О методах измерения скорости судна. Мерные линии

Определение скорости хода судна по режиму оборотов винта.

Для измерения скорости больших судов используют лаг. На малых судах простой лаг дает большие ошибки в определении скорости и его не всегда можно применить. Поэтому для маломерных судов проще определять скорость хода по таблицам или графикам, выражающим зависимость скорости от числа оборотов винта. Чтобы иметь такие таблицы или графики, нужно определить для разных оборотов винта скорость хода судна на мерной линии (рис. 59). Определение скорости производят в благоприятную погоду. Рыскание судна на курсе не должно превышать ±2°.

Рис. 59. Схема оборудования мерной линии

Мерная линия оборудуется ведущим створом, по которому судно держит курс, и четырьмя или более секущими створами, расстояния между которыми точно измерены. Скорость судна на мерной линии измеряется при постоянном режиме работы двигателя. Чтобы исключить ошибки в определении скорости от влияния ветра и течения, на одном и том же режиме работы двигателя делают два пробега - в одну и другую стороны.

По секундомеру замечают момент прохождения судном секущих створов. Зная время t 1 , t 2 , t 3 и расстояния между секущими створами S 1 , S 2 , S 3 , скорость V S рассчитывают по формуле:

V S = S

где: V S - скорость судна в узлах;

S - расстояние между секущими створами в милях;

t - время прохождения от створа до створа, сек.

Во время каждого пробега важно точно держать заданное число оборотов двигателя. Вычислив отдельные скорости V 1 , V 2 , V 3 , находят среднюю.

После определения скорости на мерной линии строится таблица или график зависимости скорости судна от числа оборотов двигателя (рис. 60).

Скорость судна полезно определить при разной осадке. Тогда графиков и таблиц будет несколько. Их можно для удобства пользования изобразить на одном листе бумаги. Имея на судне такие таблицы или графики, можно по заданному числу оборотов двигателя и известной осадке найти соответствующую скорость судна.

Иногда оборудованной мерной линии нет поблизости. Однако всегда можно для определения скорости хода судна выбрать два береговых ориентира, расстояние между которыми достаточно точно известно. Эти расстояния можно определить, например, по плану, на котором имеются оба ориентира.

Ведущие створы могут быть заменены компасом на судне, если нет опасения, что судно будет сноситься с курса ветром или течением, для этого необходимо проверить и устранить влияние работающего двигателя на компас.

Для измерения скорости хода судно должно проходить прямым курсом по безопасному для плавания пути.

Puc . 60. График зависимости скорости судна от числа оборотов двигателя

Направление прямой, соединяющей предметы, может быть определено при помощи компаса, но необходимо чтобы пробеги можно было производить по направлению, параллельному прямой, соединяющей предметы.

Заблаговременно до подхода к первому ориентиру судно развивает определенную скорость и выходит на мерный курс на заданных оборотах двигателя, которые во время пробега до второго ориентира остаются постоянными. Когда первый ориентир будет на траверзе, пускается секундомер или замечается время по часам. Отсчет времени производится в момент прохождения судном траверза второго ориентира. Такие же наблюдения производятся при обратном пробеге.

§ 27. Упрощённый метод определения скорости судна.

Если невозможно, особенно во время плавания, определить скорость судна одним из вышеописанных способов, применяют иной, правда, менее точный. Нужно на ходу с носа судна бросить в воду временный ориентир - небольшой кусок дерева и одновременно включить секундомер. Когда кусок дерева достигнет среза кормы, секундомер останавливают. По измеренному времени и известной длине судна скорость находят по формуле:

V S = ,

где V S - скорость судна в узлах;

L - длина судна, м;

t - время прохождения брошенного в воду предмета, сек.

Следует иметь в виду, что чем короче судно, тем больше будет погрешность.

При определении пройденного расстояния нужно помнить, что перемещение судна происходит только относительно воды, а не грунта. Ветер и течение при этом не учитываются, хотя постоянно влияют на скорость движения судна. Поэтому при ведении прокладки в рассчитанное по скорости расстояние нужно ввести поправку за счет сноса течением и ветром. Легче всего это сделать, когда курс судна совпадает с направлением течения и ветра или противоположен им. При боковых сносах увеличение или уменьшение скорости будет приблизительно пропорционально косинусу угла между курсом судна и линиями действия течения или ветра.

