3. Методичні вказівки до самостійної роботи з дисципліни

МІНІСТЕРСТВО НАУКИ ТА ОСВІТИ, МОЛОДІ І СПОРТУ УКРАЇНИ
МОРЕХІДНИЙ КОЛЕДЖ ТЕХНІЧНОГО ФЛОТУ
ОДЕСЬКОЇ НАЦІОНАЛЬНОЇ МОРСЬКОЇ АКАДЕМІЇ
О.А. Нерубаський
НАВІГАЦІЯ І ЛОЦІЯ
методичні вказівки до самостійного вивчення предмету
Одеса, 2012 р
Разработано преподавателем МКТФ ОНМА Нерубасским А.А. при
участии преподавателя-методиста высшей категории Фишмана Б.З.
Рассмотрено и одобрено на цикловой комиссии «Судовождение»
Протокол № ___ от «___» ___________2012 г
Председатель комиссии
М.А. Котолуп
«УТВЕРЖДАЮ»
Зам. начальника МКТФ
ОНМА по учебной работе
Э.Ф. Малай
«____» __________2012 г.
Методические рекомендации для самостоятельного изучения предмета по
предмету «Навигация и лоция» разработаны для курсантов 2 курса
специальности 5.07010401 «Судовождение на морских путях», по ниже
перечисленным разделам:
1. Основные понятия и определения.
2. Определение направлений в море.
3. Мореходные приборы и инструменты.
4. Картографические проекции и морские карты.
5. Навигационное оборудование.
6. Графическое счисление пути судна без учета дрейфа и течения.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Предмет «Навигация и лоция» - профилирующая дисциплина для
специальности «Судовождение на морских путях». Значение навигации и
лоции имеет решающее значение для обеспечения безопасности судовождения.
Предмет «Навигация и лоция» состоит из двух тесно связанных частей:
«Навигация» и «Лоция», поэтому изучать обе части следует в
последовательности, указанной в методических рекомендациях.
«Навигация» изучает теоретические основы и практические методы
вождения
судов
в
морях
и
океанах
в
любое
время
при
различныхгидрометеорологических условиях, а также способы учета движения
судов и контроля правильности этого движения с помощью современных
штурманских приборов, радиотехнических средств судовождения, морских
карт и других руководств и пособий для плавания.
Изучение отдельных тем навигации и лоции следует проводить
параллельно. Например, прорабатывая тему по навигации «Картографические
проекции» целесообразно связать ее с вопросами лоции, касающихся карт.
Перед тем, как начать практические занятия по теме: «Графическое счисление
пути судна», следует ознакомиться с системами ограждения опасностей на
море, средствами навигационного оборудования, условными обозначениями и
сокращениями на морских навигационных картах и планах.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО
ИЗУЧЕНИЯ ПРЕДМЕТА
Введение
Назначение и сущность предмета «Навигация и лоция».Место навигации
илоции в судовождении. Краткий исторический обзор развития судовождения.
Роль отечественных и зарубежных ученых и мореплавателей в развитии
судовождения.
Значение навигации и лоции в обеспечении безаварийного плавания,
повышение эффективности и качества морских перевозок.
Методические указания
При изучении материала вводного занятия, следует обратить внимание на
то, что судоводитель должен не только знать теорию навигации, но и уметь
применять ее на практике, разбираться в навигационной обстановке, задавать
безошибочное направление движение судна и систематически контролировать
его местонахождение. Нарушение судоводителями этих основных требований
может привести к аварии судна и гибели ценных грузов, а иногда и людей.
1.
2.
3.
4.
5.
Вопросы для самопроверки
Какие задачи решает навигация?
Какую форму имеет Земля?
Что называется Земным эллипсоидом?
Что называется референц-эллипсоидом?
Какая геометрическая фигура принята за форму Земли в навигации?
Раздел № 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Основные точки и окружности на Земном шаре. Географические
координаты. Разность широт и разность долгот. Единицы длины, принятые в
судовождении. Видимый горизонт и его дальность. Дальность видимости
предметов в море.
Методические указания
При разработке тем этого раздела курсанты должны твердо усвоить
понятия об основных точках, линиях и плоскостях на Земном шаре, широте и
долготе места; уметь быстро и безошибочно решать всевозможные задачи,
связанные с определением географических координат и их изменением в
процессе плавания. Следует знать формулы:
РШ = φ2 – φ1; φ2 = φ1 + РШ; φ1 = φ2 – РШ;
РД = λ2 – λ1; λ2 = λ1 + РД; λ1 = λ2 – РД.
Эти формулы алгебраические. Поэтому, в правую часть уравнений
необходимо подставлять значения, с принятыми в навигации знаками:
- Северная широта имеет знак «+», а южная « – ».
- Восточная долгота имеет знак «+», а западная « – ».
Необходимо, также, уяснить, что в отличие от широты РШ имеет
наименование «к N» или «к S», а РД – «к Ost» или «к W». Кроме того, РД и
долгота не могут быть больше 180°, поэтому, если в процессе вычислений РД
или долгота получились больше 180°, то полученное значение необходимо
вычесть из 360° и поменять наименование на противоположное.
Решение задач на РШ и РД необходимо подтверждать чертежом.
Пример 1. Определить РШ, если известны широты пункта отхода судна
φ1 и пункта его прихода φ2 (рис. 1); φ1 = 30°32,7' S; φ2 = 15°48,0' N.
Рис. 1
φ2 = + 15°48,0'
Решение.
– φ1 = - 30 32,7'
РШ = + 46˚20,7' = 46˚20,7' к N
Пример2.Определить широту пункта отхода φ1, если известны РШи
широта пункта прихода φ2 (рис. 2): φ2 = 30°25,6' S; РШ= 70°15,2' кS.
Решение.
φ2 = - 30°25,6'
–
РШ = - 70 °15,2'
φ1 = + 39°49, 6' = 39°49, 6 ' N .
Рис. 2
Направление РШ всегда от φ1к φ2
Пример 3.Определить разность долгот, если известны долготы
пункта отхода судна λ1 пункта его прихода λ2 (Рис. 3): λ1 = 160°50,0' Оst;
λ2 = 150°30,0' W.
Решение.
λ2 = – 150˚30,0
'
–
λ1 = + 160 50,0
РД = – 311˚ 20,0 ' = 48˚ 40,0 ' = 48˚ 40,0 ' к Оst
Рис. 3
Пример 4.Определить долготу пункта отхода λ1если известны:
λ2 = 140° 15,6' Оst; РД= 100°35,0' к W (рис. 4).
Решение. λ2 = + 140°15,6'
–
РД = – 100 35,0
λ1 = +240°50,6' = – 119°09,4'=119о09,4'W.
Рис. 4
Направление РД всегда от λ1кλ2, независимо от смены направления.
При решении задач на дальность видимого горизонта и предметов
пользуются формулами (рис. 5):
De = 2,08√е,
Где, De– дальность видимого горизонта, в милях;
е – высота глаза наблюдателя, в метрах.
Если какой-либо предмет (вершина горы, маяк и т. д.) имеет известную
высоту h, то дальность видимого горизонта с высоты такого предмета Dhпри
нормальном состоянии атмосферы определится по формуле:
Dh = 2,08√ hм,
Где, Dh– дальность видимого горизонта с высоты предмета, в милях;
h – высота предмета в метрах.
