- •Тема : Навигационное обеспечение плавания в открытом море
- •Выбор оптимального пути. Плавание по дбк.
- •2. Выбор безопасного пути судна с учетом точности его плавания.
- •3. Расчет периодичности определения места судна для обеспечения заданной точности плавания
- •4. Рекомендации по анализу счисления пути судна
Лекция №
Тема : Навигационное обеспечение плавания в открытом море
Вопросы :
Выбор оптимального пути. Плавание по Дуге Большого Круга.
Расчет безопасного пути судна с учетом точности его плавания.
Расчет периодичности определения места судна для обеспечения заданной точности плавания.
Рекомендации по анализу счисления пути судна.
Литература :
Ю. Баранов, М. Гаврюк, В. Логиновский, Ю. Песков «Навигация»
В. Дмитриев, В. Григорян, В. Катенин «Навигация и лоция»
В. Алексишин, В. Долгочуб, А. Белов «Практическое судовождение»
Выбор оптимального пути. Плавание по дбк.
Одной из главных задач штурмана является обеспечение безопасного перехода судна из одного порта в другой по наиболее экономически выгодному пути с учетом ряда факторов, например, сохранность палубного груза, комфортабельность для пассажиров и др.
При выборе такого оптимального (наивыгоднейшего) пути большое значение имеет учет гидрометеорологических факторов; для этого служат лоции, Океанские пути мира, ежемесячные климатические карты, содержащие усредненные статистические данные о распределении по месяцам ветра, волнения, зыби, повторяемости штормов, туманов и т.д.
Основой для выбора наивыгоднейшего пути в океане является ортодромия (Дуга большого круга – ДБК) – практически кратчайшее расстояние между двумя точками (точное значение для сферы).
Поскольку ортодромия всегда выпукла к ближайшему полюсу и пересекает меридианы под разными углами, то ее небольшие участки заменяют отрезками локсодромий, на которых курс остается постоянным.
Целесообразность плавания по дуге большого круга (ортодромии) определяется существенностью разности длин локсодромии SЛ0K и ортодромии SОРT, проложенных из пункта отхода в пункт прихода:
ΔS = SЛОК – SОРТ (1)
Эти длины рассчитывают по известным зависимостям:
SЛОК = (φ2 – φ1 ) sec KЛОК = ΔφsecKЛОК (2)
сosSОРТ = sin φ1sin φ2 + сos φ1сos φ2 сos(λ2 – λ1) (3)
По найденной величине ∆S делается вывод о целесообразности плава-ния по дуге большого круга.
Возможность плавания по дуге большого круга определяется в зависимости от расположения ее траектории относительно навигационных опасностей и других объектов, влияющих на выбор пути корабля. Для этого ее траекторию следует нанести на генеральную карту рейса и убедиться, что путь по ортодромии проложен в благоприятных навигационно-гидрографических и гидрометеорологических зонах.
При плавании по дуге большого круга ее траекторию заменяют хордами — отрезками локсодромий. Длина хорды определяется из условия, требующего, чтобы разность между длиной хорды и стягивающей ее дугой ортодромии не превышала пренебрежимо малой величины, равной 0,1 %. Этому условию соответствуют долготные интервалы хорд, равные 4—6°.
На практике используют следующие способы расчета направлений хорд — локсодромий для плавания по дуге большого круга:
• с помощью ортодромических поправок;
• с помощью карт в гномонической проекции;
• помощью специальной номограммы;
• с применением средств вычислительной техники.
Использование ортодромических поправок. Необходимо выполнить следующие действия.
1. Определить долготный интервал изменения курса ∆λ. и провести соответствующие ему меридианы от пункта отхода к пункту прихода.
2. По координатам начальной и конечной точек плавания на карте в меркаторской проекции проложить отрезок локсодромии между этими точками и измерить исходный локсодромический курс К0 (рис.1).
3. Начальную ортодромическую поправку ψ0 выбрать из табл. 2.12 МТ-2000 или рассчитать по формуле. Учесть, что в северном полушарии при движении на восток знак ψ 0 положителен, а при движении на Запад — отрицателен. В южном полушарии — наоборот.
4. Рассчитать направление ортодромии в пункте отхода: А1 =К0 –ψ0 (4)
5. Рассчитать направление (курс) первой хорды: К1 =А1 +ψ1 (5)
Рис. 1. Прокладка дуги большого круга по хордам
где ψ1 — ортодромическая поправка для первого курса, выбираемая по широте начальной точки В1 и принятому долготному интервалу ∆λ.
6. От исходной точки В1 по направлению К1 до пересечения с меридианом λа = λ1 + ∆λ провести первую хорду дуги большого круга. В полученной точке а рассчитать направление второй хорды: К2 =К1 +ψ1 + ψ2 (6)
где ψ2 — ортодромическая поправка второго курса, выбираемая по широте точки а и принятому долготному интервалу ∆λ.
7. Провести вторую хорду от точки а до меридиана λb = λа+ ∆λ. Аналогичным образом рассчитать и проложить все последующие хорды:
Кi =Кi-1 + ψi-1 + ψi (7)
Когда до пункта прихода останется ∆λ меньше принятого интервала, хорда не рассчитывается. Заключительный отрезок локсодромии прокладывают от точки на последнем промежуточном меридиане непосредственно в пункт прихода.
Использование карты в гномонической проекции. На карте, составленной в гномонической проекции, всякая ДБК изображается прямой линией. По координатам на такую карту наносят начальную и конечную точки и соединяют их прямой линией. Эта проложенная линия дает ясное представление о расположении пути судна по отношению к опасности и навигационным ориентирам. После этого снимают широты точек пересечения с меридианами через Δ = 10 и переносят эти точки на карту меркаторской проекции. Соединив эти точки, получим дугу большого круга в виде ряда ломаных отрезков (хорд), направления которых (частные курсы) могут быть сняты с нее.
Использование специальной номограммы. Определение начального направления дуги большого круга А1 производится по специальной номограмме (адмиралтейский номер 90199). Порядок работы с номограммой указан в ее описании. Дальнейшая методика расчета курсов не отличается от описанной в первом способе.
Использование вычислительной техники. Все работы по нанесению дуги большого круга на морскую навигационную карту в меркаторской проекции существенно облегчаются при использовании современной вычислительной техники. При этом вначале прокладывают локсодромию и разделяют ее на отрезки по долготе, исходя из заданной точности плавания.
Для выбранных значений разностей долгот промежуточных точек локсодромии из исходной точки последовательно рассчитываются направления хорд - отрезков локсодромий, длины этих хорд и координаты точек поворота с хорды на хорду. Расчеты производятся по известным формулам сферической тригонометрии.
В заключение необходимо отметить, что кратчайший путь по ДБК проходит в более высоких широтах и может завести в зону штормов и айсбергов. Конкретная гидрометобстановка часто отличается от среднестатистической, поэтому самые лучшие результаты достигаются при проводке судов по оптимальному пути с учетом и климатических факторов и прогнозируемой погоды на ближайшие ~ 3 5 суток.