Лаги измеряют в большинстве случаев скорость судна относительно воды. Только лагом, работающим на принципе Допплера, можно измерять скорость судна относительно грунта. Приборы показывают скорость судна в узлах, т. е. в морских милях в час. Некоторые приборы отградуированы в километрах в час. Часто лаг показывает также пройденное расстояние в морских милях или километрах.
Простые лаги, иногда называемые спидометрами, состоят из регистрирующего прибора (индикатора) и соответствующего датчика, который чаще всего выполняется в виде небольшого винта-вертушки, приводимого во вращение встречным потоком воды (рис. 194). При каждом обороте встроенный магнит посылает электрический импульс в электронную схему, которая выдает пройденное расстояние на цифровом счетчике. Для определения скорости хода импульсы интегрируются, усиливаются и указываются на индикаторе. Эти приборы потребляют мало тока и часто питаются даже от сухих батарей. Датчик устанавливают в подводной части яхты, вблизи ДП в передней трети корпуса яхты. Если это невозможно, то ставят два датчика, которые свободны от завихрений. В зависимости от обводов корпуса яхты на вертушку лага могут действовать различные потоки, искажающие результаты измерения. Поэтому у этих приборов предусматривается возможность корректирования показаний индикатора.
Винт, или вертушка, лага — чувствительная деталь. Морские водоросли и животные (креветки) могут вывести ее из строя. Поэтому вертушку монтируют так, чтобы можно было ее вынимать без подъема яхты на берег. Иногда подводная часть датчика оснащается клапаном, который позволяет снимать вертушку на плаву. При другом методе измерения скорости используется датчик давления. Сопротивлением воды движению яхты, которое зависит от скорости, штифт щупа вдавливается назад. Он соединен с регулируемым электрическим сопротивлением, которое в зависимости от давления воды передает индикатору различные значения (рис. 195). Как и вертушка, этот датчик имеет защиту от грязи и морских водорослей.
Рис. 194. Классический электромеханический лег с вертушкой.
Рис. 195. Схема лага, основанная на измерении сопротивления воды движению яхты, 1-датчик; 2 -преобразователь; 3 — индикатор скорости.
Спидометр со шупом особенно рекомендуется для установки на яхтах, в соответствии с чем настроен и диапазон показаний этого прибора. Датчик весьма чувствителен уже при небольшой скорости и фиксирует разность скоростей примерно 0,1 уз, что делает его незаменимым при настройке парусов.
У электромагнитного лага датчика нет. В измерительном щупе (рис. 196) находится катушка, которая, питаясь переменным током, создает в воде магнитное поле, расположенное перпендикулярно к направлению хода. Если щуп движется в воде,; то имеющиеся там носители зарядов (ионы) отклоняются относительно направления движения. На двух электродах, укрепленных в боковых стенках обтекателя, вследствие этого возникает напряжение, пропорциональное скорости относительно воды. В предварительном усилителе создается разность напряжений, которая управляет серводвигателем. Серводвигатель вращается до устранения разности между напряжением измерительного щупа и напряжением компенсации. Положение управляемого сервопотенциометра показывает скорость. Одновременно интегратор Миллера управляет электромагнитным выключателем, который дает импульсы; на индикатор для вычисления и указания пройденного расстояния.
Электромагнитный лаг изготовляется на основе дорогостоящей электроники. Однако его преимуществом является высокая точность измерения скорости +0,15 уз. Лаг Допплера измеряет скорость судна относительно грунта при определенной глубине. Датчик прибора является вибратором, который излучает ультразвуковые волны назад и вперед под определенным углом к поверхности воды вниз. Волны отражаются от морского дна (при больших глубинах- от слоя воды). Поскольку судно движется, происходит сдвиг частоты при приеме: в то время как исходный сигнал вибратора постоянный, частота принятого отраженного сигнала увеличивается с возрастанием скорости яхты. Частоту приема и передачи сравнивают одну с другой и в подключенной электронике преобразуют в скорость или расстояние, которые можно считывать с прибора по шкале или на индикаторе.
Если звуковой луч отразился от дна, получают представление о действительном направлении движения и скорости судна относительно морского дна. В районах с большими глубинами, где измерения ведут относительно слоя воды на определенной глубине, этот метод по точности измерения превосходит все другие, так как поверхностные течения не сказываются на показаниях прибора.
Лаг Допплера не имеет подвижных механических частей под водой. Поэтому он мало чувствителен к возможным механическим влияниям снаружи. Передающая частота лага Допплера лежит в диапазоне от 100 до 2,4 мГц.
