .

Общая поправка компаса, склонение и девиация связаны следующими алгебраическими соотношениями.

1. Определение поправки магнитного компаса и контроль его работы в море 1. 1. Общие положения Магнитный компас прост в устройстве, он автономен и надежен. Основной недостаток – невысокая точность в определении направлений. Погрешности достигают 2– 4°, особенно при качке. Источники погрешностей: магнитное склонение, девиация, инерционность и недостаточная чувствительность системы магнитных стрелок магнитному полю Земли. Картушка магнитного компаса приходит в меридиан через 3– 4 минуты после маневрирования.

Важным в судовождения является точное знание девиации магнитного компаса. Девиация уничтожается не реже одного раза в год способами, изучаемыми в курсе «Технические средства судовождения» . Остаточная девиация определяется навигационными способами и не должна превышать нескольких градусов. В соответствии с хорошей морской практикой, девиация магнитного компаса определяется: – не реже одного раза в год; – после ремонта, докования, размагничивания судна, а также после погрузки и выгрузки груза, меняющего судовое магнитное поле; – при значительном изменении магнитной широты; – при расхождении табличной девиации с фактической более чем на 1° для главных компасов и 2° для путевых; – перед дальним рейсом.

Все способы определения девиации построены на использовании формулы (4. 6) МП = КП + δ → δ = МП – КП Девиация зависит от курса судна, поэтому ее обычно определяют на 8 равноотстоящих компасных курсах, а промежуточные значения находят линейной интерполяцией. Обычно это курсы, соответствующие основным и четвертным румбам, т. е. курсы 0, 45, 90, 135, 180, 225, 270, 315 градусов

Предполагается, что судовое магнитное поле симметрично относительно ДП судна, т. е. девиация симметрична относительно магнитного меридиана, поэтому среднее значение компасного пеленга на отдаленный предмет, взятых на отдаленный ориентир на равноотстоящих курсах можно принять за оценку магнитного пеленга. Формула будет выгладить следующим образом: МП = ∑КПi /8 + А (5. 1) Где А – некоторая поправка на систематическую погрешность (постоянная девиация), которая определяется для конкретного компаса во время уничтожения девиации.

1. 2. Методы определения девиации 1. 2. 1. По створу Судно пересекает створ на 8 равноотстоящих компасных курсах, и судоводитель берет КПi. Компасные курсы отстоят друг от друга на 45 о. Магнитный пеленг рассчитывают по формуле МП = ИП – d (5. 2)

Значение ИП и магнитного склонения снимают с карты. Магнитное склонение приводят к году плавания. При маневрировании в окрестностях створа следует учитывать инерционные характеристики магнитного компаса. Если магнитное склонение неизвестно, то используют формулу (5. 1) -затем рассчитывают девиацию на каждом курсе: δi = МП - КПi (5. 3) и составляют таблицу или график девиации как функции компасного курса. Таблицу составляют через 10 о по компасному курсу.

1. 2. 2. По удаленному ориентиру Судно совершает циркуляцию на расстоянии D от навигационного ориентира и на 8 равноотстоящий компасных курсах пеленгует его. Определяют δ по формуле (5. 3). Магнитный пеленг можно рассчитать по формуле (5. 2) или с помощью ИП и d, снятых с карты.

Следует иметь ввиду, что дальность до ориентира выбирается с учетом точности определения пеленга и может быть определена по формуле: D = r/sinά (5. 4) Если акватория ограничена для маневрирования, судно ставят на якорь или бочку и разворачивают буксиром.

1. 2. 3. По пеленгу светила Метод аналогичен вышеописанному. На восьми компасных курсах определяют компасные пеленги светила. Затем рассчитывают его азимут(ИП) по астрономическим формулам, и, зная склонение (с карты), получают МП. Для расчета девиации применяют формулу (5. 3). Для повышения точности пеленгования выбирают светило, расположенное на малой высоте (не более 30 градусов). Существенное достоинство метода заключается в том, что из-за большой удаленности светила, точность не зависит от координат судна, т. е. имеется большее пространство для маневрирования.

1. 2. 4. По сличению с другим магнитным компасом или гирокомпасом. Сличать компасы – это синхронно замечать их показания. Сличения производят путевого компаса с главным или гирокомпасом. Его обычно производят на 8 равноотстоящих курсах. Девиация определяется из учета равенства магнитных курсов, полученных по разным курсоуказателям. Например, при сличении путевого компаса с главным или при сличении его с гирокомпасом верны выражения: КПп + δп = ККгл + δгл (5. 5) КПп + δп = ГКК + ΔГК – d (5, 6) Из этих отношений вычисляют неизвестную

