КУРСОВАЯ РАБОТА
ПО ДИСЦИПЛИНЕ:
Электронавигационныеприборы
Содержание
1.Введение
2.Исходные данные
3.Расчёт суммарной инерционной погрешности гирокомпасов
Задание1.(А)
Задание1.(Б)
4.Оценка влияния погрешностей гирокомпаса на точность судовождения
4.1Оценка возможной погрешности определения места судна
Задание2.1 (А)
Задание2.1 (Б)
4.2.Оценка погрешностей определения поправки гирокомпаса
Задание2.2 (А)
Задание2.2 (Б)
4.3Оценка возможной величины поперечного смещения судна
Задание2.3 (А)
Задание2.3 (Б)
5.Расчёт остаточной девиации магнитного компаса
Задание3
6.Расчёт установочных данных для корректора индукционного лага
Задание4
7.Расчёт поправок эхолота
Задание5
8.Анализ функционирования и эксплуатации ЭНП
Задание6
9.Список литературы
1. Введение
На современных судахприменяются различные технические средства, с помощью которых судоводительполучает навигационную информацию. Гирокомпас, магнитный компас, эхолот, лаг иавторулевой относятся к группе электронавигационных приборов и занимаютсущественное место в обеспечении безопасного процесса навигации судна иуправления его движением. Это значит, что судоводитель должен в совершенствевладеть навигационным оборудованием, доверять ему, однако критически оцениваяпоказания приборов и результаты вычислений.
навигация инерция погрешность гирокомпас
2. Исходные данные
n= 13 -порядковый номер в списке группы l= 1 -последняя цифра номера группы m=n+l= 14
r= 1
3. Расчёт суммарнойинерционной погрешности гирокомпасов
Расчёт Задания 1.(А)
Исходные данные:
φ = 500
ГКК1 = 3460
ГКК2= 1930
V1= 23 уз.
V2= 24 уз.А С Ψ -0,1484E-0,2 -0,634Е-0,3 -79,66
1. Рассчитываемзначение северной составляющей скорости судна ΔVN
ΔVN=V2·cosГКК2-V1·cosГКК1=24·cos(193/57,3)-23·cos(346/57,3)= -45,7 уз.
Выражаем значениесеверной составляющей в м·с-1:
ΔVN=-45,7·1852/3600=-23,6 м·с-1
2. По формуле δj=-57.3·Vω[Аe-mt +Ce-ht sin(ωdt+ Ψ)] рассчитываем значение δj сшагом Δt=180 c, где h=3.344·10-4, m=8,312·10-4,ωd=11.05·10-4
δj=-57,3·[-0,1484·10-4e3.344·10^-4t -0,634·10-3e8.312·10^-4t·sin(11.05·10-4t-79,66/57.3)]
Результаты расчётапредставляем в табл.1 и на рис. 1.1
Таблица1t δj t δj t δj t δj t δj 2.85 1620 0.32 3240 -0.1 4860 0,16 6480 0,06 180 2.48 1800 0.18 3420 -0.07 5040 0,17 6660 0,04 360 2.12 1980 0.07 3600 -0.03 5220 0,17 6840 0,02 540 1.79 2160 -0.01 3780 5400 0,167 7020 720 1.48 2340 -0.08 3960 0,04 5580 0,157 7200 -0,02 900 1.19 2520 -0.12 4140 0,07 5760 0,14 1080 0.93 2700 -0.13 4320 0,1 5940 0,12 1260 0.7 2880 -0.14 4500 0,13 6120 0,1 1440 0.5 3060 -0.12 4680 0,15 6300 0,08
Расчёт Задания 1.(Б)
Исходные данные:
φ = 500
ГКК1 = 3460
ГКК2= 1930
V1= 23 уз.
V2= 24 уз.