Яхтенные лаги работают часто на более высоких частотах, так как при низкой частоте передачи требуется установка деталей больших габаритов, которые сложно разместить в подводной части корпуса яхты.
Рис. 197. Принцип лага Допплера: вибратор излучает ультразвуковые волны, направленные вперед и назад. Из сравнения частоты приема и передачи можно измерить двойное смещение и тем самым скорость судна.
форсунок в ультразвуковых ваннах и на стендах
Дезинфицирующие средства
широкого применения для дезинфекции на объектах железнодорожного транспорта, пищевой промышленности, ЛПУ, ветеринарного надзора
Моющие средства
для железнодорожного транспорта, сертифицированные ВНИИЖТ- «Фаворит К» и «Фаворит Щ», внутренняя и наружная замывка вагонов.
Источник
Самодельный малогабаритный лаг — прибор для измерения скорости судна
Малогабаритный лаг, сконструированный нами, пригоден для непрерывного или периодического измерения скорости хода и пройденного расстояния яхт и катеров.
Схема забортного переносного малогабаритного лага
увеличить, 1071х1197, 132 КБ
Вращение, приобретаемое при движении судна вертушкой 1 (см. рис.), передается с помощью гибкого валика 2 на спидометр 3, установленный в корпусе 4 прибора. Вертушка помещена в защитном цилиндрическом кожухе-насадке 8 на валу 10, вращающемся в подшипнике скольжения 9. На валу сидит большая коническая шестерня 7, зацепляющаяся с малой конической шестерней 6, укрепленной на промежуточном валу 5, который соединяется с гибким валиком 2. Лаг навешивается на борт яхты или катера с помощью скобы 11 и винтового зажима 13. Ручка 12 облегчает переноску лага. Ребро 14 необходимо для обеспечения жесткости конструкции.
Для нашего самодельного лага использован протарированный мотоциклетный спидометр, конструкция которого рассчитана на удары и вибрацию. Тарировка лага проводится в стационарных условиях по расходу воды, проходящей через патрубок 8, или на ходу судна определением скорости на мерном участке.
Испытания показали устойчивую работу лага не только при кратковременном, но и при длительном режиме, что позволяет использовать имеющийся в спидометре счетчик расстояния.
Поделитесь этой страницей в соц. сетях или добавьте в закладки:
Источник
Самодельный лаг для определения скорости яхты
Немало яхт еще плавают без приборов определения скорости; на них пользуются методом «голландского лага» или опускают за транец яхты поплавок на шнуре определенной длины. Метод прост, но неудобен, так как для очередного замера поплавок надо выбирать на борт и брать отсчет времени по секундомеру. Предлагаемый самодельный лаг лишен этих недостатков. Конструкция его проста (всего три детали) и доступна для изготовления в домашних условиях.
Буксируемый поплавок 1, вырезанный из бакелизированной фанеры, имеет свинцовый груз 4 внизу, который удерживает его в погруженном состоянии. Сектор указателя скорости 2 вырезается из толстой фанеры или доски. Проволочный кронштейн 3 на одном конце имеет кольцо для крепления нити от поплавка, а на другом закрепляется набор свинцовых противовесов. Кронштейн свободно вращается в отверстии сектора.
При помощи капроновой или другой прочной нити поплавок присоединяется к кольцу кронштейна наподобие воздушного змея.
Сектор лага необходимо оттарировать, буксируя за катером или другим судном, снабженным проверенным лагом. При тарировке подбирается вес свинцового груза и оптимальная площадь поплавка, которая не должна быть чрезмерно большой, чтобы не тормозить ход судна и не нагружать устройство дополнительной нагрузкой. Поэтому перед выходом на тарировку необходимо заготовить штук пять поплавков различной площади. Ориентировочные размеры показаны на рисунке.
Для практических целей достаточно сектор оттарировать до 14—16 узлов с ценой деления 0,2 узл.
Источник
Мореходные приборы и инструменты
Содержание
На ходовом мостике находятся приборы и устройства, необходимые для управления судном. Навигационные приборы – предназначены для определения местоположения судна и измерения отдельных элементов его движения:
компасы
гироазимуты
автопрокладчики
лаги
лоты
эхолоты
секстаны и другие устройства
Компасы
Компас – основной навигационный прибор, служащий для определения курса судна, направлений (пеленгов) на различные объекты. На судах применяются магнитные и гироскопические компасы.
Магнитные компасы используются в качестве резервных и контрольных приборов. По назначению магнитные компасы делятся на главные и путевые. Главный компас устанавливают на верхнем мостике в диаметральной плоскости судна, так, чтобы обеспечить хороший обзор по всему горизонту (рис. 3.1). Изображение шкалы картушки при помощи оптической системы проектируется на зеркальный отражатель, установленный перед рулевым (рис. 3.2).
