Способ определения средней скорости и направления течения на ходу судна Советский патент 1990 года по МПК G01P5/00 

Изобретение относится к гидрофизическим исследованиям и может быть использовано в навигации и океанологии.

Цель изобретения - повьшение информативности в условиях мореплавания .

На чертеже изображено судно на трех курсах, где о, v Ы - курсовые углы;, v - модуль средней ско- рости течения и Lp,. - ее направление; v; и (ц - средняя скорость и направление ветра; 1. U)g - средняя скорость ветрового сноса; VQ, - собственная скорость движения -судна, определяемая оборотами гребного вала на ровном руле, вектор которой лежит в диаметральной плоскости судна; у(, и Cfg - скорость и направление наблюдаемого ветра; X - продольная ось судна; п - направление на Север,

Сущность способа заключается в том, что на трех курсах на ходу судна осуществляют измерение средней скорости и направление наблюдаемого, ветра (с помощью судового анемометра а также скорости судна (по показаниям лага и компаса) и аналитически определяют вектора скорости течения, ветра и ветрового сноса. При этом рассматривается установившийся режим движения судна, когда судно перемещается вместе с течением и лаг на скорость течения не реагирует, а регист- рирует собственную скорость движения судна, определяемую оборотами движителя, и скорость ветрового сноса судна. Судовой анемометр реагирует на скорость течения, что позволяет провести определения навигационных параметров в двух подвижных системах координат относительно воздуха и воды и вы-

05

оО5

со

4 ГС

31606942 .

делить вектора скорости течения, нет- При сохранении вектора скорости

ра и ветрового дрейфа относительнопотока воздуха на любых двух курсах

дна. В процессе измерений осуществля- (1 и 2), характеризуемых, например,

ется контроль сохранения векторов соб-г,курсовыми углами р, и о показания

ственной скорости движения судна.- -судового анемометра функционально свяскоростей течения, ветра и ветровогозаны уравнениями поворота системы косноса, соответствующего модели уста-ординат на угол ( oi,- oi). новившегося движения при маневрирова-

НИИ судна..10

v«,co8qJa,- vj (v cos v) cos (,),sin (-,1,),

Va, sirtq.- Vj,,,,8inCfa cos ,(v, V ( «« )

о

I., - „

т.е. при поддержании заданной величи- выполняться соотношение

ны собственной скорости судна дошкно.

Vg, cosCfa, - Vg cos(f cos (o(-oг)- У sinCfq,., sin W. -0,) 1 - cos (,)

v sinCfa, cos ) - Va sinCfa, c.1 ,,. sin ( -0, )

которое и является критерием примени- Средние величины скорости и намости способа.правления действительного ветра и течения осуществляются по показаниям

Средняя скорость v и направление 30 судового анемометра на трех курсах СР ветрового сноса определяются по (1-3), характеризуемых углами oi,, Указателям v/иv, относительно лага Ы. по системе уравнении навигана курсах 6{, и о на основании соот- /,„ , д .

v cos (Срт-с() - Vp cos ((fj-iv ,) A,;

35

. VT cos ( - VB ° ( 2

VT- cos (qv-tt,) - v cos (Cfe-e j) АЭ ,

(A)

где Г A, Vg cos cfg, - Vj. cos () -

A va costfci -7c c°s СЦ с-Р г) - АЗ Voj cos tfaj - v cos (Cpc-ci,) - v.

Для удобства вычислений выражения чения (v и Lp) и ветра () мо- средних значений скоростей и направ- гут быть получены из (1-5) в виде ленке ветрового сноса (у и ц, ).,.теJ JLJlJlSL

ношений

v,- + v cos ( - oi( ) v ; V- + Ve cos (tfc 2) 2

0

(3)

C COS (tfc-O f)

- (VA - va-) cos( (vz -Vff) cosix, . (j

гдеЦ arctg sinot,- (v -v) sin pi5,

.A - .. , .П-r-r (7)

I v

-t t-g..