Для английских карт, где высота глаза наблюдателя и высота предмета
дана в футах в выше указанных формулах вместо коэффициента 2,08 ставится
коэффициент 1,15.
Следовательно, полная дальность видимости предмета Dпдля данного
наблюдателя определится как сумма дальности видимого горизонта предмета
Dhи дальности видимого горизонта наблюдателя De:
Dп = Dh +De
Если hи еданы в метрах, то
Dп = 2,08√ h + 2,08√ e, или
Dп =2,08(√ h+√ e).
Рис. 5
Как и De, Dпна практике определяют с помощью табл. 22 МТ—75, а также
графическим приемом с помощью номограммы Струйского, приведенной в
приложении 6 МТ—75, имея в виду, чтоDп = Dh + De.
Пример. Высота маяка над уровнем моря h= 48 м. Высота глаза
наблюдателя е = 16,5 м. Определить дальность видимости маяка для данного
наблюдателя Dп.
Решение.Из табл. 22 МТ—75 находим:
для h = 48 м
Dh = 14,4 мили
+
для е = 16,5 м
De = 8,5 мили
Dп = 22,9 мили
Приведенные формулы, а также рассчитанная по ним номограмма
Струйского дают географическую дальность видимости предмета, зависящую от
высоты предмета и высоты глаза наблюдателя. Полученные результаты
относятся к дневному времени при нормальном состоянии атмосферы, без учета
физиологических данных наблюдателя. В действительности земная рефракция
бывает иногда столь велика, что предметы становятся видимы значительно
дальше обычного. И наоборот, пасмурная погода, дымка или туман снижают
дальность видимости предметов.
Для ночных наблюдений маяки и некоторые другие навигационные
сооружения имеют огни. Для обеспечения работы штурмана на морских картах
указывается
дальность
видимости
этихогней
в
морских
милях.
Поустановившейся традиции дальность видимости огней на советских картах
указывается для высоты глаза наблюдателя 5 м, а на английских — для высоты
15 фут. Это высота глаза на мостике небольшого торгового или промыслового
судна. Но фактическая высота глаза наблюдателя может значительно
отличаться от 5 м или 15фут. Поэтому дальность видимости огня для данного
наблюдателя может оказаться больше или меньше указанной на карте.
Для определения полной дальности видимости огня Dппо указанной
дальности на карте Dк учитывают поправку на высоту глаза наблюдателя ΔDК.
Из рис. 3 видно, что
Dп = Dк+ ΔDк,
при этом для российских и украинских карт
Δ Dк =De–D5м,
а для английских
ΔDк = De–D15фут,
где
D5м— дальность видимого горизонта с высоты 5 м, величина
постоянная, равная 4,7 мили;
D15фут — дальность видимого горизонта с высоты 15 фут, также
величина постоянная, равная 4,5 мили. Поправка Δ Dк имеет знак «плюс», если
высота глаза наблюдателя больше 5 м, или знак «минус», если высота глаза
меньше 5 м.
Примеры 1.Дальность видимости огня маяка, указанная на украинской
карте, Dк= 18 миль. Высота глаза наблюдателя е= 14,5 м. Определить дальность
видимости огня для данного наблюдателя Dп.
Решение. Решение удобно делать по схеме:
De = 7,9 (табл. 22 МТ — 75)
–
D5 = 4,7 (величина постоянная)
ΔDк = + 3,2
+
Dк =18 (с карты)
Dп = 21,2 мили
2. Дальность видимости огня маяка, указанная на английской карте:
Dк= 16 миль. Высота глаза наблюдателя со шлюпки е = 1,5 м. Определить
Dп.
Решение . De= 2,6 (табл. 22 МТ —75)
–
D15 фут = 4,5 (величина постоянная)
Δ Dк = – 1,9
+
Dк = 16,0(с карты)
Dп = 14,1 мили
Дальность видимости огня зависит не только от высоты огня и высоты
глаза наблюдателя, но и силы источника света, устройства маячного аппарата и
цвета огня. Эта дальность видимости называется оптической. Обычно
оптическая дальность видимости огня соответствует его географической
дальности видимости. Но иногда географическая дальность видимости огня
больше оптической или, наоборот, оптическая дальность видимости больше
географической. Во всех случаях на картах и в других пособиях для плавания
указывают меньшую дальность видимости огня — оптическую или
географическую.
Следует иметь в виду, что дальность видимости огней, как и предметов в
дневное время, зависит от состояния атмосферы. При этом надо учитывать, что
огни, установленные на большой высоте, иногда затемняют низкими облаками.
Поэтому штурман никогда не должен слепо полагаться на вычисленную
дальность видимости огня.
Вопросы для самопроверки
Что такое Земная ось?
Что называется Географическим (истинным) полюсом?
Что называется северным географическим полюсом, а что – южным?
Что называется Земным экватором?
Что называется параллелями?
Что называется географическими или истинными меридианами?
Какой меридиан называется меридианом наблюдателя?
Что называется географической широтой? Какой дугой и в каких
пределах она измеряется?
9. Что называется географической долготой? Какой дугой и в каких
пределах она измеряется.
10.Что называется плоскостью истинного горизонта?
11.Что называется плоскостью истинного меридиана?
12.Что называется плоскостью первого вертикала?
13.Какое направление дает линия пересечения плоскости истинного
меридиана с плоскостью истинного горизонта?
14.Какое направление дает линия пересечения плоскости первого вертикала
с плоскостью истинного горизонта?
15.Что называется РШ?
16.Что называется РД?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
17.Для какой высоты глаза наблюдателя указана дальность видимости маяка
на российских и украинских морских навигационных картах?
18.Для какой высоты глаза наблюдателя указана дальность видимости маяка
на английских морских навигационных картах?
Раздел № 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЙ В МОРЕ
Основные плоскости и линии для ориентирования в море. Четыре
системы деления горизонта. Истинный курс. Истинный пеленг. Курсовой угол.
Приборы, применяемые для определения направлений в море. Земной
магнетизм и его элементы. Изменяемость магнитного склонения. Магнитные
курсы и пеленги. Переход от магнитных направлений к истинным и обратно.
Судовой магнетизм. Девиация магнитного компаса. Компасные курсы и
пеленги. Переход от компасных направлений к магнитным и обратно. Таблица
девиации. Поправка магнитного компаса. Гирокомпасные курсы и пеленги.
Поправка гирокомпаса. Исправление курсов и пеленгов. Соотношение между
направлениями по гирокомпасу и магнитному компасу. Общие сведения о
створах. Определение девиации магнитного компаса и поправки
курсоуказателей.
Методические указания.
2.1 Основные плоскости и линии для ориентирования в море.
Понятия отвесной линии, плоскости истинного горизонта наблюдателя,
плоскости истинного меридиана наблюдателя, полуденной линии, плоскости
первого вертикала.
2.2 Четыре системы деления горизонта. Круговая, полукруговая,
четвертная и румбовая системы деления горизонта, переход от одной к другой.