ΔtM= 54 cекN M Ψ -0,1445 0,1414 88.72
1. Рассчитываемзначение средней угловой скорости поворота судна ω по формуле:
/>= (ГКК2-ГКК1)/57,3·ΔtM =(193-346)/57,3·54=-0,049 с-1
2. Выражаем V в м·с-1:
V= 23·(1852/3600)=11.83 м·с-1
3.По формуле
δj=-57.3·Vω[Ne-mt+Me-ht sin(ωdt+ Ψ)],
где m=25.65·10-3,h=3,875·10-4, ωd=0,82·10-3 рассчитываемзначение δj с шагом Δt=180 c
δj=-57,3·[-0,1445e25.65·10-3 t +0,1414e3,875·10-4 t·sin(0,82·10-3t+88,72/57.3)]
Результаты расчётапредставляем в табл.2 и на рис. 1.2
Таблица 2t δj t δj t δj t δj t δj -0,11 1620 0,66 3240 -1,18 4860 -0,49 6480 0,21 180 4,34 1800 0,28 3420 -1,18 5040 -0,38 6660 0,24 360 3,97 1980 -0,07 3600 -1,15 5220 -0,28 6840 0,26 540 3,51 2160 -0,36 3780 -1,09 5400 -0,18 7020 0,27 720 3,02 2340 -0,61 3960 -1,02 5580 -0,09 7200 0,27 900 2,52 2520 -0,81 4140 -0,93 5760 -0 1080 2,03 2700 -0,97 4320 -0,83 5940 0,06 1260 1,55 2880 -1,08 4500 -0,72 6120 0,12 1440 1,09 3060 -1,15 4680 -0,6 6300 0,17
4. Оценка влиянияпогрешности гирокомпасов на точность судовождения.
4.1 Оценка возможнойпогрешности определения места судна по двум пеленгам.
Задание 2.1.(А)
A. Работа сгирокомпасом «Курс-4».
Расстояние междуориентирами L=(20+0.1·m)=20+0,1·14= 21.4 (мили);
Азимут ориентиров А12=(10·n+m)=10·13+14=144˚;
ГКП1=A12+130-n=144+130-13=269˚;
ГКП2=A12+50+n=144+50+13=207˚.
В качестве моментавремени tоб, по заданию, выбираем время 1-го экстремума кривойсуммарной инерционной погрешности. tоб = te1=2610 c,δj(tоб) = -0,1˚. (Из задания 1.А.)
Порядок выполненияследующий:
В произвольном масштабенаносим ориентир O1 и строим относительно него ориентир O2(поазимуту A12 и расстоянию L).
Прокладываем на планелинии компасных пеленгов ориентиров ГКП1 и ГКП2,пересечение которых дает точкуM1.
Используя графиксуммарной инерционной погрешности, полученной в задании, на момент времени tобнаходим величины суммарной инерционной погрешности.
Так,
tоб = te1=2610c, δj(tоб)= -0,1˚
Рассчитываем значенияистинных пеленгов ориентиров ИП1 и ИП2, исправляязначения ГКП1 и ГКП2 поправкой δj(tоб) поформуле:
ИП1= ГКП1+ δj(tоб) = 261˚ -0,1˚= 260,9˚
ИП2= ГКП2+ δj(tоб) = 207˚ -0,1˚= 206,9˚
На плане прокладываемистинные пеленга ИП1 и ИП2 и, таким образом, получаемистинное место суднаM2.
Оцениваем погрешность,допущенную в данном определении места судна, выражаемую в линейных единицах(милях) расстоянием r между точками M1 и M2.
Полученное значение r= миль.
Графическое решениезадачи А предоставлено на рис. 1.3
Б. Работа сгирокомпасом «Вега».
Порядок выполненияаналогичен указанному в пункте (А), за исключением того, что значение суммарнойинерционной погрешности определяется по кривой суммарной инерционнойпогрешности для гирокомпаса «Вега», полученной в задании 1.(Б).
Так, tоб = te1=180c, δj(tоб)= 4.3˚
Графическое решениезадачи осуществляется по образцу рисунка 3 Рассчитываем значения истинныхпеленгов ориентиров ИП1 и ИП2, исправляя значения ГКП1и ГКП2 поправкой δj(tоб) по формуле:
ИП1= ГКП1+ δj(tоб) = 261˚ +4.3˚= 265.3˚
ИП2= ГКП2+ δj(tоб) = 207˚ +4.3˚= 211.3˚
Погрешность, допущеннаяпри определении места судна, аналогично определяется ) расстоянием r междуточками M1 и M2.
