|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Назначение и основные технические характеристики судна
СОДЕРЖАНИЕ
СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ
В курсовой работе рекомендуется использовать следующие сокращения и обозначения (список может быть дополнен по усмотрению автора курсовой работы) ТТС – технические средства судовождения КР – курсовая работа ИМО – Международная морская организация РШСУ-98 – Рекомендации по организации штурманской службы на морских судах Украины МКУБ – Международный кодекс по управлению безопасностью. Резолюция ИМО А.741(18) от 04.11.93 СОЛАС – Международная конвенция по охране человеческой жизни на море МАРПОЛ-73/78 – Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря 1973 г. с поправками 1978 г. ПДМНВ 78/95 – Международная конвенция по стандартам подготовки, дипломированию и несению вахты для моряков 1978 г. с дополнениями 1995 г. МППСС-72 – Международные правила предупреждения столкновения судов, с дополнениями последующих лет МКУБ – Международный кодекс по управлению безопасностью. Резолюция ИМО А.741(18) от 04.11.93 г. ГК – гирокомпас ИК – истинный курс Кн – курс нашего судна Vн – скорость нашего судна ККгк – гирокомпасный курс Δ ГК – поправка гирокомпаса ИП – истинный пеленг КУ – курсовой угол Тс – судовое время ВВЕДЕНИЕ
Целью данного учебного пособия является углубление и закрепление теоретических знаний и практических навыков по дисциплине «Электронавигационные приборы», а также умение применять их при решении конкретных задач по навигационной подготовке к переходу и в процессе совершения рейса судном. В указаниях даны рекомендации по выполнению расчётов погрешностей технических средств судовождения для их дальнейшего учёта в целях безопасности плавания. В качестве примера рассматривается выполнение курсовой работы «Расчет погрешностей технических средств судовождения и оценка их влияния на точность плавания», которая выполняется согласно учебному плану бакалавра «Судовождение» на заключительном этапе изучения дисциплины. Задачи курсовой работы: – закрепить теоретические знания физических принципов работы, устройства и эксплуатации электронавигационных приборов и систем; – научить студентов анализировать погрешности ТСС, степень их влияния на точность плавания и навигационную безопасность судовождения согласно нормативам Международной морской организации (ИМО). Первый раздел общий для всех вариантов курсовой работы. Второй раздел являются индивидуальными для каждого студента в зависимости от рассматриваемого навигационного прибора или системы. В методике даны рекомендации и правила выполнения всех вариантов второго раздела курсовой работы. Структура разделов курсовой работы соответствует стандарту компетентности Кодекса ПДМНВ, гл. II, раздел А-II/1, VIII/ 1, VIII/2, таблица А-II/1 и окажет существенную помощь в выполнении квалификационной работы бакалавра и дипломной работы, а также успешной сдаче семестровых экзаменов по дисциплине « Электронавигационные приборы». Курсовая работа содержит пояснительную записку и графический материал в соответствии с полученным заданием. В пояснительную записку входят: - титульный лист (Приложение 1); - задание на курсовую работу, составленное руководителем курсовой работы, в котором указывается исходные данные по ее выполнению(Приложение 2); - раздел 1 – назначение и основные технические характеристики судна; - раздел 2 – расчет погрешностей ТСС и оценка их влияния на точность судовождения; - перечень использованной литературы. Все разделы КР выполняются в соответствии с ЕСКД.
РАЗДЕЛ 1 Назначение и основные технические характеристики судна
В разделе указывается: · назначение судна, особенности его использования; · предполагаемый район плавания и ограничения по району; · установленный для данного судна класс Морского Регистра (краткие символы и знаки, характеризующие его район плавания); · главные размерения судна: длина, ширина корпуса на миделе, высота борта до верхней палубы, осадка по летнюю грузовую марку; · электронавигационное оборудование судна, его назначение, краткие технические данные и точностные характеристики. В раздел могут быть внесены и другие данные, которые, по мнению исполнителя работы, могут представлять интерес.
РАЗДЕЛ 2 Расчет погрешностей ТСС и оценка их влияния На точность судовождения Задание 2.1.2. Произвести расчёт кривой суммарной инерционной погрешности гирокомпаса «Вега», возникающей при маневрировании.