В навигации основной системой счёта направлений является круговая
система. В этой системе счёт ведётся от нордовой части (Nи) истинного
меридиана наблюдателя по часовой стрелке от 0º до 360º.
Другие системы счёта направлений:
Полукруговая. В этой системе счёт ведётся от N и от S к E и к W, от 0º до
180º. Например, N 130º E и S50º W.
Четвертная. В этой системе счёт ведётся по четвертям от N или S, от 0º
до 90º. например, NW 45º, SE50º .
Румбовая. Счёт ведётся по румбам. Горизонт разбит на 32 румба. 1 румб
= 11,25º. Направления N, S, E и W называются главными румбами. NE, SE, SW,
NW – четвертные, а остальные 24 – промежуточные. Для перевода румбов в
градусы служит таблица 41 МТ-75. Румбовая система счёта направлений
служит для обозначения направлений ветра, течения и волнения.
Необходимо уметь переводить направления из одной системы счёта
направлений в другую.
Например, направление 135º перевести в другие системы счёта
направлений. Ответ: N135ºE, S55ºE; SE55º.
2.3 Истинный курс. Истинный пеленг. Курсовой угол. Понятия
истинного курса, истинного пеленга, обратного истинного пеленга, курсового
угла. Наименования и знаки курсовых углов. Понятие траверза. Связь
истинного курса, истинного пеленга и курсового угла. Окружной курсовой
угол.
Решение задач рекомендуется сопровождать чертежом, чтобы исключить
возможные ошибки.
Рассмотрим несколько примеров.
Пример 1. ИК = 138°; ОИП = 24°; КУ = ?
Решение. ОИП = 24°,0
+
180°,0
ИП = 204°,0
–
ИК = 138°,0
КУ = +66°,0 = 66°,0 пр/б
ИП =204°,0
Nи
ОИП
ИК
ИП
КУ
Рис. 6
ДП
Пример 2. ИК = 27°,0; КУ = 53°,0 л/б ; ИП = ?
Решение.
ИК =
27°,0
+
КУ = – 53°,0
ИП = – 26°,0 = 360°,0 – 26°,0 = 334°,0
Nи
ДП
КУл/б
ИК
ИП
Рис.7
При решении задач с окружным курсовым углом (ОКУ), необходимо
помнить, что ОКУ отсчитывается от носовой части диаметральной плоскости
судна по часовой стрелке от 0° до 360°. Таким образом значение ОКУ
совпадает со значением курсового угла правого борта, а КУл/б = 360°,0 – ОКУ.
Nи
ДП
КУл/б
ИК
ИП
ОКУ
Рис. 8
2.4 Приборы, применяемые для определения направлений в море.
Понятия о магнитных и гироскопических курсоуказателях, пеленгаторах,
главных и путевых магнитных компасах.
Для определения направлений в море на морских судах используются
магнитные и гироскопические компасы. Чувствительным элементом
магнитного компаса является система магнитных стрелок, показывающая
направление на северный (Nм) и южный (Sм) магнитные полюса Земли.
По назначению магнитные компасы подразделяются на главные, путевые
и шлюпочные.
По главному компасу ложатся на заданный курс и определяют место
судна, по путевому — рулевой удерживает судно на заданном курсе, по
шлюпочным (это магнитные компасы малых размеров) — ориентируются в море
при самостоятельном плавании на шлюпках.
2.5 Земной магнетизм и его элементы. Общие сведения о земном
магнетизме, магнитные полюсы Земли, напряженность магнитного поля Земли,
горизонтальная и вертикальная составляющие вектора напряженности
магнитного поля Земли, магнитное наклонение, магнитное склонение,
магнитный экватор, магнитный меридиан.
Плоскостью
магнитного
меридиана
называется
условная
вертикальная плоскость, проходящая через северный и южный магнитные
полюса. В этой плоскости устанавливается системамагнитных стрелок
магнитного компаса.
2.6 Изменяемость магнитного склонения. Понятие о магнитных
аномалиях. Годовое изменение магнитного склонения. Необходимость
приведения магнитного склонения к году плавания.
В отдельных районах земной поверхности наблюдаются резкие отклонения
элементов земного магнетизма, и в частности магнитного склонения, от их
средних значений в окружающих точках. Такое резкое изменение магнитного
поля Земли в некоторых районах земной поверхности называется магнитной
аномалией.
Основная формула для приведения магнитного склонения к году
плавания имеет вид:
dг.п. = dк±nΔd,
где: dг.п. – магнитное склонение года плавания,
dк – магнитное склонение, указанное на карте,
n – разность между годом плавания и годом печати карты.
Δd – годовое изменение магнитного склонения (указано в заголовке
карты (реже – над одной из параллелей).
Знак«+» в этой формуле ставится при годовом увеличении магнитного
склонения, а «–» - при годовом уменьшении (годовое увеличение или
уменьшение магнитного склонения указано в заголовке карты).
Если на карте годовое изменение (Δd) дано в минутах, то количество
минут надо разделить на 60, а потом уже подставлять значение в градусах.
При восточном магнитном склонении приведение к году плавания не
вызывает затруднений. Основные ошибки возникают при западном магнитном
склонении. Поэтому, для практического вычисления удобнее пользоваться
следующими алгебраическими выражениями:
dг.п.= (+dк) + n(+Δd) – при увеличении восточного склонения;
dг.п.= (+dк) – n(+Δd)– при уменьшении восточного склонения;
dг.п.= (– dк) + n( – Δd) – при увеличении западного склонения;
dг.п.= (– dк) – n( – Δd) – при уменьшении западного склонения.
Пример № 1.В 2002 г. магнитное склонение в районе плавания равнялось
1,5°Е. Годовое увеличение склонения 6'. Какова величина магнитного
склонения в этом районе на 2012 г.?
Сокращенно условие следует записать так:
Дано: d02 = 1,5°Е, Δd = 6', увеличение.
Найти: d12 = ?
Решение.
dг.п. = dк ± nΔd, d12 = + 1,5° + 10(+ 6/60) = + 2,5°Е.
Пример № 2.
Дано: d02 = 3,0°Е, Δd = 0,2°, уменьшение.
Найти: d12 = ?
Решение.
dг.п. = dк±nΔd, d12 = + 3,0° – 10(+ 0,2°) = + 1,0°Е.
Пример № 3.
Дано: d02 = 2,0°W, Δd = 6' увеличение.
Найти: d12 = ?
Решение.
dг.п. = dк ± nΔd, d12 = – 2,0° + 10(– 6/60) = – 3,0° = 3,0°W.
Пример № 4.
Дано: d02 = 4,0°W, Δd = 0,6° уменьшение.
Найти: d12 = ?
Решение.
dг.п. = dк±nΔd, d12 = – 4,0° – 10(– 0,6°) = +2,0° = 2,0°Е.
Все вычисления ведутся с точностью до 0,1°
2.7 Магнитные курсы и пеленги. Переход от магнитных направлений
к истинным и обратно.Понятия магнитного курса, магнитного пеленга,
обратного магнитного пеленга. Переход от магнитных направлений к истинным
и обратно. Связь между магнитным пеленгом, магнитным курсом и курсовым
углом.