Полученное значение r= миль.
Графическое решениезадачи Б предоставлено на рис. 1.4
4.2 Оценка погрешностейопределения поправки гирокомпаса
Задание 2.2.(А)
Произвести оценкупогрешности определения поправки гирокомпаса по створу после маневра судна.
A. Определение поправкигирокомпаса «Курс-4».
Исходные данные:
V’1=V1+5=23+5=28 уз.;
V’2=V2-5=24+5=19 уз.;
ГКК’1=180˚+(-1)n·m=180-14=166˚;
ГКК’2=360˚+(-1)m·n=360+13=373˚=13˚;
tΔГК =0 сек.
ΔVN=-23.6 м/с-1
Порядок выполнениятакой:
Используя кривуюсуммарной инерционной погрешности δj для гирокомпаса «Курс-4»,полученную в задании 1.(A), выбираем значение суммарной инерционной погрешностина момент времени tΔГК= 0, δj=0. Рассчитываемзначение изменения северной составляющей скорости судна:
ΔV’N=V’2·cosГКК’2-V’1·cosГКК’1=19·0.99-28·0.99=18.81-27.72=-8.91 (м/с-1)
Определяем фактическуювеличину погрешности δj(tΔГК)ф, учитывая изменившеесязначение ΔV’N по отношению к ΔVN для задания1.(A), пересчет производится по формуле:
δj(tΔГК)ф= δj(tΔГК)·(ΔV’N/ΔVN),
δj(tΔГК)ф=2.9·(-8.91/-23.6)=1˚
Величина погрешностиεΔГК, допущенной при определении величины поправки гирокомпаса вмомент времени tΔГК определяется по формуле:
εΔГК=-δj(tΔГК)ф= -1˚
Полученные данныепредставим в таблице 3.
Таблица 3tΔГК, сек φ,˚ V’1, уз. V’2, уз. ГКК’1,˚ ГКК’2,˚ ΔV’N, м/с-1 δ j(tΔГК)ф,˚ εΔГК,˚ 50 28 19 166 13 -8.91 1 -1
Б. Определение поправкигирокомпаса «Вега».
Исходные данные такиеже, как и в задании 1.(Б).
Порядок выполненияостается таким же, как и в предыдущем пункте, за исключением: значение δj(tΔГК) выбирается по графику суммарной инерционной погрешности длягирокомпаса «Вега». Пункт 2 не выполняется, полагая δj(tΔГК)=δj(tΔГК)ф .
Таким образом, εΔГК=0,1˚.
4.3 Оценка возможнойвеличины поперечного смещения судна
Задание 2.3 (А)
Исходные данные:
td1= 2100сек; td2= 3780 сек; φ=50˚; V1=23 уз.; V2=24уз.;А С Ψ -0,1484E-0,2 -0,634Е-0,3 -79,66
Расчёт заданияпроизводим по следующей формуле,
где h=3.344·10-4,m=8,312·10-4, ωd=11.05·10-4
/>
B результате расчётаполучим: d1= 156м; d2= -35м.
Рассчитываем ширинубезопасной полосы движения:
Δ=| d1|+|d2|=|156|+|-35|= 195м
Полученные данныепредставим в таблице 4.
Таблица 4td1, сек td2, сек d1, м d2, м Δ, м 2100 3780 156 -35 195
Задание 2.3 (Б)
Исходные данные:
td1= 1 сек;td2= 1945 сек; φ=50˚; V=23 уз.;N M Ψ -0,1445 0,1414 88.72
Расчёт заданияпроизводим по следующей формуле,
где m=25.65·10-3,h=3,875·10-4, ωd=0,82·10-3
/>
B результате расчётаполучим: d1= -162м; d2= 3396м.
Рассчитываем ширинубезопасной полосы движения:
Δ=| d1|+|d2|=|-162|+|3396|= 3558м
Полученные данныепредставим в таблице 5.