Главные причины уменьшения скорости хода судна:

1) мелководье, на котором по мере увеличения скорости резко возрастает сопротивление воды. Поэтому на мелководье скорость может уменьшаться на 10 - 15%;

2) ветер и качка. При встречных ветрах и волне, а также при сильных попутных ветрах, сопровождаемых волнением, скорость уменьшается.

При слабых попутных ветрах скорость незначительно возрастает. Снижение скорости наблюдается при перегрузке судна, крене и дифференте на нос. На волне в моменты, когда винт выходит из воды, судно резко теряет ход;

3) обрастание подводной части корпуса судна приводит к уменьшению скорости на 10 - 15% по сравнению со скоростью судна, имеющего чистый корпус.

05/12/2016

Для того, чтобы стать штурманом профессионалом, вам необходимо прочитать много навигационной , авторами которой являются ученые. Мы же в этой статье, используя простой, не нагруженный сложной терминологией язык, попробуем выяснить — какие скорости учитывают штурмана .

Когда мы говорим о скорости судна, мы рассматриваем две величины. Одна из них — это движение судна по воде . Непосредственная связь между движителем, корпусом судна и водной средой. Вторая — это перемещение судна в отношении мирого пространства . Это тот путь, тот отрезок, который мы прошли за определенное время. Дело в том, что мировой Океан и вся водная оболочка Земли не статична. Она свободна в своем перемещении, хоть и подвластна физическим законам. Система мировых вод, их взаимодействие, создает перемещение водных масс, и морское судно, наравне с любой соломинкой, учавствует в этом движении колосального масштаба. Также, не стоит забывать о ветре , который тоже влияет на скорость судна. Обо всем подробнее.

STW — Speed Through the Water — Скорость судна относительно воды

SOG — Speed Over Ground — Скорость судна относительно грунта

Узел — Knot — единица измерения скорости судна. Морская миля в час.

Итак, мы на вахте, идем из точки А в точку Б. Полный ход, винт молотит воду, наше судно, покачиваясь на волнах, форштевнем режет воду. — это вода, в которую погружено наше судно, его корпус и движитель. При положительной работе этой системы, судно, как физическое тело, перемещается в водной среде, получая упор. Сравним это с плавцом, который в бассейне методично гребет от одной стенки к другой. Его тело двигается по воде, которая ограничена стенками бассейна, не имеет течения, которое бы повлияло на пловца. Используя лишь свою физическую силу он преодолевает расстояние, проходя путь по воде.

Вернемся к нашему судну. Так как оно находится в системе мировых течений , то вся эта водная масса движется в определенном направлении, унося за собой судно. Если мы остановим наше судно, STW будет 0 . Но мы будем двигаться по земному шару вместе с водой, перемещаясь из одной точки в другую. Снова дадим ход судну. Нанесли на навигационную карту местоположение . Засекли время . Нанесли новое местоположение . Измерили пройденное расстояние , поделили на время , что мы засекали. Получили скорость судна относительно грунта — SOG . Абстрактно рассмотрите наше судно как физическую точку, которая перемещается по планете с определенной скоростью.

Вспомним нашего пловца. После бассейна мы предложили ему поплавать в реке. Сначала он попробовал не грести, и его понесло вниз по течению. Скорость перемещения относительно береговых объектов стала равной скорости течения. Он стал грести вверх по течению. Чтобы вернуться на то место, откуда он начал, ему пришлось плыть быстрее течения. Относительно воды он плыл быстро (STW ), как в бассейне. Но относительно береговых объектов его тело перемещалось не так быстро. Течение реки «съедало» его SOG . И наборот, если бы он плыл вниз по течению, оно помогало ему перемещаться.

Лаг — прибор для измерения скорости судна по воде (бывает разных типов, подробнее Это простейшие и примитивные примеры. Для полноты понимания картины, штурману следует изучить азы векторной геометрии , а именно — сложение и вычитание векторов.

В современной навигации мы имеем в распоряжении прибор спутниковой обсервации — GPS , который непрерывно дает местоположение судна, соответсвенно, вычисляя SOG , что, несомненно, помогает судоводителю во время работы.