1. 2. 5. Методом взаимных пеленгов (в экстремальных ситуациях) С судна пеленгуют магнитный компас, установленный на берегу или на неметаллической шлюпке, а с берега или со шлюпки синхронно пеленгуют компас, установленный на судне. Ясно, что с компаса на берегу или шлюпке берется МП. Девиация определяется: δi = (180 о + МП i) - КП i (5. 7)

2. Определение поправки гирокомпаса и контроль его работы в море 2. 1. Общие положения Гирокомпасы вырабатывают курс с точностью до 0, 5° (при вероятности 95%) при постоянном курсе и качке не более 2 градусов. При усиленной качке и при интенсивном маневрировании, погрешность гирокомпаса может достигать 4°. Из-за инерционных погрешностей, наибольшая точность измерений может быть достигнута через 30 -40 минут после окончания маневра. Гирокомпас имеет свои систематические погрешности, которые необходимо компенсировать поправками. В качестве формул для расчета применяют известные формулы: ΔК = ИК – КК (5. 8) ΔК = ИП – КП (5. 9) Где ΔК, КП – общие обозначения поправки компаса, компасного курса и компасного пеленга, измеренных с помощью магнитного или гирокомпаса.

Задача сводится к определению истинных направлений, которые обычно снимают с карты или рассчитывают астронавигационными методами, если проводится пеленгование светил.

2. 2. Методы определения поправки гирокомпаса 2. 2. 1. По пеленгу отдаленного предмета Метод применяется, если судно стоит у причала. Определяют на карте или плане точные координаты компаса и снимают ИП на удаленный известный навигационный ориентир.

В течение примерно полутора часов берут через 1015 минут пеленга на этот ориентир, находят поправку по формуле(5. 9) при каждом пеленговании, а потом выводят её среднее значение(линия аа"). Это будет так называемая постоянная поправка ГК. Такую операцию также всегда следует проводить после нового запуска ГК, когда он вошел в меридиан ΔГК а а" ΔГКi ΔГКср ΔГКi т

2. 2. 2. По пеленгу навигационного створа ИП створа обозначен на карте. Запеленговав створ и сравнив ИП с нашим ГКП, получим ΔГК (формула (5. 9)). При этом способе можно использовать не только искусственные, но и естественные створы. 2. 2. 3. С помощью истинного пеленга светила Для этого необходимо запеленговать светило, вычислить его азимут (А), а это тоже самое, что и ИП. Сравнив ГКП и А, получим ΔГК. Наиболее распространен способ определения ΔГК по пеленгу восхода и захода Солнца, по пеленгу Полярной звезды. Более подробно определение ΔГК по небесным светилам изучается в курсе «Мореходная астрономия» .

2. 2. 4. По сличению с курсоуказателем, поправка которого известна. В этом случае используют формулы, полученные приравнивании ИК: ККп + ΔМКп = ККгл+ ΔМКгл (5. 10) ККп + ΔМКп = ГКК + ΔГК (5. 11) Уравнение (5. 10), (5. 11) решаются относительно неизвестной поправки. Указанные формулы используются при переходе с одного компаса на другой, если вышел из строя какой либо из них.

Если мгновенная поправка гирокомпаса, определенная одним из способов в море, отличается более чем на 1° от постоянной поправки, определенной в порту, то следует бить тревогу. Определение поправки компаса является одной из важнейших обязанностей судоводителя. Правила штурманской службы предписывают определять поправку компаса при любой возможности. Сличение гироскопического и магнитного компасов производится один раз в течении вахты (4 часа), если курс не меняется и при каждой смене курса. Это необходимо для того, чтобы знать действующую поправку компаса в случае выхода из строя гирокомпаса.

Выводы: 1. 2. 3. Определение поправок курсоуказателей является одной из важнейших обязанностей судоводителя. Необходимо определять поправку компаса при любой возможности. Методы, используемые для определения поправки магнитного компаса и гирокомпаса одинаковы, а именно: по створу, с помощью пеленга светила, по пеленгу удаленного ориентира, по сличению с курсоуказателем, поправка которого известна. Но следует помнить, что определенная таким образом поправка для гирокомпаса постоянна на всех курсах. Для магнитного компаса данная поправка верна только на данном курсе. Сличение гироскопического и магнитного компасов производится один раз в течении вахты (4 часа), если курс не меняется и при каждой смене курса.

Содержание вопросов, рассматриваемых на семинаре 1. Основные точки, линии и плоскости для ориентирования на земной поверхности. 2. Системы деления горизонта: румбовая, круговая, полукруговая и четвертная 3. Направления относительно плоскости истинного меридиана и диаметральной плоскости судна 4. Использование магнитного компаса, магнитное склонение, девиация магнитного компаса, поправка магнитного компаса. 5. Соотношение между компасными и истинными направлениями 6. Способы определения поправок курсоуказателей 7. Расчет направлений по гирокомпасу и магнитному компасу