Nи
Nм
ДП
d
МК
МП
КУ
ОМП
ИП
ИК
Рис. 9
Магнитными
направлениями
называются
направления,
отсчитываемые от магнитного меридиана.
Магнитным курсом называется угол между Nм и линией курса.
Магнитным пеленгом называется угол между Nм и линией пеленга.
ИК= МК + (±d)
ИП = МП + (±d)
КУ = МП – МК
МП = ОМП ± 180°
ОМП = МП ± 180°
2.8 Судовой магнетизм. Девиация магнитного компаса. Понятие
судового магнетизма, компасного меридиана, девиации магнитного компаса,
причин ее изменяемости, необходимости ее уничтожения, принципов
определения и уничтожения.
Т.к. металлическое судно имеет свое магнитное поле, то на судне
магнитный компас находится под воздействием магнитного поля Земли и судна
и показывает компасные направления, а не магнитные.
Плоскостью
компасного
меридиана
называется
условная
вертикальная плоскость, проходящая через ось магнитной стрелки,
установленной на судне.
Компасным меридианом называется след от пересечения плоскости
компасного меридиана с поверхностью земного эллипсоида или с
плоскостью истинного горизонта. На поверхности земного эллипсоида это
будет большой круг, проходящий через условные полюсы Nки Sк, а на
плоскости истинного горизонта – прямая линия, показывающая направление на
Nк и Sк.
Девиацией (δ) называется угол между Nм и Nк.
Девиация магнитного компаса отсчитывается в плоскости истинного
горизонта от нордовой части магнитного меридиана к Е илиW до 180°. Если
при этом северная часть компасного меридиана отклонена от магнитного
меридиана к востоку, то девиацию называют восточной (остовой) и
приписывают ей знак «+», если к западу, то девиацию называют западной
(вестовой) и приписывают ей знак «–» (рис. 10).
Рис. 10
Величина девиации зависит от целого ряда факторов, прежде всего от
места установки компаса на судне. У компаса, установленного на верхнем
мостике и, таким образом, несколько удаленного от основных масс судового
железа, девиация будет меньше, чем у путевого компаса, установленного в
рулевой рубке. Выбор места установки магнитного компаса имеет важное
значение. Обычно его устанавливают в диаметральной плоскости ближе к
миделю, чтобы в непосредственной близости от него не было значительных
железных масс и особенно подвижного железа (кранов, стрел, шлюпбалок и
т.п.).
Девиация магнитного компаса будет зависеть и от курса судна, т.е. от
того, под каким углом судно пересекает силовые линии магнитного поля Земли.
Девиация магнитного компаса будет изменяться также с изменением
широты плавания судна, т.к. с изменением широты изменяется напряженность
магнитного поля Земли.В результате девиация на одном и том же курсе, но в
разных широтах будет не одинакова.
На современных судах девиация может достигать нескольких десятков
градусов. Пользование компасом в таком случае крайне затруднительно, а в
некоторых случаях даже невозможно.
Т.о. для обеспечения надежных и точных показаний магнитного компаса
необходимо принимать меры по уничтожению девиации. Теоретическое
обоснование и практические приемы уничтожения девиация рассматриваются в
курсе «Электронавигационные приборы». Что касается принципа уничтожения
девиации, то он заключается в искусственном создании вблизи картушки
компаса магнитных полей равных, но противоположных по знаку полям,
образуемым судовым железом. Т.о. происходит компенсация полей и сил,
вызывающих девиацию магнитного компаса.
Работы по уничтожению девиации производятся на специально
оборудованном для этого рейде, в режиме судна по-походному, когда трюмы
закрыты, палубный груз закреплен, стрелы уложены, работают силовая
установка, вспомогательные механизмы и электрические агрегаты.
Уничтожение девиациисогласно правилам технической эксплуатации
должно проводиться не реже одного раза в год и, кроме того, во всех тех
случаях, когда предполагается изменение магнитного состояния судна, т.е.
после ремонта или длительной стоянки в порту, по окончании приемки или
сдачи груза, обладающего магнитными своцствами при большом изменении
магнитной широты в результате перехода из одного пункта в другой.
Остаточную девиацию определяют на основных и четвертных румбах на
специальном девиационном полигоне. Остаточную девиацию рассчитывают
через 10° курса и сводят в таблицу, которая находится в штурманской рубке.
Необходимо помнить, что аргументом для входа в таблицу девиации является
только либо компасный курс, либо магнитный курс.
2.9 Компасные курсы и пеленги. Переход от компасных направлений
к магнитным и обратно. Понятие компасного курса (КК), компасного пеленга
(КП), обратного пеленга. Переход от компасных направлений к магнитным и
обратно. Связь между компасным пеленгом, компасным курсом и курсовым
углом.
Компасными
направлениями
называются
направления,
отсчитываемые относительно Nк.
Компасным курсом (КК) называется угол между Nк и линией курса.
Компасным пеленгом (КП) называется угол между Nк и линией
пеленга.
Рис. 11
КК = МК + (±δ);
КП = МП + (±δ);
ОКП = ОМП + (±δ);
ОКП = КП ± 180º;
При решении задач на данную теме, следует строго придерживаться
схемы, указанной в следующих примерах.
Пример № 1. (Рис. 12).Определить девиацию магнитного компаса, если
ИП створа 53°, ОКП створа 232°, магнитное склонение 4°W.
Решение. 1. ОКП = 235,0°
–
180,0°
КП = 52,0°
2.
ИП = 53,0°
–
d = – 4,0°
МП = 57,0°
–
КП = 52,0°
δ = + 5,0° = 5,0°Е
Все задачи рекомендуется решать с помощью чертежа.
NмNкNи
δ
Nм Nк
Nи
d
МП
δ
ОКП
d
КП
ИП
Рис. 12
Пример № 2. Определить девиацию путевого компаса, если компасный
курс по главному компасу равен 0°, девиация 7,0°Е, а компасный курс по
путевому компасу 1,5°.
Решение. ККгл = 0,0°
–
δгл = + 7,0°
МК = 7,0°
–
ККп = 1,5°
δп= +5,5° = 5,5°Е
Пример №3. КК = 65,0°; δ = 4,0° W. Определить МК.
Решение.
КК = 65,0°
+ δ = – 4,0°– выбирается из таблицы девиации
МК = 61,0о
Графический контроль (рис. 13): при переходе от компасных
направлений к магнитным и обратно за исходный всегда принимается
магнитный меридиан: под углом 4,0° W по отношению к нему проводим NK—
SK, от него откладываем КК = 65,0°; изобразив величины, которые даны,
находим и обозначаем искомую величину МК. На чертеже МК = КК — δ = 65°
— 4° = 61,0°, т. е. графическое решение соответствует алгебраическому.
Пример № 4. МК = 115,0°; 6 = 3,0° Ost. Определить КК.
Решение.
МК= 115,0°
–
δ = +3,0
КК= 112,0°
Рис. 13
Рис. 14
Рис.15
Графический контроль (рис. 14): проводим магнитный меридиан NМ S
st
Миоткладываем МК — 115,0°. Под углом 3,0° O по отношению к магнитному
меридиану проводим компасный меридиан NKSK. Определяем искомую
величину КК: на чертеже КК = МК — δ =115° — 3° = 112°, т. е. графическое
решение соответствует алгебраическому.