Исходные данные: в широте φ судно совершает маневр изменением курса при неизменной скорости V, причём поворот производится с постоянной угловой скоростью ω. Значение курса до маневра ГКК1, после – ГКК2, продолжительность маневра Δ tм.
Порядок выполнения задания:
1. Расчёт кривой суммарной инерционной погрешности гирокомпаса «Вега» производится по формуле:
δ ј = -Vω [Nе-mt + Mе-ht sin(ω dt + ψ )]·57.30, (4)
где m – коэффициент апериодического члена, не зависящий от широты (25, 65·10-3с-1); h – коэффициент затухания, также не зависящий от широты (3, 85·10-4с-1); ω d – частота затухающих колебаний (с-1), значение которой в зависимости от широты выбирается из табл. 3; ω – угловая скорость поворота (с-1); N, M – постоянные интегрирования (с2, м-1); Ψ – начальная фаза (градусы); V – скорость судна (м·с-1). Таблица 3 Значения ω d
Значения постоянных интегрирования N, M и начальной фазы Ψ задаются преподавателем в зависимости от варианта. 2. Для расчёта кривой суммарной инерционной погрешности гирокомпаса «Вега» вначале необходимо найти значение средней угловой скорости поворота судна ω (с-1) по формуле:
ω =
где Δ tM – продолжительность маневра (с); 3. Используя полученное значение ω, заданные величины N, M и Ψ, а также данные табл. 3 по формуле (4) рассчитать суммарную инерционную погрешность δ ј гирокомпаса «Вега» в интервале времени от t0 = 0 до t = 7200 с (шаг Δ t = 1800). Результаты расчёта представить в табличной форме и графическом виде.
По заданию 2.1.2 необходимо представить: а) расчёт суммарной инерционной погрешности; б) численное значение ω; в) таблицу вычисленных значений и график суммарной инерционной погрешности в зависимости от времени t (расчёт δ ј производить с точностью до 0, 01, а график выполняется на листе бумаги формата А3 или на миллиметровой бумаге).
Пример расчёта задания 2.1.2
Исходные данные: φ = 0; ГКК1 =180; V= 15 уз; ГКК2= 0; Δ tM = 90 с; М = 0, 108 с2·м -1; N = 0, 0356 с2·м -1; ψ = 700. 1. Рассчитываем значение средней угловой скорости поворота судна ω по формуле (5): ω =
2. Выражаем V в м·с-1:
V = 15
3. По формуле (4) рассчитываем δ ј:
или δ ј = 0, 55 е-0, 02565t + 1, 67 е -0, 0003875t sin(0, 061t + 70) с шагом Δ t = 180 с.
Результаты расчёта представлены в табл. 4 и на рис. 2.
Таблица 4 Результаты расчёта
Рис. 2
Задание 2.2.3. Оценить возможную величину поперечного линейного смещения судна, возникающего в результате инерционной погрешности гирокомпаса после маневрирования. Найти значения первого и второго максимальных смещений d1 и d2, а также определить ширину безопасной полосы движения Δ по формуле:
Δ = | d1| + | d2|. (9)
Исходные данные: перед входом в стеснённый в навигационном отношении район судном совершён манёвр, характеристики которого и широта такие же, как в задании 2.1.1 для гирокомпаса «Курс-4» и в задании 2.1.2 для гирокомпаса «Вега».
Магнитный компас Магнитный компас является автономным высоконадёжным датчиком направления, поправка которого равна сумме магнитного склонения d и девиации δ:
Δ МК = d + δ. (12)
Величина d для данного района плавания снимается с навигационной карты и приводится к году плавания, а δ выбирается из таблицы девиации в зависимости от компасного курса. Периодически производится уничтожение девиации магнитного компаса и составление новой таблицы остаточной девиации. При необходимости (когда фактическая девиация отличается более чем на 20 от табличной) производится исправление таблицы девиации. В обоих случаях широко используется гирокомпас. При выполнении девиационных работ маневрирование судна выполняется на малом ходу, поэтому инерционные девиации гирокомпаса пренебрежимо малы и их в расчёт не принимают. В данном разделе предусмотрены два задания, связанные с расчётом девиации магнитного компаса.