Далее, на SOG может существенно повлиять , создавая ветрянной дрейф . Особенно, он влияет на суда с большой парусность ю, такие как контейнеровозы, РО-РО, пассажирские суда, большие танкера в балластном водоизмещении и другие. Например, при сильном встречном ветре SOG будет уменьшаться, и наоборот, при попутном направлении ветер будет «помогать» судну преодолевать сопротивление воды.

Надеемся эта вводная статься «Навигация. Первые шаги. Скорость судна .» поможет вам в постижении науки Навигация .

Понравилось? жми :

Навигация. Первые шаги. Скорость судна. (с) NavLib

определитель скорости судна

Альтернативные описания

. (английское «запаздывание») разрыв во времени между двумя явлениями

Показатель, отражающий отставание или опережение во времени одного явления по сравнению с другими

Навигационный прибор

Прибор для определения скорости хода судна и пройденного расстояния

Союз арабских государств (аббревиатура)

Спидометр корабля

Спидометр морского судна, ничего общего с болезнью СПИД не имеющий

Судовой прибор для определения пройденного судном расстояния

Балка под полом

Судовой спидометр

Прибор для определения скорости судна

Спидометр на яхте

Борт судна

. «спидометр» на шхуне

. «спидометр» на корабле

Временной «зазор»

Судовой прибор

. «спидометр» на судне

Запаздывание

Судовой «узломер»

Морской аналог спидометра

Корабельный прибор

Измеритель морских узлов

Спидометр

В авто спидометр, а что на корабле?

Измеряет скорость судна

Корабельный «спидометр»

Спидометр судна

Прибор для определения скорости судна

Прибор для измерения скорости судна

Разрыв во времени между явлениями

. "Спидометр" на корабле

. "Спидометр" на судне

. "Спидометр" на шхуне

. "Спидометр" на яхте

В авто спидометр, а что на корабле

Временной "зазор"

Корабельный "спидометр"

М. морск. одна сторона, бок корабля, относительно к пушкам; палить лагом, из всех орудий одной стороны. Относительно к водяным бочкам: слой, ряд. Снаряд для измеренья скорости судна: деревянный треугольничек бросается стойком в воду, на бечевке, размеренной на узлы

Судовой "узломер"

. (английское "запаздывание") разрыв во времени между двумя явлениями

По лагу. Точность ориентировки во многом зависит от достоверных сведе­ний о скорости движения судна. При плавании на озерах и водохранилищах средняя скорость относительно дна может быть определена по лагу.

Лаги бывают различной конструкции. Вертушечные лаги, работающие на принципе гидрометрической вертушки, стационарные и выдвигаются по мере надобности из днища судна. Гидродинамические лаги представляют собой две трубки, с помощью которых измеряют давление забортной воды при движе­нии и стоянке. Чем больше скорость, тем больше давление в одной из трубок. По разности давлений можно судить о скорости судна. В целом лаги являются сложными электромеханическими приборами.

Речной поток, воздействуя на лаг, позволяет определять по нему только скорость судна относительно спокойной воды, но не относительно берегов. Кро­ме этого, неровные течения и движение судна в поворотах русла искажают по­казания лага.

По длине корпуса судна. Скорость движения судна относительно дна можно определить одним из излагаемых ниже способов. На носу и корме вы­бирают две плоскости надстроек, перпендикулярных диаметральной плоскости судна, или два предмета, создающих створные визирные плоскости. В носовой и кормовой визирных плоскостях стоят два наблюдателя Н и К (рис. 78). На­блюдатели выбирают неподвижный предмет П, расположенный на берегу или воде. В момент прихода предмета в носовую визирную плоскость наблюдатель Н подает сигнал, по которому наблюдатель К замечает время. В момент прихода предмета П в кормовую визирную плоскость наблюдатель К. также делает от­метку времени. По расстоянию между визирными плоскостями / и времени рас­считывается скорость.

Засечки времени может Делать тре­тий наблюдатель, находящийся на мо­стике, по знакам наблюдателей Н и К в момент прихода предмета П в визирные плоскости.

Рис. 78. К определению скорости

движения судна по длине его кор­пуса

Менее точно скорость рассчиты­вают при визировании объекта П по одному судовому предмету, когда створ­ная визирная плоскость отсутствует или, когда объект визирования ока­жется на траверзе форштевня и ахтер­штевня судна.