Пример № 5. КП = 230,0°; МП = 236,0°. Определить δ.
Решение.
МП = 236,0°
–
КП = 230,0
δ = +6.0°= 6,0ºOst.
Графический контроль (рис. 15): проводим магнитный меридиан и
откладываем МП = 236,0°. От МП в обратную сторону откладываем угол КП =
230,0о и проводим компасный меридиан NKSK; который оказывается правее
NМSМ, что указывает на положительный знак девиации. На чертеже: δ = МП —
КП= 236° — 230° = 6°, что соответствует алгебраическому решению.
2.10 Поправка магнитного компаса. Понятие поправки магнитного
компаса как алгебраической суммы девиации и магнитного склонения.
Поправкой магнитного компаса называется угол между Nи и Nк.
Т.о. истинный курс и истинный пеленг будут соответственно равны:
ИК = КК + (±d) + (±δ);
ИП = КП + (±d) + (±δ).
Но величина (±d) + (±δ) и есть угол между Nи и Nк(см. рис. 16), отсюда
следует, что поправка магнитного компаса ΔМКравна:
ΔМК = (±d) + (±δ);
Тогда:
ИК = КК + (±ΔМК);
ИП = КП + (±ΔМК).
Отсюда:
δ = МК – КК = МП – КП = ОМП – ОКП.
Если известен курсовой угол предмета, то:
КП = КК + КУ пр/б
КП = КП – КУ л/б, или в общем виде можно записать:
КП = КК + (± КУ)
Рис. 16
Из всего сказанного следует, что:
Поправка магнитного компаса состоит из двух слагаемых:
магнитного склонения, взятого с карты и приведенного к году плавания, и
девиации магнитного компаса, взятой из таблицы девиации.
2.11 Гирокомпасные курсы и пеленги. Поправка гирокомпаса.
Понятия гирокомпасного меридиана, гирокомпасного курса, гирокомпасного
пеленга, поправки гирокомпаса.
Плоскостью гирокомпасного меридиана называется плоскость,
проходящая через ось гироскопа.
Гирокомпасным меридианом (Nгк - Sгк или Nгк) называется линия,
образованная пересечением плоскости истинного горизонта плоскостью
гирокомпасного меридиана.
Относительно Nгк отсчитываются гирокомпасные направления.
Гирокопасным курсом (ГКК) называется угол между Nгк и линией
курса.
Гирокомпасным пеленгом (ГКП) называется угол между Nгк и
направлением на предмет.
Поправкой гирокомпаса (ΔГК) называется угол между Nи и Nгк.
ИК = ГКК + ( ± Δ ГК );
ИП = ГКП + ( ± Δ ГК );
КУ = ГКП − ГКК ;
Δ ГК = ИП − ГКП ;
Δ ГК = ИК − ГКК .
Поправка гирокомпаса ΔГК, в отличие от поправки магнитного компаса
ΔМК, не зависит от курса или магнитного состояния судна и обычно постоянна
во время плавания. Но она изменяется после чистки прибора, а также после его
нового запуска. Кроме того, ΔГКв силу различных причин может изменяться и
в процессе работы прибора во время плавания. Поэтому ее необходимо
периодически определять.
Рис. 17
1.12 Исправление курсов и пеленгов. Перевод курсов и пеленгов.
Понятие термина «исправление», схемы исправления курсов и пеленгов.
Понятие термина «перевод» как задачи, обратной исправлению. Схемы
перевода курсов и пеленгов.
Прямая задача (исправление румбов):
ИК = КК + (± ΔМК );
ИП = КП + (± ΔМК );
ИК = МК + (± d );
ИП = МП + (± d );
МК = КК + (±δ );
МП = КП + (±δ );
Обратная задача (перевод румбов):
КК = ИК − (± ΔМК );
КП = ИП − (± ΔМК );
МК = ИК − (± d );
МП = ИП − (± d );
КК = МК − (±δ );
КП = МП − (±δ );
Вспомогательные задачи:
ΔМК = ИК − КК ;
ΔМК = ИП − КП ;
d = ИК − МК ;
d = ИП − МП ;
δ = МК − КК ;
δ = МП − КП .
Пример № 1. Рассчитать ИК судна и ИП, если КК = 15,0°; ОКП = 151,0°;
d2002 = – 0,5°; Δd = 0,2° уменьшение; плавание в 2012 году (используйте
таблицу девиации № 1).
Решение. 1. Приведем магнитное склонение к году плавания:
d12= –0,5°– 10(–0,2°) = – 0,5°– (– 2,0°) = + 1,5° = 1,5°Е
2. Из таблицы девиации № 1 выбираем девиацию на КК = 15,0°δ = + 1,5°
3. КК = 15,0°
4. d12 = + 1,5°
5. ОКП = 151,0°
+
+
+
δ = + 1,5°
δ = + 1,5°
ΔМК = + 3,0°
МК = 16,5°
ΔМК = + 3,0°
ОИП = 154,0°
+d12 = + 1,5°
+
ИК = 18,0°
180,0°
ИП = 334,0°
Nи Nм Nк
ДП
Δ МК
d
δ
КК
МК
ИК
ИП ОКП
Пример № 2. Рассчитать КК и КП, если ИК = 38,0°; ОИП = 159,0°; d02 =
+ 1,0°; Δd = 12' уменьшение, плавание в 2012 Г. (таблица девиации № 1).
Решение. 1. Приводим магнитное склонение к году плавания:
d12 = + 1,0° – 10(+12/60) = – 1,0° = 1,0°W.
2. ИК = 38,0°
–
d12 = – 1,0°
МК = 39,0°
3. С магнитным курсом, равным 39,0° входим в таблицу девиации № 1 и
находим δ = + 0,5°
4. МК = 39.0°
–
δ = + 0,5°
КК = 38,5°
5. d12 = – 1,0°
+
δ = + 0,5°
ΔМК = – 0,5°
6. ОИП = 159,0°
–
ΔМК = – 0,5°
ОКП = 159,5°
+
180,0°
КП = 339,5°
Nм Nк Nи
ДП
d
δ ΔМК
ИК
КК
МК
ИП ОКП
1.13 Соотношения между направлениями по гирокомпасу и
магнитному компасу.Переход от показаний по гирокомпасу к показаниям по
магнитному компасу.
С одной стороны, ИК = ГКК + ΔГК и ИП = ГКП + ΔГК, а с другой:
ИК = КК + ΔМК и ИП = КП + ΔМК.
Если у двух уравнений равны левые части, то равны и правые, тогда :
ГКК + ΔГК = КК + ΔМК и
ГКП + ΔГК = КП + ΔМК. Отсюда следует, что:
ГКК = КК + ΔМК – ΔГК
КК = ГКК + ΔГК – ΔМК
ГКП = КП + ΔМК – ΔГК
КП = ГКП + ΔГК – ΔМК.
Следует, однако, помнить, что эти формулы алгебраические, т.е. ΔГК и
ΔМК необходимо подставлять со своими знаками.
Вопросы для самопроверки
1. Что называется плоскостью истинного горизонта?