Задание 2.3.1. Определить девиацию магнитного компаса по сличению с гирокомпасом и рассчитать таблицу остаточной девиации.
Исходные данные: после уничтожения полукруговой девиации судно поочерёдно приводится по магнитному компасу на курсы N, NE, E, SE, S, SW, W, NW. На каждом курсе синхронно производится сличение магнитного и гироскопического компасов, отсчёты курсов КГК и КМК записываются в таблицу расчета (5). Известно значение склонения d, снятое с карты и приведённое к году плавания, а также поправка гирокомпаса Δ ГК.
Порядок выполнения задания:
1. Рассчитать остаточную девиацию магнитного компаса для восьми главных и четвертных курсов по формуле:
δ = КГК – КМК + Δ ГК – d. (13)
Расчет представить в табличной форме по образцу табл. 5. Таблица 5 Расчёт девиации по сличению
2. Для расчёта таблицы остаточной девиации магнитного компаса на 36 равноотстоящих компасных курсах (с интервалом 100) необходимо вначале вычислить значения коэффициента девиации А, В, С, Д, Е по формулам: А = В = С = Д = Е = где δ N, δ NE, … δ NW – значения девиаций из табл. 5 соответственно для курсов N, NE, … NW. 3. По полученным значениям коэффициентов девиации А, В, С, Д, Е рассчитать таблицу остаточной девиации для 36 компасных курсов (через 100), используя основную формулу девиации:
δ = А+В sinК+C cosК+Д sin2К+Е cos2К, (14)
где К = КМК (обозначение в целях удобства дальнейшей записи).
Результаты расчёта представить в табличной форме по образцу табл. 6.
Таблица 6 Таблица остаточной девиации
По заданию 2.3.1 представить:
а) значения девиации магнитного компаса для восьми главных и четвертных курсов, полученные по сличению магнитного и гироскопического компасов (в форме табл. 5); б) значения коэффициентов девиации А, В, С, Д, Е; в) расчёт таблицы остаточной девиации по форме табл. 6.
Пример выполнения задания 2.3.1
Исходные данные: отсчёты курса по гирокомпасу при заданных курсах по магнитному компасу приведены в табл. 7, склонение d = 0, 60; Δ ГК = 0, 30.
Таблица 7
Значения курса по магнитному и гирокомпасу
1. Рассчитываем остаточную девиацию для восьми главных и четвертных курсов по формуле (13), результат представляем в табл. 8 (по форме табл. 5). Таблица 8 Расчёт девиации по сличению
2. Находим значения коэффициентов девиации по формулам: А =
В =
С =
Д =
Е =
3. Рассчитываем таблицу остаточной девиации по формуле (14), используя коэффициенты девиации А, В, С, Д, Е, полученные в предыдущем пункте. Результаты представляем в табл. 9 (по форме табл. 6).
Таблица 9 Таблица остаточной девиации
Задание 2.3.2. Произвести исправление таблицы остаточной девиации методом уточнения коэффициентов полукруговой девиации.
Исходные данные: в рейсе обнаружено, что фактическое значение наблюдаемой девиации магнитного компаса отличается от табличного более чем на 20. На двух взаимоперпендикулярных курсах К1 и К2 определяется девиация δ 1 и δ 2. В качестве исходной используется таблица остаточной девиации предыдущего задания 2.3.1. (табл. 6).
Порядок выполнения задания
1. Найти изменение девиации Δ δ 1 и Δ δ 2 по формулам:
Δ δ 1 = δ 1 – δ 1Т; Δ δ 2 = δ 2 – δ 2Т; (15)
где δ 1Т и δ 2Т – значения девиации из табл. 6, соответствующие курсам К1 и К2. 2. Вычислить изменение коэффициентов полукруговой девиации Δ В и Δ С по формулам: Δ В = Δ δ 1 cosК2 – Δ δ 2 cosК1, (16) Δ С = Δ δ 2 sinК1 – Δ δ 1 sinК2. (17) 3. Найти исправленные значения коэффициентов полукруговой девиации по формулам: В = ВН + Δ В, С = СН + Δ С, (18) где ВН и СН – коэффициенты полукруговой девиации, полученные в п. 2 задания 2.3.1. 4. С учётом полученных исправленных значений В и С, используя значения коэффициентов А, Д и Е из задания 2.3.1 (т.е. полагая их неизменными), рассчитать исправленную таблицу остаточной девиации аналогично п. 3 задания 2.3.1.