Таблица 5td1, сек td2, сек d1, м d2, м Δ, м 1 1945 -162 3396 3558
5. Расчёт остаточнойдевиации магнитного компаса
Магнитный компас
Магнитный компасявляется автономным высоконадежным датчиком направления, поправка которогоравна сумме магнитного склонения d и девиации />:
/>
Величина d для данногорайона плавания снимается с навигационной карты и приводится к году плавания, аδ выбирается из таблицы девиации в зависимости от компасного курса.
Периодическипроизводится уничтожение девиации магнитного компаса и составление новойтаблицы остаточной девиации. В случае необходимости (когда фактическая девиацияотличается более чем на /> от табличной) производитсяисправление таблицы девиации. В обоих случаях широко используется гирокомпас.При выполнении девиационных работ, маневрирование судна производится на маломходу, поэтому инерционные девиации гирокомпаса пренебрежительно малы и в расчетне принимаются.
Задание 3 Определениемагнитного компаса по сличению с гирокомпасом
Рассчитываем остаточнуюдевиацию магнитного компаса для восьми главных и четвертных курсов по формуле:
/>
где Кгк=Кмк+В·sinКмк+C·cos Кмк;
B=0.1·(l+n)=0.1·(1+13)=1.4˚
C=2+0.1·(l-n)=2+0.1·(1-13)=0.8˚
ΔГК=0.01·m=0.01·14=0.14˚
d =0.01·(l-n)=0.01·(1-13)= -0.12˚
Таблица 6. Расчётдевиации по счислениюКмк N(0˚) NE(45˚) E(90˚) SE(135˚) S(180˚) SW(225˚) W(270˚) NW(315˚) Кгк,˚ 0.8 46.6 90.9 134.3 178.4 224 270.5 316.6 δj,˚ 1 1.9 1.2 -0.4 -1.3 -0.7 0.8 1.8
Для расчета таблицыостаточной девиации компаса на 36 равноотстоящих компасных курсах (с интервалом10˚), необходимо вначале вычислить значение коэффициентов девиации A, B,C, D и E по формулам, где δj-значение девиации из табл. 5.:
/>
/>
/> /> />,
A=(1+1.9+1.-0.4-1.3-0.7+0.8+1.8)/8=0.53˚
B=(1.2-0.8+0.71(1.9-0.4+1.3-1.8)/4=0.15˚
C=(1+1.3+0.71(1.9+0.4+0.7+1.8)/4=1.46˚
D =(1.9+0.4-0.7-1.8)/4=-0.08˚
E =(1-1.2-1.3-0.8)=-0.56˚
По полученным значениямкоэффициентов девиации A, B, C, D и E рассчитываем таблицу остаточной девиациидля 36 компасных курсов (через 10˚), используя основную формулу девиации:
/>
Строим таблицуостаточной девиации (табл. 7).
Таблица 7
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/> 1,4 60 -1,4 120 1,6 180 -0,4 240 1,5 300 0,9 10 -1,0 70 1,6 130 0,2 190 1,3 250 1,3 310 0,2 20 1,6 80 0,7 140 0,9 200 1,5 260 -0,4 320 1,5 30 1,2 90 0,4 150 1,5 210 -0,9 270 1,4 330 -1,5 40 -0,2 100 1,5 160 -1,3 220 1,4 280 -1,3 340 1,6 50 1,5 110 -1,5 170 1,5 230 -0,9 290 1,6 350 0,4
6. Расчёт установочных данных длякорректора индукционного лага
Задание 4. Лаг
Исходные данные: Vи1=4+0,1(l+n)=4+1.4=5.4(уз.)
ΔV1 =(-1)n+1[0.4+0.01(l+n)]=0.4+0.14=0.54 (уз.)
Vи2=8+0.2(l+n)=8+0.2·14= 8.28 (уз.)
ΔV2=(-1)n+1[0.7+0.01(l+n)]= 0.7+0.14=0.84 (уз.)
Vи3=13+0.3(l+n)=13+0.3·14=13+4.2=17.2(уз.)
ΔVз=(-1)n+10.005(l+n)=0.07 (уз.)
M1=40+(l+n)=40+14=54.
Для удобства привидём исходныеданные в таблице 8.
Таблица 8
Vи1, уз.
малый ход ΔV1 уз.