2. Что называется плоскостью истинного меридиана?
3. Что называется плоскостью первого вертикала?
4. Какое направление дает линия пересечения плоскости истинного
меридиана с плоскостью истинного горизонта?
5. Какое направление дает линия пересечения плоскости первого вертикала
с плоскостью истинного горизонта?
6. Что такое диаметральная плоскость судна?
7. Какие системы счета направлений в навигации вы знаете?
8. Что называется ИК?
9. Что называется ИП?
10 . Что такое КУ?
11. Что называется плоскостью магнитного меридиана?
12. Что называется магнитным меридианом?
13. Что называется магнитным склонением?
14. Почему магнитное склонение необходимо приводить к году плавания?
15.Что называется магнитными направлениями?
16. Что называется МК?
17. Что называется МП?
18. Что называется плоскостью компасного меридиана?
19. Что называется компасным меридианом?
20. Что называется девиацией магнитного компаса?
21. Из-за чего возникает девиация магнитного компаса?
22. Что называется поправкой магнитного компаса? Из каких слагаемых она
состоит?
23. Что называется плоскостью гирокомпасного меридиана?
24. Что называется гирокомпасным меридианом?
25Что называется КК?
26Что называется КП?
Раздел № 3. МОРЕХОДНЫЕ ПРИБОРЫ И ИНСТРУМЕНТЫ
Определение скорости судна и пройденного расстояния. Лаги. Учет
коэффициента и поправки лага. Определение скорости судна и поправки лага.
Прокладочный инструмент.
Методические указания
3.1 Принципы определения пройденного расстояния и скорости
судна. Единицы, которыми измеряют пройденные расстояния в море.Понятие
«узел» как единицы скорости движения судна. Навигационный способ
определения скорости судна. Скорость судна по оборотам гребного винта.
В навигации пройденное судном расстояние измеряется в милях. Одна
миля – это одна минута дуги меридиана. 0,1 мили = 1 кабельтов.
Скорость судна выражается количеством миль в час. При этом величина
скорости, равная одной миле в час, имеет свое наименование — узел,
сохранившееся еще со времен парусного флота. Лаг того времени представлял
собой линь, один конец которого крепился к сектору — поплавку,
выбрасываемому в воду, а другой находился в руках наблюдателя. Линь был
размечен узелками через 14,63 м (1/120 часть морской мили с учетом
скольжения сектора по воде) и по ходу судна свободно выпускался за корму.
Наблюдатель в течение 0,5 мин (1/120 часть часа) отсчитывал, сколько узелков
уйдет за борт, и по их числу определял скорость судна. Так, если за 0,5 мин за
борт уходил один узел (1/120 часть мили), то и скорость, естественно, была
равна 1 уз, 1 миля/ч, если три узла — 3 мили/ч, 10 узлов — 10 миль и т. д.
Название «узел» прижилось и сохранилось до нашего времени.
Скорость может измеряться также в кабельтовых в минуту. Скорости 1
кб/мин соответствует скорость 6 уз. Значит, 2 кб/мин = 12 уз, 3 кб/мин = 18 уз
и т. д.
Иногда появляется необходимость измерить скорость судна в метрах в
секунду. Для перехода от одного выражения скорости к другому следует
использовать табл. 37 Мореходных таблиц (МТ - 75) или приложение 9.
Одним из самых старых способов определения скорости судна и
пройденного расстояния является навигационный. Зная точные места судна на
определенные моменты времени, можно снять с карты пройденное расстояние за
этот промежуток времени и рассчитать скорость судна в узлах по формуле:
60S
V=
Δt
где S — снятое с карты расстояние между определениями, мили;
Δt— промежуток времени между определениями, мин. (!)
Однако величина этой скорости при дальнейшем плавании сохранит свое
постоянное значение лишь при строго определенных условиях: при неизменном
ветре, течении и неизменных оборотах гребного винта. Следовательно, этот
способ предполагает возможность частого и точного контроля места судна, что
далеко не всегда возможно при различных условиях плавания.
Позже, когда появились винтовые суда, скорость начали определять по
числу оборотов гребного винта. Каждому числу оборотов соответствует строго
определенная скорость судна. Поэтому, зная подобную закономерность,
которую определяют на специальных полигонах, называемых мерными линиями,
можно составить таблицу или график зависимости скорости судна от числа
оборотов гребного винта. В этом случае пройденное расстояние определится по
формуле:
VобΔt
S=
60
где Vоб — скорость судна, определенная по частоте вращения гребного
винта, уз;
Δt — время, мин.
Этот способ находит широкое применение и в настоящее время, однако
пользоваться им необходимо в разумных пределах. Дело в том, что на скорость
судна во время плавания влияют различные факторы, которые могут изменить ее
величину при неизменных оборотах винта. Так, при одних и тех же оборотах
скорость будет различной для различных осадок судна, при встречном или
попутном ветре, на волнении, ощутимо скажется на изменении скорости и
обрастание корпуса судна, значительный крен, дифферент, особенно на нос. На
мелководье при прочих равных условиях скорость всегда меньше, чем на
глубокой воде. Все это в достаточной степени затрудняет определение скорости
судна по числу оборотов гребного винта, но в случае потери лага или его неисправности он остается единственно возможным.
3.2 Лаги. Понятие лаги, принцип действия лагов.
Приборы, с помощью которых определяется скорость и пройденное
судном расстояние, называются лагами.
Лаги в зависимости от принципа действия и устройства подразделяются на
гидродинамические,
индукционные,
инерциальные,
доплеровские
и
геоэлектромагнитные.
3.3 Учет поправки и коэффициента лага. Понятия «поправка лага»,
«коэффициент лага». Определение плавания Sл по РОЛ и Δл%, определение РОЛ
по Sл и Δл%. Таблицы приложений 2, 3, 4 МТ – 75.
Поправкой лага называется величина, выраженная в процентах и
служащая для перехода от расстояния, показанного лагом, к фактически
пройденному судном расстоянию относительно воды. Формула поправки лага
(в процентах) имеет следующий вид:
(1)
Поправка лага положительна, если лаг показывает расстояние меньше
фактического, и отрицательна, если больше фактического.
Поправка лага может быть определена исходя из истинной скорости
судна относительно дна и скорости, показанной лагом, по формуле:
Поправка положительная, так как в примере лаг показывал расстояние
меньше действительного.
Часто поправку лага выражают через коэффициент Кл, величину которого
можно получить по формулам:
и который рассчитывается с точностью до 0,01. Зависимость между поправкой
лага и коэффициентом лага очевидна и может быть установлена из формулы (1):
Коэффициент лага в отличие от поправки всегда положителен. Различие
заключается в том, что при положительных Δлон больше
единицы, а при отрицательных Δл — Клменьше единицы.
Фактически пройденное судном расстояние Sли фактическая скорость Vл
относительно воды при известной поправке лага или его коэффициенте
определяются по формулам:
Для удобства вычислений Sл в МТ - 75 по формуле (6) составлены таблицы
приложения 4; одна — для положительной, другая — для отрицательной
поправок лага. Аргументами для входа в таблицу служат: разность отсчетов
(ол2 — ол1), помещенная в левом столбце от 1 до 100 миль, и поправки лага от
1 до 10%, помещенные в верхней строке.