По заданию 2.3.2 представить: а) значения Δ δ 1, Δ δ 2, Δ В, Δ С, В и С; б) исправленную таблицу остаточной девиации (аналогичную по форме табл.6).
Пример выполнения задания 2.3.2 Исходные данные: К1 = 450, К2 = 1350, δ 1 = -1, 30, δ 2 = -0, 90, исходная таблица девиации – табл. 9. 1. Находим изменение девиации Δ δ 1 и Δ δ 2 по формуле (15):
Δ δ 1 = -1, 30 - 10 = -2, 30; Δ δ 2 = -0, 90 – 0, 60 = -1, 50.
2. Вычисляем изменение коэффициентов полукруговой девиации по формулам (16, 17):
Δ В = -2, 30 cos1350 + 1, 50 cos450 = 2, 70 Δ С = 1, 50 sin450 + 2, 30 sin 1350 = 2, 70 3. Находим исправленные значения коэффициентов полукруговой девиации по формуле (18): В = -1, 080 + 2, 70 = 3, 850; С = 0, 330 + 2, 70 = 3, 030. 4. Аналогично примеру задания 2.3.1 для значений коэффициентов В = 3, 850, С = 3, 030 и заимствованных из примера задания 2.3.1 (полагая их неизменными) коэффициентов Д = 0, 000, Е= 0, 280 и А = 0, 030, рассчитываем таблицу остаточной девиации по форме табл. 6.
Задание 2.6.1. Произвести расчёт данных для масштабирования и установки корректора индукционного лага ИЭЛ-2М.
Исходные данные: на мерной линии были получены погрешности лага для трёх истинных скоростей:
малый ход – Vu1, погрешность Δ V1; средний ход – Vu2, погрешность Δ V2; полный ход – Vu3, погрешность Δ V3.
При переключении лага в режим «Масштаб» отсчёт скорости лага, соответствующий эталонному напряжению, равен М1.
Порядок выполнения задания 1. Рассчитать отсчёт скорости М2, который должен показывать лаг при эталонном напряжении, с учётом введённой линейной поправки лага. Величина определяется по формуле:
М2 = М1
где Vu1 и Vл1 – соответственно истинная и лаговая скорости на полном ходу судна, причём Vл1 = Vu1 – Δ V1. 2. Определить установочные данные для корректора, с помощью которого в схему лага вводится нелинейная составляющая поправки. Последовательность действий по составлению программы работы корректора поясним, используя следующий пример. Пусть в результате пробегов на мерной линии были получены погрешности лага на трёх режимах движения:
малый ход – Vu1 = 5, 5 уз; Δ V1 = 0, 5 уз; средний ход – Vu2 = 11, 6 уз; Δ V2 = 0, 65 уз; полный ход – Vu3 = 16, 7 уз; Δ V3. = 0 уз.
В первую очередь необходимо на миллиметровке построить зависимость Δ V от Vu в виде ломаной линии, которую будем называть экспериментальной. Для рассматриваемого примера такая зависимость показана пунктирной линией (0АВС) на рис. 5. Причём масштаб по осям Δ V и Vu должен соответствовать масштабу специального трафарета (рис. 6). 3. Пользуясь специальным трафаретом (рис. 6), начерченным на прозрачной бумаге (кальке), нанести на ту же миллиметровку вторую ломаную линию – регулировочную, состоящую из трёх-четырёх участков, которая должна наилучшим образом совпадать с экспериментальной ломаной линией. Причём нанесение регулировочной ломаной линии должно удовлетворять следующим требованиям: а) каждый участок регулировочной ломаной линии необходимо наносить под определённым наклоном, соответствующим одной из радиальных линий трафарета; б) начало и конец каждого участка ломаной линии должны соответствовать целому числу узлов по шкале скорости Vu (начиная с 1 узла). Если максимальная скорость судна больше 17 уз, то начало и конец каждого участка ломаной линии должны соответствовать чётному числу узлов (начиная с 2 уз). Поясним сказанное, обращаясь к примеру.