Путевой магнитный компас устанавливают в рулевой рубке. Если главный компас имеет телескопическую передачу отсчета к посту рулевого, то путевой компас не устанавливают.
На магнитную стрелку на судне действует судовое магнитное поле. Оно представляет собой совокупность двух магнитных полей: поля Земли и поля судового железа. Этим объясняется, что ось магнитной стрелки располагается не по магнитному меридиану, а в плоскости компасного меридиана. Угол между плоскостями магнитного и компасного меридианов называется девиацией.
В комплект компаса входят: котелок с картушкой, нактоуз, девиационный прибор, оптическая система и пеленгатор.
На спасательных шлюпках используется легкий, небольшой по размерам компас, не закрепленный стационарно (рис. 3.3).
Гирокомпас – механический указатель направления истинного (географического) меридиана, предназначенный для определения курса объекта, а также азимута (пеленга) ориентируемого направления (рис.3.4–3.5). Принцип действия гирокомпаса основан на использовании свойств гироскопа и суточного вращения Земли.
Гирокомпасы имеют два преимущества перед магнитными компасами:
они показывают направление на истинный полюс, т. е. на ту точку, через которую проходит ось вращения Земли, в то время как магнитный компас указывает направление на магнитный полюс;
они гораздо менее чувствительны к внешним магнитным полям, например, тем полям, которые создаются ферромагнитными деталями корпуса судна.
Простейший гирокомпас состоит из гироскопа, подвешенного внутри полого шара, который плавает в жидкости; вес шара с гироскопом таков, что его центр тяжести располагается на оси шара в его нижней части, когда ось вращения гироскопа горизонтальна.
Гирокомпас может выдавать ошибки измерения. Например, резкое изменение курса или скорости вызывают девиацию, и она будет существовать до тех пор, пока гироскоп не отработает такое изменение.
На большинстве современных судов имеются системы спутниковой навигации (типа GPS) и/или другие навигационные средства, которые передают во встроенный компьютер гирокомпаса поправки. Современные конструкции лазерных гироскопов не выдают таких ошибок, поскольку вместо механических элементов в них используется принцип разности оптического пути.
Электронный компас построен на принципе определения координат через спутниковые системы навигации. Принцип действия компаса:
1. На основании сигналов со спутников определяются координаты приемника системы спутниковой навигации.
2. Засекается момент времени, в который было сделано определение координат.
3. Выжидается некоторый интервал времени.
4. Повторно определяется местоположение объекта.
5. На основании координат двух точек и размера временного интервала вычисляется вектор скорости движения:
направление движения;
скорость движения.
SC-130 спутниковый компас — Основные особенности:
Не требует технического обслуживания
Точность определения курса 0,25°. Идеально подходит для установки на средних по размеру и крупных судах для навигации в переполненных судами портах
Использование ГНСС Галилео и ГЛОНАСС для получения максимальной точности. За счет приема сигналов от спутников различного типа исключается проблема отсутствия сигнала из-за недостаточного количества спутников
Сверхмалое время инициализации – 90 секунд
Удобное подключение к существующей судовой сети через Ethernet
Высокая скорость слежения 40°/с (в два раза больше, чем требуется ИМО для высокоскоростных судов)
Высокоточные данные о бортовой/килевой качке в аналоговом и цифровом форматах для стабилизаторов качки, гидролокаторов, и др.
Контроль скорости перемещения носа и кормы судна для безопасной швартовки
Эхолот
Навигационный эхолот предназначен для надежного измерения, наглядного представления, регистрации и передачи в другие системы данных о глубине под килем судна (рис. 3.7). Эхолот должен функционировать на всех скоростях судна от 0 до 30 узлов, в условиях сильной аэрации воды, ледяной и снежной шуги, колотого и битого льда, в районах с резко меняющимся рельефом дна, скалистым, песчаным или илистым грунтом.
На судах устанавливаются гидроакустические эхолоты. Принцип их работы заключается в следующем: механические колебания, возбуждаемые в вибраторе-излучателе, распространяются в виде короткого ультразвукового импульса, доходят до дна и, отразившись от него, принимаются вибратором-приемником.
Эхолоты автоматически указывают глубину моря, которую определяют по скорости распространения звука в воде и промежутку времени от момента посылки импульса до момента его приема (рис. 3.8).
Эхолот должен обеспечивать измерение глубин под килем в диапазоне от 1 до 200 метров. Указатель глубин должен быть установлен в рулевой рубке, а самописец – в рулевой или штурманской рубке.