Если требуется вычислить Sл, когда разность отсчетов лага больше 100
миль, то ее надо разбить на части, каждая из которых не превышает 100 миль,
затем выбрать из таблиц Sл на каждую часть отдельно, а полученные результаты
сложить.
Пример.ол1 = 12,7; ол2= 148,7; Δл = +3% (КЛ= 1,03). Рассчитать SЛ,
пользуясь МТ—75.
Решение. рол = ол2 — ол1= 148,7 — 12,7 = 136,0.
Разбиваем эту разность на части 100 + 36 и выбираем из приложения 4
МТ—75 соответственно:
S'л= 103,0; S''л = 37,1;
складываем и получаем:
Sл = S'л + S''л = 103,0+37,1 = 140,1 мили.
Если разность отсчетов лага содержит и десятые доли мили, то вначале
выбирают плавания на целое число миль, а затем на десятые доли мили. При
этом с десятыми долями входят в таблицу как с целыми, но выбранный
результат уменьшают в 10 раз.
3.4 Определение скорости судна и поправки лага. Понятие «мерная
линия», требования, предъявляемые к мерной линии. Методика скоростных
испытаний.
Скорость судна и поправка лага определяются одновременно на
специальном полигоне, называемом мерной линией.
Оборудование мерной линии обычно состоит из ведущего створа, по
которому совершает пробег судно, и нескольких секущих створов,
перпендикулярных к линии пробега (рис. 18).
Рис. 18
Иногда ведущий створ отсутствует, тогда вдоль линии пробега выставляют
буи или вехи. Расстояния между секущими створами точно известны и указаны
на карте, в лоциях или в специальных описаниях мерной линии.
Акватория мерной линии должна отвечать следующим требованиям:
1. Глубины в районе мерной линии должны быть достаточными, чтобы
исключить влияние мелководья на определяемую скорость. Наименьшая
глубина, допустимая для данного судна,
определяется следующим
соотношением:
h
≥6
Т
где h— глубина моря;
Т— осадка судна.
2. Район мерной линии должен быть в достаточной степени защищен от
ветра и волнения, которые могут оказать значительное влияние наточность
определения скорости.
3. Течение в районе должно либо вообще отсутствовать, либо быть слабым
и постоянным, совпадающим по возможности с линией пробега.
4. Длина пробега для скоростей до 18 уз должна быть 1 — 2 мили, а для
скоростей больше 18 уз — 2—3 мили. При увеличении пробега возможно появление дополнительных ошибок за счет изменившихся во времени внешних
условий (направление и скорость ветра, течение и т. д.). Оптимальные
величины пробега для различных скоростей судна определятся из соотношения:
V²
S=
240
При V= 11 уз S = 0,5 мили, V= 15 уз S = 1,0 мили, V= 18 уз S = 1,5 мили,
при V = 25 уз S = 2,6 мили.
5. Ведущие, а особенно секущие створы, должны обладать высокой
чувствительностью для точного определения моментов выхода судна на линию
створа.
Скоростные испытания необходимо проводить дважды при загрузке судна
в полном грузу и в балласте (так как скорость с изменением осадки судна
изменяется) и для полного, среднего и малого ходов. Это дает возможность
получить промежуточные скорости судна для различных осадок путем
интерполяции по графикам или по таблицам.
Скорость судна Vл относительно воды будет соответствовать скорости
Vотносительно грунта только в том случае, если в районе мерной линии
полностью отсутствует всякое течение. И тогда для определения Vл(так как
именно Vл определяет ходовые качества судна) достаточно было бы одного
пробега. Однако в действительности таких идеальных условий в районе мерной
линии не бывает.
При наличии постоянного течения VТ скорость Vл определилась бы как
среднее из двух пробегов в прямом и обратном направлении. Но ожидать строго
постоянного течения на протяжении всего периода скоростных испытаний также
практически невозможно, ибо в любом районе моря всегда могут быть течения,
изменяющиеся во времени.
Поэтому в практике судовождения определение скорости судна
производится в основном на трех пробегах. Этот способ позволяет исключить из
наблюдений влияние равномерно изменяющегося течения, которое встречается
наиболее часто.
3.5 Прокладочный инструмент. Навигационный транспортир,
параллельная линейка, измерительный циркуль, протрактор, их выверки и
приемы использования.
Для графических построений на картах и планшетах судоводитель
использует комплект прокладочного инструмента (рис. 19).
Навигационный транспортирслужит (см. рис. 19, а)для прокладывания
и измерения на карте заданных курсов и пеленгов. Отечественные
транспортиры изготовляют из никелированной латуни. Они представляют
собой полукруг ABC с линейкой FED внизу. Верхний срез линейки отмечен
вырезом О, так называемым центральным штрихом, который точно совпадает с
центром полукруга. На нижнем срезе винтами укреплен бортик для удобства
работы транспортира с параллельной линейкой.
Внешний срез дуги ABC транспортира проградуирован штрихами через
градус. Штрихи, отмечающие пятиградусные деления, удлинены.
Рис. 19
Штрихи десятков градусов отмечены цифрами, причем цифры показаны
для прямого и обратного направлений. В общем случае верхний ряд цифр от
всех точек между точками А, В , С соответствует направлениям северной части
картушки, а нижний — южной ее части.
Для того чтобы с помощью транспортира проложить на карте линию,
составляющую с меридианом заданный угол, необходимо так положить на
карту транспортир, чтобы с линией меридиана одновременно совпадали и
центральный штрих О линейки транспортира и штрих дуги транспортира,
обозначающий заданное число градусов. В этом случае линия, прочерченная
вдоль нижнего среза линейки или по срезу приложенной к транспортиру
параллельной линейки, даст нужное направление (прямое или обратное).
Для того чтобы определить направление уже проложенной на карте
линии, достаточно приложить к ней транспортир нижним срезом линейки и
сдвигать его к ближайшему меридиану до тех пор, пока центральный штрихОне
совпадет с меридианом. Тогда деление дуги транспортера, совмещенное с тем
же меридианом, укажет искомое направление. Если проложенная линия не
пересекает меридиан, то к ней надо приложить параллельную линейку, а по
линейке передвигать транспортир до пересечения центрального штриха с
ближайшим меридианом.
Так как прокладка направлений, близких к 0 и 180°, с помощью
транспортира несколько затруднительна, то эти направления могут быть более
точно проложены от параллели, а не от меридиана, с исправлением заданного
направления на величину ± 90°.
Исправный транспортир должен удовлетворять следующие требования:
- дуга транспортира не должна быть искривлена или изогнута,
центральный штрих должен точно совпадать с центром этой дуги;
- дуга транспортира не должна иметь вмятин и зазубрин, т. е. все деления
транспортира должны быть одинаковой величины.
Для проверки окружности дуги транспортира следует положить
транспортир на лист чистой бумаги, отметить хорошо заточенным карандашом
точки 360°, 90°, 0°, О и провести линию по дуге транспортира. Убрав затем
транспортир, провести из центра (точка О) циркулем окружность радиусом,
равным радиусу внешней дуги транспортира. Несовпадение проведенных таким
образом дуг не должно превышать 0,5 мм. Транспортир, не удовлетворяющий
данные условия, не пригоден к работе.