Рис. 5
Наложив трафарет на миллиметровку (на которой нанесена только экспериментальная ломаная линия), определяем, что первому участку экспериментальной линии соответствует радиальная линия трафарета с наклоном 44036’, весовые коэффициенты которой (+1, 2, 4). Значения весовых коэффициентов каждой линии трафарета указываются над самой линией после значения угла наклона.
Рис. 6
Так как максимальная скорость судна в рассматриваемом примере не превосходит 17 уз, то начало и конец первого участка регулировочной ломаной линии выбираем равными соответственно 1 и 6 уз (наиболее близко к первому участку экспериментальной ломаной линии). Наносим на миллиметровку участок 1 регулировочной линии – отрезок 1А' (на рис. 5 – сплошная линия). Аналогично наносится участок 2 регулировочной ломаной линии (отрезок А'В' рис. 5). Ему соответствует радиальная линия трафарета с наклоном 8042' и весовым коэффициентом (+1). Начало участка соответствует скорости 6 узлов, конец – 11 уз. Участку 3 (отрезок В'С' рис. 5) соответствует радиальная линия трафарета с наклоном вниз под углом 50048' с отрицательными коэффициентами (-1, 2, 4). Начало участка соответствует скорости 11 уз, конец – 16 узлам. Таким образом, наносят три участка регулировочной ломаной линии. При выполнении данного пункта необходимо вычертить на кальке трафарет, шкалы которого должны иметь масштаб 1 см = 0, 1 уз Δ V и 1 см = 1, 0 уз Vu. В таком же масштабе наносится экспериментальная и регулировочная линия на миллиметровку. 4. Используя весовые коэффициенты каждого участка регулировочной ломаной линии, установить коммутационные перемычки в гнёзда корректора. Коммутационные перемычки при установке соединяют соответствующие гнезда правого и левого ряда (как показано на рис. 7). Три верхних гнезда предназначены для выбора зоны. Первая зона используется, когда полный ход судна менее 17 уз, вторая – более 17 узлов, 17 последующих пар гнезд относятся к установке Каждому участку соответствует 4 пары гнезд для установки весовых коэффициентов. При установке первой зоны (максимальная скорость судна меньше 17 узлов) перемычку необходимо устанавливать таким образом, чтобы она соединяла верхнее гнездо правого ряда коммутатора с верхним гнездом левого ряда. Выбор второй зоны (максимальная скорость судна больше 17 узлов.) предусматривает установку перемычки таким образом, чтобы она соединяла первое верхнее гнездо правого ряда со вторым, верхним, гнездом левого ряда коммутатора. В рассматриваемом примере требуется установить первую зону. Необходимое положение перемычки показано на рис. 7. С помощью перемычек «узлы» устанавливают значения начальной скорости каждого из участков, второй ломаной линии. При максимальной скорости судна менее 17 узлов используется левая шкала технологической панели (гнезда от 1 до 17 узлов через 1 узел), при максимальной скорости более 17 узлов – правая шкала (гнезда от 2 до 34 узлов через 2 узла). В рассматриваемом примере, пользуясь левой шкалой панели, устанавливаем перемычки «узлы», соответствующие скоростям 1, 6, 11 и 16 yз. Последняя перемычка «узлы», установленная в гнезде 16 узлов, обеспечивает введение нулевой поправки в диапазоне 16–17 узлов. Положение перемычек «узлы» для рассматриваемого примера показаны на рис. 7. Последним этапом является установка перемычек «коэффициенты». Для рассматриваемого примера установка перемычек «коэффициенты» производится следующим образом. Для участка 1 были получены весовые коэффициенты (+, 1, 2, 4). Их установка выполняется с помощью четырех перемычек «коэффициенты», которые устанавливаются в гнезда «+», «1», «2», «4» участка 1 технологической панели (рис. 7). Аналогично для участка 2 перемычки «коэффициенты» устанавливаются в гнезда «+» и «1», а для участка 3 – в гнезда «1», «2» и «4» (отсутствие перемычки в гнездо «+» означает ввод отрицательных коэффициентов на участке 3). Положение коммутационных перемычек показано на рис. 7. Выполняя эту работу (задание), необходимо вычертить технологическую панель (по образцу рис. 7) и нанести положение коммутационных перемычек для исключения погрешности, нелинейно зависимой от скорости.
