Geum.ru

Премию Правительства Российской Федерации, с 2000 года Министерство образования и науки среди вузов организовали конкурс

Вид материалаКонкурс
Современное толкование категории «курс судна» на занятиях по техническим средствам судовождения
Подобный материал:
1   ...   17   18   19   20   21   22   23   24   ...   59


СОВРЕМЕННОЕ ТОЛКОВАНИЕ КАТЕГОРИИ «КУРС СУДНА» НА ЗАНЯТИЯХ ПО ТЕХНИЧЕСКИМ СРЕДСТВАМ СУДОВОЖДЕНИЯ

Ю. А. Комаровский, кафедра технических средств судовождения

МГУ им. адм. Г. И. Невельского



До окончательного формирования судовой навитроники в судовождении существовало два понятия курса судна. Базовым является понятие истинного курса. Истинным курсом считается плоский угол между северной частью истинного меридиана, проходящего через судно, и носовой частью диаметральной плоскостью судна. Этот угол отсчитывается от 0 до 360 по часовой стрелке. Вторым является понятие инструментального курса, которое возникло со времён оснащения судов магнитными компасами. Так как в те времена суда имели деревянные корпуса, то сначала было введено понятие магнитного курса. Оно интерпретировалось через магнитный меридиан и магнитное склонение. Магнитный курс не зависел от текущего курса судна. Стальное судостроение вызвало появление терминов «компасный курс» и «девиация магнитного компаса». Они уже зависели от курса судна. Вследствие этого было введено в терминологический обиход понятие компасного меридиана – направления, вдоль которого устанавливается картушка магнитного компаса. Компасный меридиан имеет физический смысл только в пределах котелка магнитного компаса. Если величина магнитного склонения в одной и той же точке поверхности Земли изменяется сравнительно медленно, то девиация магнитного компаса может измениться внезапно, например, от удара судна об льдину. Таким образом, в трактовке компасного курса в отличие от истинного курса появляется фактор времени.

В последние два десятилетия суда стали оснащаться цифровыми магнитными компасами с твёрдотельными чувствительными элементами (ТЧЭ). У них нет традиционной картушки, ось симметрии которой под действием направляющего момента устанавливается вдоль компасного меридиана. Цифровые магнитные компасы с ТЧЭ вычисляют компасный курс по результатам измерения проекции вектора напряжённости суммарного магнитного поля Земли и стального корпуса судна. Поэтому при изучении принципов работы цифровых магнитных компасов у курсантов возникают трудности в понимании компасного курса, так как понятие компасного курса становится сугубо абстрактным. Эту ситуацию усугубляет цифровая индикация курса. Помимо магнитного склонения и девиации в таких компасах появляются дополнительные погрешности, не свойственные традиционному магнитному компасу, вызванные измерениям магнитного поля, вычислениям, а также трансляцией значения курса на репитер. По картушке классического магнитного компаса ещё можно судить о положении плоскости компасного меридиана. У цифрового магнитного компаса с ТЧЭ эта наглядность уже теряется полностью. Следовательно, абстрактная категория плоскости компасного меридиана становится совсем размытой.

Большинство современных гирокомпасов имеют физические датчики направления. Вектор кинетического момента, которым обладает гироскоп, и который совпадает с осью гиромотора, задаёт направление на север. Скоростная девиация, инерционные девиации уводят вектор кинетического момента из плоскости истинного меридиана. Поэтому в судоводительской терминологии утвердилась категория гирокомпасного меридиана, которая по аналогии с категорией компасного меридиана ассоциируется с положением оси гироскопа. Появилось понятие поправки гирокомпаса, которая в сравнении с поправкой магнитного компаса зависит не только от курса, но и от динамики движения судна. Корректоры гирокомпасов устраняют с некоторой погрешностью перечисленные девиации из показаний, но появляется погрешность синхронной передачи курса. Поэтому возникает следующая неопределённость: положение главной оси чувствительного элемента гирокомпаса задаёт одно значение гирокомпасного курса, а репитер отображает другое значение. Более того, поскольку репитеры идеально согласовать невозможно, то каждый из них показывает свой гирокомпасный курс. В последние годы на суда стали устанавливать гирокомпасы, у которых нет традиционных гиромоторов. Вместо них используются неподвижные ТЧЭ. В таких ТЧЭ нет оси, через которую можно провести плоскость гирокомпасного меридиана, а, следовательно, интерпретировать гирокомпасный курс.

Полное вырождение классического понятия компасного меридиана происходит при изучении принципов работы спутниковых компасов, так как у них отсутствует чувствительный элемент, связывающий положение своей оси в пространстве с каким-либо физическим полем Земли. В полном смысле спутниковый компас нельзя считать компасом, так как у него отсутствует направляющий момент, удерживающий главную ось чувствительного элемента в известном направлении. Спутниковые курсоуказатели бывают двух типов. К первому типу относятся устройства, вычисляющие абсолютное направление между двумя точками судна (на носу и на корме), координаты которых непрерывно определяются с высокой точностью однотипными приёмниками спутниковой радионавигационной системы (СРНС). Второй тип характерен тем, что направление диаметральной плоскости судна определяется относительно каждого спутника СРНС. При этом измеряется разность фаз сигнала одного и того же спутника между двумя разнесёнными антеннами, установленными в точках диаметральной плоскости судна. Такому устройству совсем не требуются точные абсолютные координаты антенн. По разности фаз вычисляется ракурс отрезка прямой, заключённого между антеннами. Как в устройствах первого типа, так и в устройствах второго направления рассчитываются относительно истинного меридиана. То есть, в спутниковых курсоуказателях с некоторой инструментальной погрешностью определяется истинный курс судна.

Если подвести итог, то можно сделать такой вывод: компасный курс современных курсоуказателей уже нельзя трактовать с позиции компасного меридиана. Поэтому возникает необходимость новой трактовки компасного (инструментального) курса. Новое определение должно быть по смыслу близким к понятию истинного курса и быть независимым от принципов работы курсоуказателя. Автором предлагается следующее определение: компасным (инструментальным) курсом следует считать угол между северной частью истинного меридиана и направлением, соответствующим считываемому с устройства отображения. Такое определение уже не связано с девальвированным навитроникой понятием компасного меридиана и позволяет сохранить все существующие схемы и формулы расчётов истинных курсов, компасных курсов и поправок.

Доклад обсуждён и одобрен кафедрой технических средств судовождения.