Для измерения глубин применяется также ручной лот в случаях посадки судна на мель, промера глубин у борта во время стоянки у причала и т. п.
Ручной лот (рис. 3.9) состоит из свинцовой или чугунной гири и лотлиня. Гиря выполняется в форме конуса высотой 25–30 см и весом от 3 до 5 кг. В нижнем широком основании гири делается выемка, которая перед замером глубины смазывается солидолом. При касании лотом морского дна частицы грунта прилипают к солидолу, и после подъема лота по ним можно судить о характере грунта.
Разбивка лотлиня производится в метрических единицах и обозначается по следующей системе: на десятках метров вплетаются флагдуки различных цветов; каждое количество метров, оканчивающееся цифрой 5, обозначается кожаной маркой с топориками.
В каждой пятерке первый метр обозначается кожаной маркой с одним зубцом, второй – маркой с двумя зубцами, третий – с тремя зубцами и четвертый – с четырьмя.
Примерно с конца XV в. получил известность простой измеритель скорости – ручной лаг. Он состоял из деревянной дощечки со свинцовым грузом формой в 1/1 круга, к которой прикреплялся легкий трос, имеющий узлы через равные промежутки (чаще всего 7 м). Для измерения скорости парусных судов, плававших в те времена, лаг, как приблизительно постоянная отметка на поверхности воды, бросали за борт и поворачивали песочные часы, отмеряющие определенную продолжительность времени (14 с). За время, пока сыпался песок, матрос считал количество узлов, которые проходили через его руки. Число узлов, полученных за это время, давало в пересчете скорость судна в морских милях в час. Этот способ измерения скорости объясняет возникновение выражения «узел».
Лаг – навигационный прибор для измерения скорости судна и пройденного им расстояния. На морских судах применяются механические, геомагнитные, гидроакустические, индукционные и радиодоплеровские лаги.
относительные лаги, измеряющие скорость относительно воды;
абсолютные лаги, измеряющие скорость относительно дна.
Гидродинамический лаг – относительный лаг, действие которого основано на измерении разности давления, которая зависит от скорости судна. Основу гидродинамического лага составляют две трубки, выведенные под днище судна: выходное отверстие одной трубки направлено к носовой части судна; а выходное отверстие другой трубки находится заподлицо с обшивкой. Динамическое давление определяется по разности высот воды в трубках и преобразуется механизмами лага в показания скорости судна в узлах. Кроме скорости, гидродинамические лаги показывают пройденное судном расстояние в милях.
Индукционный лаг – относительный лаг, принцип действия которого основан на зависимости между относительной скоростью проводника в магнитном поле и наводимой в этом проводнике электродвижущей силой (ЭДС). Магнитное поле создается электромагнитом лага, а проводником является морская вода. Когда судно движется, магнитное поле пересекает неподвижные участки водной среды, при этом в воде индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости перемещения судна. С электродов ЭДС поступает в специальное устройство, которое вычисляет скорость судна и пройденное расстояние.
Гидроакустический лаг – абсолютный лаг, работающий на принципе эхолота. Различают доплеровские и корреляционные гидроакустические лаги.
Геомагнитный лаг – абсолютный лаг, основанный на использовании свойств магнитного поля Земли.
Радиолаг – лаг, принцип действия которого основан на использовании законов распространения радиоволн.
На практике отсчеты лага замечают в начале каждого часа и по разности отсчетов получают плавание S в милях и скорость судна V в узлах. Лаги имеют погрешность, которая учитывается поправкой лага.
Радионавигационные приборы
Судовая радиолокационная станция (РЛС) предназначена для обнаружения надводных объектов и берега, определения места судна, обеспечения плавания в узкостях, предупреждения столкновения судов (рис. 3.10).
В РЛС используется явление отражения радиоволн от различных объектов, расположенных на пути их распространения, таким образом, в радиолокации используется явление эха. РЛС содержит передатчик, приемник, антенно-волноводное устройство, индикатор с экраном для визуального наблюдения эхо-сигналов.
Принцип работы РЛС следующий. Передатчик станции вырабатывает мощные высокочастотные импульсы электромагнитной энергии, которые с помощью антенны посылаются в пространство узким лучом. Отраженные от какого-либо объекта (судна, высокого берега и т. п.) радиоимпульсы возвращаются в виде эхо-сигналов к антенне и поступают в приемник. По направлению узкого радиолокационного луча, который в данный момент отразился от объекта, можно определить пеленг или курсовой угол объекта. Измерив промежуток времени между посылкой импульса и приемом отраженного сигнала, можно получить расстояние до объекта. Так как при работе РЛС антенна вращается, излучаемые импульсные колебания охватывают весь горизонт. Поэтому на экране индикатора судовой РЛС создается изображение окружающей судно обстановки. Центральная светящаяся точка на экране индикатора РЛС отмечает место судна, а идущая от этой точки светящаяся линия показывает курс судна.