С помощью пеленгования предмета. Сущность этого простого и надежного

способа заключается в следующем. В диаметральной плоскости судна, движуще­гося прямолинейным курсом, между точками а и b (рис. 79) измеряют расстоя­ние l , называемое базисом. Находясь в точках a и b, наблюдатели в одни и те же моменты измеряют углы a1 a2 a3 B1 B2 B3 и т. д. между базисом и направле­нием на предмет П.

При обработке полученных замеров на листе бумаги проводят произволь­ную линию, на которой проставляют точку, обусловливающую пеленгуемый предмет. Из этой точки под замеренными углами a1, b1 и т. д. проводят линии пеленгов произвольной длины. Замечая на линейке в любом масштабе длину ба­зиса, вмещают ее между линиями пеленгов, параллельно курсу, пока она не коснется их соответствующими отметками.Таким образом определяют положения корпуса судна в моменты пеленгования. Пройденное судном расстояние за вре­мя пеленгования с учетом принятого масштаба снимают непосредственно со схемы.

Для построения схемы достаточно двух пеленгований, но более надежным получается результат при нескольких пеленгованиях.

Пеленгование предмета осуществляют при помощи компаса или другого угломерного инструмента. При отсутствии их используют планшет, которым может служить лист фанеры, плотный картон, обрезок широкой доски или па­лубный столик.

Планшет с листом бумаги устанавливают над местом визирования. На ли­сте чертят линию, совпадающую с линией базиса. Пеленгатором служит деревян­ный брусок с ровным краем.

Наблюдатель в момент пеленгования, направляя срез бруска на предмет проводит карандашную линию и обозначает ее номером замера. Углы с планше­та снимают при помощи транспортира.

Рис. 79. К определению скорости движения судна с помощью пеленгова­ния с него предмета

Пеленгование осуществляют следующим образом. Наблюдатели, сверив свои часы, расходятся по местам. В одни и те же моменты, например через 15 или 20 с, они пеленгуют один и тот же предмет. Пеленгование может происходить по сигналам третьего наблюдателя. Определив пройденное расстояние и время, легко рассчитать скорость.

Предлагаемый способ применим для определения маневренных качеств суд­на: инерционного пути, циркуляции и др.

По относительной скорости сближения судов. Зная расстояния между встречными или обгоняемыми судами, а также скорость встречного или обгоняе­мого судна, можно определить скорость своего судна или, наоборот, по своей скорости рассчитать скорость встречного или обгоняемого состава. |

Обозначим: S - расстояние между судами, v1 - скорость нашего судна, v2 - скорость встречного или обгоняемого судна, t - время сближения. Тогда

В этой формуле знак плюс «+» берется для случая встречи судов, а знак минус (-) - обгона.

При обгоне судов относительная скорость сближения равна разности ско­ростей, а при встречах-сумме скоростей обоих судов. Другими словами, в пер­вом случае обгоняемое судно как бы стоит на месте, а обгоняющее идет со ско­ростью, равной разности их скоростей. Во втором - одно из судов как бы стоит, а другое идет со скоростью, равной сумме скоростей обоих судов.

Во время плавания приведенная формула имеет ограниченное применение и может быть использована лишь в частных случаях. Поэтому определение ско­рости, а также времени и расстояния, проходимых судами при встречах и об­гонах, может быть произведено по универсальной номограмме Д. К. Землянов-ского (рис. 80). Она проста в использовании, применима в судовых условиях и позволяет быстро решить любую задачу без промежуточных расчетов, при усло­вии, что суда движутся одинаковыми или параллельными курсами.

Номограмма имеет три шкалы, причем каждая из них для удобства - двой­ную размерность. Правило пользования номограммой понятно по ее ключу. Например, между теплоходом, идущим со скоростью 20 км/ч, и толкаемым соста­вом в момент подачи сигналов на расхождение расстояние равно 2,5 км. Требует­ся определить скорость состава, если время сближения равно 300 с.

Для определения скорости толкача прикладывают линейку (карандаш, лист бумаги, нитку) на верхней шкале к отметке 300 с(см. рис. 80), а на средней - к отметке 2,5 км. Ответ читают на нижней шкале - 30 км/ч. Это - совместная скорость сближения, следовательно, скорость толкача 10 км/ч.