т (;fT-o() cos () - cos (tj)) os (срв-сх,)

A,-j

1606942 LCOSC I COS (О б-О г)

- cos COS (СУв-0 |Д +

Изобретение относится к гидрофизическим исследованиям и может быть использовано в навигации и океанологии. Целью изобретения является повышение информативности в условиях мореплавания. При выполнении способа направляют судно по трем курсам, сохраняя на каждом курсе постоянную скорость движения, измеряют среднее значение скорости V₁, V₂, V₃ потока воды судовым лагом, одновременно измеряют среднюю скорость V_а @ , V_а @ , V_а @ и направление φ_а @ , φ_а @ , φ_а @ ветра, наблюдаемого с помощью судового анемометра. Полученные данные используют для вычисления собственной скорости V_д движения судна, средней скорости V_с и направления φ_с ветрового сноса, средней скорости V_т и направления φ_т течения и скорости V_в ветра. 1 ил.

VT COS (Ц т-0) A4 , .

6 COS (cfe-ci,)

v

- vg V

с cos (lfc-« z

V

т COS (,) COS ((.) - cos (tfi-yj) cos (CfB-o J

VT COS (М т-0 г) - Aa В cos (epc-O j)

Способ осуществляют следующим образом.

С помощью судового компаса направляют судно по двум курсам ( о, и и сохраняют на каждом курсе постоянной собственную скорость v, движения судна. Судовым лагом измеряют на каждом курсе среднее значение скорости V ,j и Vj потока воды, а с помощью ане- мометра - среднюю скорость Vg и Уд и направление Cfg, и наблюдаемого ветра. Затем контролируют выполнение равенства (2) и вычисляют собственную скорость движения судна, скорость и направление ветрового сноса по вьфажениям (2 и 6). Затем направ- ляют судно по курсу of-3 и осуществляют аналогичным образом контроль выполнения равенства (2), соответствующего сохранения условий измерений в период маневрирования. При выполнении равенства (2) на курсах о(, и Ы вычисляют направление и скорость течения по выражениям (7).

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет одновре- менно с определением значений скорости и направления течения получить дополнительную информацию о собственj. Как следует из соотношений (1-5), выражения для v., и v могут быть записаны и в другом (7-8) эквивалентном виде

(9)

A4-J

) - cos (tfi-yj) cos (CfB-o J

(10)

VT COS () - Ад cos (Ц е-о э)

0

НОИ скорости движения судна, скорости

и направлений ветра, а также скорости и направлении ветрового сноса судна в условиях мореплавания.

5 Фор мула изобретения

Способ определения средней скорости и направления течения на ходу судна, заключающийся в том, что судно направляется по трем курсам с помощью судового компаса, сохраняя на каждом курсе постоянную собственную скорость движения судна, измеряют на каядом курсе среднее значение скорости потока воды с помощью относительного судового лага с косинусной диаграммой направленности, отличающий- с я тем, что, с целью повышения ин- . формативности в условиях мореплавания, на каждом курсе измеряют среднюю скорость и направление наблюдаемого ветра судовым анемометром и вычисляют собственную скорость движения судна Vn, скорость Vg и направление Cf вет- рового сноса, скорость v и направление tfr течения, скорость v и направление Cfg ветра на основании соотношений

0

S

716069428

„ « г, /.naftfVga .COS (,) - V a . V 4 - V

v - v cosCfae - sin (o(i-od,) . « COS (

re . ягп-Ь (v«. - vt) COB 0(1- (vg - V9-) coaoii . ie . (v - v) sino«, - (v - vj)

- A {,г

iV COS ((T-ef, COS %-0(a) - cos ( cos (,)

A«. tcosVtt COB (() - cosot. cos ((fa-Ot.;)1 T A,., tsine i cos ((fe-oi.) - sine os (Cfe-Cfz J+

« At-t coBO{ ; co8 (-0.) - co80(, COS () . + A,.j BinC, COS CCfp-of,) - sine, COS (tfe-O/,)

V VT COS (r-(Xi) - A4Cf.(fe,

fecos (tferoHl

где A, - v.cosCPa, - v, cos (qi,-tf,) ,, v, cfa, . M-ai i / COOTA . A, cSs («.-7z) Ae cos oie-e O 25ветственно величины скоростей, направА . А cos в-4) - АЭ cos (Че-С,))ления ветра и скоростей потока водь,

eiГЛг, «1- курсовые углы;«а двух курсах.

П

Составитель А. Кузнецов Редактор А. Ревин Техред Л.Сердюкова Корректор О. Кравцова .

Заказ 3548

Тираж 450

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

..,,..,.,...Ц.,

производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Подписно-е