Изображение различных объектов на экране радара может быть ориентировано относительно диаметральной плоскости судна (стабилизация по курсу) или относительно истинного меридиана (стабилизация по норду). Дальность «видимости» РЛС достигает несколько десятков миль и зависит от отражательной способности объектов и гидрометеорологических факторов.
Судовые РЛС позволяют за короткий промежуток времени определить курс и скорость встречного судна и избежать, таким образом, столкновения.
Средства автоматической радиолокационной прокладки (САРП) – это радиолокационные информационно-вычислительные комплексы, выполняющие автоматическую обработку радиолокационной информации. САРП выполняет следующие операции (рис. 3.11):
ручной и автоматический захват целей и их сопровождение;
отображение на экране индикатора векторов относительного или истинного перемещения целей;
выделение опасно сближающихся целей;
индикацию на табло параметров движения и элементов сближения целей;
проигрывание маневра курсом и скоростью для безопасного расхождения;
автоматизированное решение навигационных задач;
отображение элементов содержания навигационных карт;
определение координат местоположения судна на основе радио-локационных измерений.
Автоматическая информационная система (АИС) является морской навигационной системой, использующей взаимный обмен между судами, а также между судном и береговой службой для передачи информации о позывном и наименовании судна для его опознавания, координатах, сведений о судне (размеры, груз, осадка и др.) и его рейсе, параметрах движения (курс, скорость и др.) с целью решения задач по предупреждению столкновений судов, контроля за соблюдением режима плавания и мониторинга судов в море.
Электронные картографические навигационные информационные системы (ЭКНИС) являются эффективным средством навигации, существенно сокращающим нагрузку на вахтенного помощника и позволяющим уделять максимум времени наблюдению за окружающей обстановкой и выработке обоснованных решений по управлению судном (рис. 3.12).
Основные возможности и свойства ЭКНИС:
проведение предварительной прокладки;
проверка маршрута на безопасность;
ведение исполнительной прокладки;
автоматическое управление судном;
отображение «опасной изобаты» и «опасной глубины»;
запись информации в электронный журнал с возможностью дальнейшего проигрывания;
ручная и автоматическая (через Internet) корректура;
подача сигнала тревоги при приближении к заданной изобате или глубине;
дневная, ночная, утренняя и сумеречная палитры;
электронная линейка и неподвижные метки;
базовая, стандартная и полная нагрузка дисплея;
обширная и дополняемая база морских объектов;
база приливов более чем в 3000 точек Мирового океана.
Спутниковая система навигации – это система, состоящая из наземного и космического оборудования, предназначенная для определения местоположения (географических координат), а также параметров движения (скорости и направления движения и т. д.) для наземных, водных и воздушных объектов (рис. 3.13).
GPS – это глобальная навигационная спутниковая система определения местоположения Global Position System. Система включает группировку низкоорбитальных навигационных спутников, наземные средства слежения и управления и самые разнообразные, служащие для определения координат. Принцип определения своего места на земной поверхности в глобальной системе позиционирования заключается в одновременном измерении расстояния до нескольких навигационных спутников (не менее трех) – с известными параметрами их орбит на каждый момент времени, и вычислении по измененным расстояниям своих координат.
в мореходной астрономии – для измерения высот светил над видимым горизонтом;
в навигации – для измерения углов между земными предметами.
Слово «секстан» происходит от латинского слова Sextans – шестая часть круга.
Морской хронометр – высокоточные переносные часы, позволяющие получать в любой момент достаточно точное гринвичское время (рис. 3.15).
Судовое время определяется по меридиану местонахождения судна и чаще всего корректируется ночью вахтенным офицером. Так, например, при изменении долготы на 15° на восток часы переводятся на 1 час вперед, а при изменении долготы на 15° в западном направлении – на 1 час назад.
Для того чтобы в машинном отделении, столовой команды, каютах, салонах, барах, камбузе иметь точное и одинаковое показание времени, устанавливают электрические часы, корректируемые от главных часов, находящихся на мостике.
К прокладочным инструментам относятся (рис. 3.16):
измерительный циркуль – для измерения и откладывания расстояний на карте;
параллельная линейка – для проведения на карте прямых, а также параллельных заданному направлению линий;
навигационный транспортир – для построения и измерения углов, курсов и пеленгов на карте.
Кроме этого, на мостике находятся журналы, папки с документацией, навигационные карты, обязательные справочники и пособия и др. (рис. 3.17).