Рис. 7
По заданно 2.6.1 представить: а) значение скорости М2 при масштабировании; б) графические зависимости нелинейной составляющей погрешности лага от истинной скорости (ломаные ОАВС и 1А'В'С'); в) специальный трафарет; г) результаты для установки коммутационных перемычек в виде табл. 10. д) рисунок технологической панели (аналогично рис. 7) с изображением перемычек, установленных в соответствии с данными таблицы.
Таблица 10
Данные для установки коммутационных перемычек
Задание 2.7.1. Рассчитать общую поправку эхолота НЕЛ-М-3Б. Рассчитать поправку, которой требуется исправить показания эхолота, у которого скорость вращения двигателя N не соответствует номинальной N0 скорость распространения звука в воде С не совпадает с расчетной С0 и в месте измерения глубины есть наклон морского дна γ.
Порядок выполнения задания: 1. Рассчитать поправку за отклонение скорости вращения двигателя от номинальной Δ hN по формуле:
где hизм – глубина, измеренная эхолотом (м); N – обороты двигателя фактические (об/мин); N0 – обороты двигателя номинальные, к примеру –3150 об/мин. 2. Рассчитать поправку эхолота за отклонение скорости звука в воде от расчетного значения по формуле:
где С – действительная скорость звука в воде (м с-1); С0 – расчетная скорость звука в воде, равная 1500 м с-1. 3. Провести расчет поправки эхолота за наклон морского дна, используя формулу:
где γ – наклон морского дна. 4. Полную поправку эхолота вычислить как алгебраическую сумму полученных поправок:
По заданию 2.7.1. представить: а) численные значения поправок Δ hN, Δ hС, Δ hγ , и Δ h.
Пример выполнения задания 2.7.1 Исходные данные: hИЗМ = 1620 м, N = 3215 об/мин, С = 1480 м/с, γ = 360.
1. Вычисляем ∆ hN по формуле (26):
∆ hN = 1620
2. Рассчитываем ∆ hС по формуле (27):
∆ hС = 1620
3. Находим значение поправки ∆ hγ по формуле (28):
∆ hγ = 1620(sec360 – 1) = 382, 4 м.
4. Определяем общую поправку ∆ h по формуле (29):
∆ h = -32, 8 м – 21, 6 м + 382, 4 м = 328 м.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ОБРАЗЕЦ ОФОРМЛЕНИЯ ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Министерство аграрной политики и продовольствия Украины Государственное агентство рыбного хозяйства Украины
Керченский государственный морской технологический университет
Кафедра «Судовождение»
КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Электронавигационные приборы»
Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-31; Просмотров: 722; Нарушение авторского права страницы
, (5)
= -0, 035 с-1.
= 7, 72 м·с-1.
, 
(δ N + δ NE + δ E + δ SE + δ S + δ SW+δ W + δ NW); 
[(δ E – δ W)+ 0, 71·(δ NE + δ SE –δ NW – δ SW)]; 
, (25)
Установка перемычек производится с помощью технологической панели (рис. 7), которая устанавливается на коммутаторе блока корректора. Панель представляет собой линейку, на которой отмечены зоны, узлы, участки и весовые коэффициенты, которым соответствуют гнезда коммутатора блока корректора (30 гнезд в правом углу и 31 гнездо – в левом).
перемычек «узлы», причем, с левой стороны панель оцифрована значениями узлов от 1 до 17, а с правой – от 2 до 34 с интервалом 2 уз (только четные). Оставшиеся 12 пap гнезд используются для установки перемычек «коэффициенты», т.е. набора весовых коэффициентов для каждого из трех участков (маркировка «участки» с указанием номера каждого участка расположена в левой нижней части технологической панели).
(26)
(27)
(28)
(29)
= -32, 8 м.
= -21, 6 м.