Как известно, в судовых условиях при плавании по внутренним водным пу­тям зачастую нет возможности выполнять даже несложные арифметические рас.

Рис. 80. Номограмма для определения скорости движения судна, времени и рас­стояния, проходимых судами при встречах и обгонах

четы. Поэтому номограмма может быть использована для решения задач о вре­мени и пути при встречах и обгонах судов.

Покажем способы расчета по номограмме на примерах. Судоводители не должны стремиться к получению слишком точных величин, например десятых долей метра и секунды. При больших значениях расстояний вполне допустимо округление получаемых значении до сотни метров, при малых - до десятка или до метра.

Пример l. Скорость двух встречных сухогрузных теплоходов: идущего вниз- 23 км/ч, идущего вверх - 15 км/ч. Расстояние между судами 1,5 км. Следует определить время и расстояние, проходимые теплоходами до встречи.

Решение. Сумма скоростей теплоходов составит 38 км/ч. Находим на ниж­ней шкале точку с отметкой 38 км и прикладываем к ней линейку. Другой конец линейки прикладываем к отметке 1500 м на шкале расстояний, а ответ читаем на верхней шкале - 140 с.

Скорость сверху идущего теплохода 23 км/ч. Прикладываем линейку на нижней шкале к отметке 23 км, а другой конец линейки к отметке 140 с, ответ читаем на шкале расстояний - 900 м. Тогда путь, проходимый снизу идущим теплоходом, равен 600 м.

Пример 2. Состав длиной 150 м, идущий вверх со скоростью 8 км/ч, с расстояния 300 м, давая отмашку, начинает обгонять грузовой теплоход длиной 50 м, который идет со скоростью 14 км/ч. Рассчитать полное время и расстояние обгона.

Решение, Полное расстояние, т. е. с учетом длин теплохода и состава, рав­но 500 м (300 + 150 4" 50 = 500 м). Разница в скоростях составляет 5 км/ч.

Для определения времени один конец линейки прикладываем на левой шка­ле к отметке 6 км/ч, а середину линейки к отметке 500 м на шкале расстояний. Ответ читаем на верхней шкале - 320 с. Полное расстояние, проходимое об­гоняющим теплоходом с начала отмашки, равно произведению его скорости на время обгона. По номограмме это определяется уже известным способом. Конец линейки прикладываем к отметке 14 км/ч, а правый конец к отметке времени 320 с. Ответ читаем на средней шкале - 1250 м.

Как видно из приведенных примеров, с помощью номограммы можно легко и просто решать любые задачи по расхождению и обгону судов, находясь непосредственно на судне.

С помощью РЛС. Для определения скорости движения наибольшее приме­нение из числа технических средств находят радиолокаторы. На экране РЛС имеются неподвижные круги дальности (НКД), с помощью которых можно опре­делять расстояния. Некоторые РЛС имеют подвижные круги дальности (ПКД), с помощью которых еще удобнее измерять расстояния. Измерив по какому-либо предмету с помощью РЛС пройденное расстояние и заметив время, рассчи­тывают скорость движения.

По навигационной карте или по справочнику. В этом случае по карте или справочнику определяют пройденное расстояние, а по часам-время. Путем де­ления длины пройденного участка на время вычисляют скорость движения. Этот способ наиболее распространен при плавании на речных судах.

В нашей жизни скорость передвижения транспортных средств измеряется в километрах в час (км/час). Так характеризуется движение автомобиля, поезда, самолета. Но из этого правила есть одно исключение. В морской навигации скорость движения судна обозначается в узлах. Эта единица измерения не входит в Международную систему СИ, но традиционно допускается для использования в мореходстве.

Измерение быстроходности судов

Такой порядок сложился исторически. Когда-то быстрота движения судна определялась при помощи специального прибора, который назывался секторный лаг . Он представлял собой доску, на конце которой был закреплен линь - тонкий корабельный трос. На всем его протяжении через равные промежутки были завязаны узлы. Моряк, касаясь троса рукой, подсчитывал количество узлов, прошедших через его руку за определенное время, определяя таким способом скорость сразу в узлах. Важно, что при этом способе не требовалось производить никаких дополнительных расчетов.