Vи2, уз.
средний ход ΔV2, уз.
Vи3, уз.
полный ход ΔVз, уз. M1 5.4 0.54 8.28 0.84 17.2 0.07 54
Vл3= Vи3-ΔVз =17,2-0,07=17,13 уз.
M2=M1·(Vи3/Vл3)=54·(17,2/17,13)=54,22
Построим зависимостьΔV от Vи в виде ломанной линии, которую будем называтьэкспериментальной. Для рассматриваемого примера такая зависимость показанапунктирной линией (OABC) на рис.6. Причём масштаб должен соответствовать масштабуспециального трафарета, изображённого на рис.7. Используя весовые коэффициентыкаждого участка регулировочной ломанной лини, установим коммутационныеперемычки в гнёзда корректора рис.8. Данные для устанвоки перемычек возьмём изтаблицы 8.1
Таблица 8.1 Данные дляустановки коммутационных перемычекЗона (2-ая) Участок 1 2 3 4
Узлы
(истинная скорость начала участка) 2 6 8 16 Знак + + - Коэффициенты 1,2,4 1,2,4 1,4
7. Расчёт поправокэхолота
Задание 5. Эхолот
Исходные данные:Сэ= 1500 м/c — расчетная скорость звука в воде:
t,˚C =5r+5=5·1+5=5+5=10˚C
S,˚/00=(n+l)/2+20=14/2+20=7+20=27промилле
hизм=10(n+2l)=10·(13+2)=10·15=150м. — глубина, измеренная эхолотом
γ=10+(n+l)=10+14=24˚ — наклон морского днаt,˚C S,˚/00 hизм γ˚ 10 27 150 24
1. Рассчитываемпоправку эхолота из-за отклонения скорости звука в воде от расчетного значенияпо формуле:
Δhc= hизм·(c/cэ-1)=150·(1482.49/1500)=148.25 м
c=co+Δc+Δch=1449.14+ 30.87+2.48=1482.49 м/c
co=1449.14 м/c-опорная скорость звука
Δc=30.87 м/c–берем из таблицы (Табл. 34-а, МТ-75)
Δch=2.48м/c –берем из таблицы (Табл. 34-б, МТ-75)
2.Рассчитываем поправкуэхолота из-за наклонения морского дна, как:
Δhγ=hизм(secγ-1)=150·(sec24˚-1)= 14.19 м
3. Полная поправкаэхолота вычисляется как алгебраическая сумма полученных поправок:
Δh=Δhc+Δhγ=148.25+14.19=162.44 м
Полученные данныепредставим в таблице 9.
Таблица 9Δhc, м Δhγ, м Δh, м 148.25 14.19 162.44
8. Анализфункционирования и эксплуатации ЭНП
Задание 6
«Уничтожениеполукруговой девиации магнитного компаса, порядок действий; табличный способопределения коэффициентов девиации»
Существует несколькоспособов уничтожения полукруговой девиации, например способ Эри и способКолонга.
Рассмотрим первыйспособ Эри для уничтожения полукруговой девиации магнитного компаса.
Этот способпредусматривает компенсацию двух сил: BλH и CλH.Задача состоит в том,чтобы в результате наблюдений найти такое положение магнитов-уничтожителей, прикотором продольные магниты будут компенсировать силу BλH, а поперечные –силу CλH.
