Индикатор эффективности плавания парусного судна при лавировке на ветер Советский патент 1982 года по МПК B63B49/00 

1

Изобретение относится к навигационным устройствам и касается конструкции индикатора эффективности плавания парусного судна при лавировке на ветер.

Известен индикатор эффективности плавания парусного судна при лавировке на ветер, содержащий блок измерения скорости судна и выходной блок, связанный с указателем 1.

Недостатком индикатора является невозможность получения объективных данных прибора.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что в индикатор введен блок измерения скорости ветра,причем выходной блок выполнен в виде делителя двух напряжений с двумя выходами, к каждому из которых подключены выходы блоков измерения скорости судна и ветра.

Кроме того, блок измерения скорости ветра выполнен с последовательно соединенными датчиком скорости, осредняющим фильтром с постоянной времени, соответствующей постоянной времени инерции судна, и блоком нелинейности с логарифмической характеристикой передачи.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого индикатора; на фиг. 2 5 схема соотношения основных величин, действующих на судно; на фиг. 3 - принципиальная схема устройства.

Индикатор эффективности плавания парусного судна при лавировке на ветер со,Q держит датчик 1 скорости ветра W, датчик 2 направления ветра вымпельного , ручную установку 3 угла между направлением ветра W и генеральным курсом лавировки Y, датчик 4 скорости судна V, функциональный преобразователь 5, вычисляющий проекцию скорости судна V на направление генерального курса, осредняющий фильтр 6 с большой постоянной времени, измеритель 7 отношения сигналов, нелинейное звено 8 с логарифмической характеристикой.

20

Введенный канал скорости ветра состоит из датчика 1 скорости ветра,соединенного последовательно с нелинейным звеном 8 с логарифмической характеристикой и осредняющим фильтром 6, образуя канал скорости ветра, сигнал которого log(-i-j Wdl) подается на «знаменательный вход измерителя 7 отношения сигналов.

Параллельный канал скорости судна образован датчиком 4 скорости судна, сигнал которого проходит через управляемый датчиком 2 направления ветра и ручной установкой 3 генерального курса лавировки относительно ветра функциональный преобразователь 5, позволяющий получить сигнал, пропорциональный проекции скорости судна на направление генерального курса V V-cos(V±), который далее попадает на «числительный вход измерителя 7, выходное отклонение которого пропорционально

отношению

V /W V-cos(f ±T)/log(4-/ Wdt), где V - вектор скорости судна;

W - вектор вымпельной скорости судна;

f-угол лавировки между направлением ветра и скорости судна;

Y - угол наветренности между направлением ветра и генеральным курсом лавировки.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с датчика 1, сглаженный фильтром 6 с постоянной времени,близкой к таковой у судна, и прощедщий через нелинейное звено 8,подается на измеритель 7 отношения как знаменатель. На другой вход (числительный) подается выработанный функциональным преобразователем 5 сигнал, пропорциональный скорости судна относительно воды,с датчика 4, уменьшенный на коэффициент представляющий собою косинус угла вымпельного ветра cf , уменьшенного (или на другом галсе увеличенного) на угол Y , дающий генеральное направление лавировки относительно ветра и задаваемый вручную с учетом дрейфа.

В качестве измерителя 7 отношения в простейшем случае может быть использован двухобмоточный логометр, а в качестве функционального преобразователя 5 - потенциометр. Принципиальная электрическая схема в этом случае примет вид, показанный на фиг. 3. В схеме (фиг. 3) входной сигнал H(W) измерителя силы ветра датчика 1 осредняется фильтром 6 в виде Гобразной ячейки и поступает на нелинейное звено 8, составленное из балластного резистора R2 и набора стабилирронов VI, V2 и V3 с постепенно нарастающими напряжениями пробоя, последовательно соединенных с резисторами R3, R4 и R5 так, чтобы звено 8 в целом имело бы амплитудную характеристику передачи, близкую к логарифмической. Выходной сигнал канала скорости ветра W со звена 8 снидмается на одну из обмоток логометра , используемого в качестве измерителя соотношения V/W.

Во втором канале скорости судна, входной сигнал и(У) поступает от датчика 4 и проходит через функциональный преобразователь 5, состоящий из профилированного потенциометра с двумя движками и двух

вспомогательных резисторов R7 и R8. Профиль каркаса обмотки резистора R6 и соотношение сопротивлений резисторов выбраны так, что при установленном угле 1 О коэффициент передачи функционального преобразователя 5 воспроизводит косинусоидальную функцию в пределах 0-150°. Один из движков резистора R6 управляется от датчика 1 и так автоматически устанавливается угол ч, а другой устанавливается однажды вручную в соответствии со значением угла ч и требует корректировки только при изменении направления ветра или генерального курса плавания. Таким образом узел резисторов R6, R7 и R8 совмещает функции датчиков 2 и 4 и преобразователя 5 (фиг. 1). Сигнал, прошедший функциональный преобразователь 5, подается на вторую обмотку измерителя 7. В результате взаимодействия токов в обмотках стрелка измерителя 7 отклоняется, причем показа.ния увеличиваются при прочих равных условиях с увеличением V, уменьшением W

или f.

Благодаря применению измерителя отношений и осредняющего фильтра 6 случайные функции скорости судна, вызванные естественными изменениями движущей силы ветра, сказываться на показаниях устройства не будут, в то время как контролируемые рулевым настройка парусов и выбранный курс будут влиять на показания.

Формула изобретения

1.Индикатор эффективности плавания парусного судна при лавировке на ветер, содержащий блок измерения скорости судна и выходной блок,связанный с указателем, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей, в него введен блок измерения скорости ветра, причем выходной блок выполнен в виде делителя двух напряжений, с двумя выходами, к каждому из которых подключены выходы блоков измерения скорости судна и ветра.

2.Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что блок измерения скорости ветра выполнен с последовательно соединенными датчином скорости, осредняющим фильтром с постоянной времени, соответствующей постоянной времени инерции судна, и блоком нелинейности с логарифмической характеристикой передачи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Журнал «Practical Boat Owen, 1972, NO 67, с. 69-71 (прототип).

--,