Лагами подобной конструкции уже давно никто не пользуется. Сейчас для измерения скорости морских судов применяют приборы на основе последних научных и технических достижений в области гидроакустики и гидродинамики. Популярностью пользуются измерители на основе эффекта Доплера . Существуют и более простые способы - при помощи специальных металлических вертушек, помещенных в воду. В этом случае скорость определяется исходя из количества их оборотов в единицу времени.

Морская миля

В переводе на обычный язык один узел означает скорость, с которой корабль проходит за час одну морскую милю. Поначалу ее величина равнялась 1853,184 метра. Именно такова длина поверхности Земли по меридиану в одну угловую минуту. И только в 1929 году Международная конференция в Монако установила длину морской мили в 1852 метра.

Необходимо помнить, что, кроме морской мили, существуют и другие. В прошлом в разных государствах в качестве единиц измерения длины существовало несколько десятков различных миль. После введения метрической системы мер мили в качестве единицы измерения расстояний стали стремительно терять популярность. Сегодня из всего многообразия сухопутных миль осталось лишь около десяти. Самой распространенной из них является американская миля . Ее длина составляет 1609,34 метра.

К длине земного меридиана привязана не только морская миля. Старинная французская мера длины морское лье равняется 5555,6 метрам, что соответствует трем морским милям. Интересно, что, кроме морского лье, во Франции существовало еще сухопутное, также привязанное к длине меридиана, и почтовое лье.

Правила перерасчета скорости

Сегодня быстроходность морских судов все так же измеряется в узлах. Для того чтобы представлять эту характеристику в привычной для нас форме, необходимо переводить их в километры в час. Это можно сделать несколькими способами :

1. Просто умножить количество узлов на 1,852 любым доступным способом, например, используя калькулятор.
2. Сделать примерный расчет в уме, умножив количество узлов на 1,85.
3. Применить специальные таблицы перевода из интернета.

Сделав подобный перерасчет, легко сравнить между собой скорости движения морских судов и других транспортных средств.

Рекордсмены среди судов

Быстроходность морских пассажирских судов обычно выше, чем торговых. Последний официальный рекорд («Голубая лента Атлантики») принадлежит американскому скоростному трансатлантическому лайнеру «Юнайтед Стейтс» . Он был установлен в 1952 году. Тогда лайнер пересек Атлантику со средней скоростью 35 узлов (64,7 км/час).

Печально знаменитый «Титаник» в своем единственном рейсе в момент столкновения с айсбергом в ночь с 14 на 15 апреля 1912 года шел практически на пределе своих технических возможностей со скоростью 22 узла. Наивысшая тогда скорость пассажирских лайнеров («Мавритании» и «Лузитании») равнялась 25 узлам (46,3 км/час).

Вот некоторые из морских судов, бывшие когда-то обладателями «Голубой ленты Атлантики»:

1. «Грейт Вестерн» (Великобритания) в 1838 году.
2. «Британия» (Великобритания) в 1840 году.
3. «Балтик» (Великобритания) в 1873 году.
4. «Кайзер Вильгельм дер Гроссе» (Германия) в 1897 году.
5. «Лузитания» (Великобритания) в 1909 году.
6. «Рекс» (Италия) в 1933 году.
7. «Куин Мери» (Великобритания) в 1936 году.

Существует отдельная категория судов - на подводных крыльях, которые используются для пассажирских перевозок и береговой охраны. Они могут развивать скорость свыше 100 км/час (60 узлов), но их область применения в море сильно ограничена исключительно прибрежной зоной и низкими экономическими характеристиками.

Смена приоритетов

С развитием авиации подобное активное соперничество среди океанских пассажирских судов потеряло свою актуальность. Пассажиры для пересечения Атлантики стали отдавать предпочтение самолетам, а судовладельческим компаниям пришлось переориентироваться на обслуживание туристов. Для круизных лайнеров важнейшими показателями стали надежность, комфортабельность и экономическая эффективность.

Оптимальная скорость современных океанских круизных теплоходов составляет обычно от 20 до 30 узлов, а для грузовых судов - примерно 15 узлов. Рекордное для того времени достижение «Юнайтед Стейтс» так и осталось наивысшим в истории. Для торговых судов приоритетными показателями сегодня являются прежде всего экономические. Погоня за рекордами окончательно ушла в прошлое.

Видео

В этой видеоподборке вы найдете много интересной информации по поводу измерения скорости морского транспорта.