Рассмотрим самыйраспространённый вариант применения данного способа, когда приведение судна назаданный магнитный курс осуществляется с помощью гирокомпаса. В этом случаерекомендуется такая последовательность действий:
1) привести судно намагнитный курс N (0˚). Для этого надо лечь по гирокомпасу на курс
Kг.к=MK+d – Δгк(1)
2) выдержав судно намагнитном курсе N (0˚) в течении нескольких минут заметить отсчёт курсасудна по магнитному компасу и вычислить девиацию по формуле:
δN= MK- Kм.к.(2)
Для магнитного курса МК= 0˚ формула (2) принимает вид:
δN=0˚-Kм.к (при Kм.к180˚);
3) продолжая лежать намагнитном курсе N (0˚) и действуя поперечными магнитами-уничтожителями,добиться, чтобы отсчёт курса Kм.к судна по картущке магнитногокомпаса стал равен 0˚, т.е. надо довести значение девиации δNдо нуля;
4) привести судно намагнитный курс S(180˚). Для этого надо лечь по гирокомпасу на курс
Kг.к=MK+d – Δгк=180˚+ d – Δ;
5) выдержав судно намагнитном курсе в течении нескольких минут, заметить отсчёт Kм.ккурса по магнитному компасу и определить девиацию δS поформуле:
δS=180˚- Kм.к
Действуя поперечнымимагнитами-уничтожителями добиться того, чтобы девиация δSуменьшилась в два раза. При этом сила CλH будет скомпенсирована;
6) привести судно намагнитный курс E(90˚), т.е. лечь по гирокомпасу на курс
Kг.к=90˚+d – Δгк
Спустя несколько минутопределить девиацию δE (δE= 90˚- Kм.к)и, действуя поперечными магнитами-уничтожителями довести наблюдаемую девиациюдо нуля (отсчёт курса по картушке магнитного компаса при этом должен статьравным 90˚)
7) привести судно намагнитный курс W(270˚), т.е. лечь по гирокомпасу на курс
Kг.к=270˚+d– Δгк. Спустя несколько минут определить девиацию и, действуяпродольными магнитами-уничтожителями, довести наблюдаемую девиацию дополовинного значения. При этом сила BλH будет скомпенсирована.
Полукруговая девиацияуничтожена.
Второй способуничтожения полукруговой девиации магнитного компаса на чётырёх главныхкомпасных курсах( способ Колонга).Эту работу следует выполнять в такойпоследовательности:
лечь на компасный курсN (непосредственно по картушке компаса), измерить дефлектором результирующуюсилу H’N, снять дефлектор;
лечь на компасный курсS, измерить дефлектором cилу H’S, рассчитать средне значение H˚N=(H’N+H’S)/2. Не снимая дефлектора (судно продолжает лежать на компасном кусе S),передвинуть каретку дефлектора на отсчёт H˚N. При этом делении270˚(W картушки) уйдёт из-под призмы пеленгатора. Действуя продольнымимагнитами-уничтожителями в нактоузе, добиться, чтобы под призму пеленгатораснова подошел отсчет 270˚. Действие силы BλH скомпенсировано;
лечь на компасный курсE, измерить силу H’E и снять дефлектор;
лечь на компасный курсW, измерить силу H’W. Не снимая дефлектора (судно продолжает лежатьна компасном курсе W), рассчитать среднее значение H˚E=( H’E-+H’W)/2 и передвинуть каретку дефлектора на отсчёт H˚E.Деления 270˚ (W картушки) уйдёт из-под призмы пеленгатора. Действуяпоперечными магнитами-уничтожителями в нактоузе, добиться того чтобы деление270˚ (W картушки) снова подошло под призму пеленгатора. Действие силыскомпенсировано и полукруговая девиация уничтожена.
Определение остаточнойдевиации. Расчёт коэффициентов. Составление рабочей таблицы девиации. Остаточнуюдевиацию определяют, как обычно, на восьми компасных курсах. Результатынаблюдений записывают в таблицуA, форма 1 которой имеет вид:
Таблица AКК ОКП δ= ОМП-ОКП КК ОКП δ= ОМП-ОКП N S NE SW E W SE NW
где ОМП= 1/8ΣОКП=…
Значения остаточнойдевиации, занесённые в эту форму, переносят в форму2(столбцы I и II),рассчитывают коэффициенты остаточной девиации ABCDE с погрешностью до десятыхдолей градуса (коэффициент А должен быть близок к нулю).
Список литературы
1.Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Технические средства судовождения». Алексейчук М.С. – М.: Одесса.1986-58 с.
2.Блинов И.А. и др. «Электронавигационные приборы». – М.: Транспорт,1980.
3.Воронов В.В и др. «Технические средства судовождения». – М.: Транспорт,1988.
4.Воронов В.В., Яловенко А.В. «Учебное пособие гирокомпас «Вега»». – М.: В/О«Мортехинформреклама, 1988.