Совместный учет дрейфа и течения

В практике судовождения часто случается, что течение и ветер действуют на судно одновременно. При совместном учете дрейфа и течения следует различать два случая:

известны угол дрейфа и элементы течения;

известен только суммарный угол сноса, равный алгебраической сумме с = α + β (рис. 6.21).

Впервом случае при решении прямой задачи производится по­следовательный учет сначала дрейфа, а затем течения. На карте про­кладывается коротким отрезком линия ИК, затем линия ПУα, по ко­торой следовало бы судно, если бы не было течения. На ней отклады­вается вектор скорости судна по лагуVл в выбранном масштабе (см. рис. 6.21). Из конца вектора скорости судна откладывается вектор скорости течения. Соединив начальную точку А с концом вектора те­чения, получим линию пути. При больших углах дрейфа (α > 10°), если лаг жестко связан с корпусом судна, пройденное расстояние от­кладывается по линии ПУα и равно S = SЛ sec α.

При обратной задаче поступают наоборот. Сначала учитывают течение, затем дрейф. Для этого из начальной точки А откладывают вектор течения, из конца этого вектора радиусом, равным скорости судна по лагу, делают засечку на линии ПУс (рис. 6.22). Сняв с карты значение ПУα, рассчитывают ИК = ПУα - α.

В тех случаях, когда известен только суммарный угол сноса, на карте прокладывают две линии: линию ИК и линию пути. Счислимая точка находится перенесением точки с линии ИК на линию пути по направлению общего сноса, который должен быть предварительно определен. Если направление общего сноса неизвестно, то необходи­мо знать истинную скорость судна, например из обсерваций по РНС. Так как изменение курсов часто приурочивается к моменту прохож­дения траверза или моменту кратчайшего расстояния до объекта, следует хорошо различать эти два случая (их иллюстрирует рис. 6.22). Кратчайшее расстояние Dкр откладывается до линии ПУС, а полученная точка С переносится на линию ПУα в точку В по на­правлению, обратному направлению течения. Отрезок АВ равен Sл, пройдя его, судно окажется в точке С. При нахождении маяка на тра­верзе (D_┴) следует восстановить перпендикуляр к линии ИК (провес­ти ИП = ИК ± 90°), а затем полученную точку F следует перенести на линию ПУα в точку Е. Угол между D_┴ и Dкр будет равен углу с. Разность D_┴ и Dкр может быть обнаружена радиолокатором при углах с > 7...10°.

Навигационные методы определения пути судна

Изложенные методы определения угла дрейфа по пе­ленгам плавающего ориентира могут быть использованы и для нахождения суммарного угла сноса, но объект в этом случае дол­жен быть неподвижен. Кроме того, судоводителю часто не обяза­тельно знать элементы сноса ветром и течением, гораздо важнее знать элементы движения судна относительно Земли под совокуп­ным действием машины, течения, ветра и волнения. Поэтому во всех случаях, когда это возможно, штурман обязан определять элементы движения судна (путевой угол и истинную скорость) из наблюдений и принимать их в расчет при дальнейшем счислении. Наиболее надежно это можно сделать после получения ряда последовательных определений места судна по береговым ори­ентирам при постоянных курсе и скорости. Если элементы сно­са постоянны, то прямая, соеди­няющая эти точки, будет лини­ей пути, а угол между ней и ли­нией ИК — суммарным углом сносас. В тех случаях, когда выполнить обсервацию нельзя, например в видимости находит­ся объект, положение которого не определено, можно найти линию, параллельную линии пути, а следовательно, и угол с по пеленгам неподвижного ориентира и промежуткам времени.

Пусть судно следует постоянным курсом и скоростью по линии пути (рис. 6.23), направление которой неизвестно. В произвольные, но фиксированные с точностью до секунды моменты времени взяты три пеленга П1„ П2, П3 неподвижного ориентира А. Если элементы сноса за период наблюдений постоянны, то положение линии пути будет определяться отрезками расстояний, пройденных судном за время между первым и вторым пеленгами (S1 = Vt1) и между вторым и третьим пеленгами (S2 = Vt2). Иными словами, любая прямая, пе­ресекающая все три пеленга так, что ее отрезки между пеленгами от­носятся как

будет параллельна линии пути судна.

Из рис. 6.23 видно, что

Величина П2 известна из наблюдений, а угол q2 можно вычислить по формуле, полученной при решении двух треугольников. Из тре­угольников M1AM2 и M2AM3 найдем значение АМ2:

В формулу (6.22) не входит скорость судна, так как было принято, что она постоянна, поэтому путь судна может быть определен неза­висимо от того, известна ее величина или нет. Необходимо только помнить, что таким методом мы находим направление движения судна, а не линию действительного пути и место судна на ней.

Решение задачи можно упростить, если взять пеленги через рав­ные промежутки времени (t1 = t2). При r = 1 получим

По этой формуле можно легко составить таблицу, из которой по аргументам Θ1 и Θ2 выбирается значение q2.

Данная задача может быть решена либо с помощью графиче­ских методов, изложенных в п. 6.3, либо с использованием каль­ки или линейки (рис. 6.24).

Отложив на кальке или линейке два отрезкаS1 = kt1 и S2 = kt2 (где k — произвольный коэффициент) или же плавание по лагу S1 и S2, накладываем кальку (линейку) на проложенные на карте линии пеленгов и, двигая ее, находим такое положение, при котором точки f, d, e будут лежать соответ­ственно на первом, втором и треть­ем пеленгах. Прямая, проведенная через эти точки, будет параллельна линии пути судна. Для повышения точности все графические построе­ния рекомендуется делать в воз­можно более крупном масштабе. Основное достоинство этого способа заключается в том, что путь можно определить по любому неподвижно­му ориентиру (буй, маяк, камень, дерево, вершина) независимо от то­го, нанесен он на карту или нет.

Рассмотрим основные источники погрешностей при определе­нии суммарного угла сноса по пеленгам неподвижного ориентира.

Погрешностями в отсчетах времени t1 и t2 при использовании се­кундомера можно пренебречь.

В погрешности поправки компаса, как видно из формул для расчета q2, входят только углы Θ1 и Θ2, представляющие собой разности пеленгов. Поэтому систематическая погрешность при­нимаемой поправки компаса на вычисление угла q2 влияния не оказывает.

При определении ПУС = П2 + q2, если пеленг будет содержать погрешность в поправке компаса ε∆k, то полученное направление пути также будет содержать эту погрешность. На определение сум­марного угла сноса эта погрешность влиять не будет, так как полу­ченные ПУС и ИК будут ошибочными на одну и ту же величину ε∆k, а угол сноса определяется как разность ПУС - ИК = с.

Случайные погрешности пеленгования скажутся при расчете q2, так как углы Θ1 и Θ2 рассчитываются по значениям пеленгов.

Расчеты показывают, что при достаточно больших углах Θ1, Θ2 и mп = ± 0,3° случайные погрешности в определении угла q2 находятся в пределах ± 1°. Практические наблюдения подтверждают этот вывод.

Если за время наблюдений элементы сноса могут измениться, рас­смотренным способом пользоваться не следует.