Для проверки одинаковости делений транспортира необходимо на листе
бумаги отложить карандашом по внешней дуге транспортира точки через 15—
20°. Измеряя миллиметровой линейкой расстояния между нанесенными
точками в разных местах транспортира, необходимо убедиться, что все
расстояния между собой равны. Допустимая неточность не должна превышать
0,2 мм. Если неточность превышает указанную, транспортир необходимо
заменить.
Некоторые иностранные фирмы выпускают целлулоидные, роговые или
пластмассовые прозрачные транспортиры. Преимущество их заключается в
том, что через такой транспортир хорошо просматривается вся обстановка на
карте. Недостатком их является малая масса, из-за чего легко может быть сбита
установка транспортира при прикладывании к нему линейки.
Параллельная линейка (рис. 19, б) служит для проведения на карте
прямых линий заданного направления, а также линий, параллельных заданному
направлению.
Отечественная промышленность изготовляет параллельные линейки трех
видов: большая — длиной 60 см, средняя — длиной 45 см, малая — длиной 30
см. Каждая линейка состоит из двух частей (половин) А и В , соединенных
между собой двумя равной длины тягами на шарнирах.
Для определения направления проложенной на карте линии к ней
прикладывают линейку и измеряют транспортиром угол ее пересечения с
меридианом.
Для проведения направления от заданной точки на карте линейку со
сложенными половинками вначале укладывают при помощи транспортира по
этому направлению вблизи ближайшего меридиана, а затем рукой плотно
прижимают одну из ее частей, в то время как другую часть осторожно
отодвигают до тех пор, пока наружный срез линейки не подойдет к заданной
точке. Следует избегать переноса заданных направлений на большие
расстояния, так как лишнее передвижениелинейки увеличивает ошибки в
перенесенном направлении.
Исправная параллельная линейка должна удовлетворять следующие
требования:
- нижняя часть должна быть плоской;
- срезы линейки должны быть строго прямолинейны и параллельны;
- части линейки должны раздвигаться плавно, но без излишней слабины и
заеданий.
Плоскость нижней части линейки проверяется на гладкой доске или
гладком стекле. Между доской и линейкой не должно быть просветов. Если они
есть, то необходимо их устранить с помощью наждачной бумаги или, если это
невозможно, заменить линейку.
Прямолинейность среза линейки проверяют следующим образом: кладут
линейку на лист бумаги и прочерчивают вдоль ее среза четкую линию остро
отточенным карандашом. Поворачивают линейку на 180° и прикладывают ее
тем же срезом с другой стороны прочерченной линии. Если срез линейки
прямолинеен, то он и при новом положении линейки будет совпадать с
прочерченной линией, если криволинеен, то между ними будут наблюдаться
или просвет, или перекрыш.
Величины просвета или перекрыша не должны превышать 0,5 мм для
больших и 0,3 мм для малых линеек. Если просвет или перекрыш больше
допустимых пределов, то их необходимо устранить с помощью наждачной
бумаги или какими-либо другими способами. В противном случае линейка
подлежит замене.
Параллельность срезов линейки можно проверить на карте с помощью
транспортира. С этой целью линейку кладут на карту под каким-нибудь углом к
меридиану и прочерчивают линии вдоль ее обоих срезов. Затем измеряют
полученные углы транспортиром. При параллельности срезов углы должны
быть равны. Несовпадение величин измеренных углов более 0,2° недопустимо.
Непараллельность срезов линейки должна быть устранена всеми возможными
способами. Если это невозможно, то линейка должна быть заменена.
Плавный ход линейки может быть отрегулирован с помощью шарниров.
Отдельные иностранные фирмы выпускают целлулоидные или
пластмассовые прозрачные параллельные линейки. На некоторых из них
нанесены градусные деления на внешних срезах. Это позволяет использовать
такую линейку без транспортира.
Измерительный циркуль (рис. 19, в)применяют для измерения и
откладывания расстояний на карте. Он состоит из двух ножек, соединенных
вилкой с крепежными винтами. Ножки циркуля оканчиваются двумя съемными
стальными иголками, удерживаемыми на месте зажимными винтами. Иголки
имеют достаточную длину, позволяющую в случае их полома отточить и
выдвинуть иголки до нужного положения. Одна из ножек циркуля снабжена
штифтом, который при складывании циркуля предохраняет концы иголок от
излишнего нажима. К циркулю придаются запасные иголки, помещающиеся в
специальных углублениях на внутренних гранях ножек, предохранительный
колпачок, на одной из сторон которого нанесены миллиметровые деления, а его
конец служит отверткой для винтов циркуля, и специальный чехол для
хранения.
На некоторых судах имеются измерительные циркули других конструкций, изготовленные иностранными фирмами. Однако наибольшее
распространение получил описанный отечественный циркуль.
Исправный циркуль-измеритель должен удовлетворять следующие
требования:
- острие обеих сдвинутых ножек должно плотно сходиться друг с другом
и давать на бумаге укол в одной точке размером не более 0,2 мм;
- ножки циркуля должны раздвигаться и сдвигаться плавно, но и без
излишней слабины.
Работать сциркулем удобнее одной рукой. Измеряя или откладывая на
карте расстояния, раздвигают ножки циркуля так, чтобы острие одной ножки
совпало с началом, а острие другой — с концом измеряемой линии. Для снятия
измеренного расстояния прикладывают, не изменяя его раствора, циркуль в
вертикальной рамке карты в той же широте, в которой лежит измеряемое
расстояние, и подсчитывают число миль, умещающееся между остриями
ножек.
Не следует допускать сильных нажимов циркулем на карту во избежание
ее проколов, не следует раздвигать ножки циркуля более чем на прямой угол:
при больших растворах циркуль легко может соскользнуть и порвать карту.
Чертежный циркуль с карандашом применяют для откладывания
расстояний в виде дуг окружностей. Однако его ножка имеет стальную иголку,
а вторая снабжена специальным держателем с обоймой, в которой закрепляется
карандаш. Держатель закрепляется к ножке винтом.
Протрактор (рис. 19, г)предназначен для нанесения на карту места
судна, определенного по двум горизонтальным углам. Он состоит из
неподвижного, разбитого штрихами на градусы, лимба 2 и трех линеек.
Центральная линейка 5 — неподвижная, в то время какбоковые линейки 4
могут вращаться вокруг общей оси, проходящей через центр прибора
(цилиндра) 1 и могут быть установлены на заданные углы по отношению к
средней линейке. По внешнему кругу лимбананесена винтовая нарезка, в
которую упираются червячные винты 3кронштейнов боковых линеек.
Кронштейны имеют обоймы, скользящие по внешнему кругу лимба. На
червячные винты насаженыотсчетные барабаны, с помощью которых можно
производить точнуюустановку отсчетов измеренных углов. На верхних гранях
боковыхлинеек укреплены разобщающие устройства для свободного вращения
боковых линеек вокруг лимба, состоящие из тяг, пружин иручек. Надеваемый
на цилиндр фиксатор со спиральной пружинойслужит для накола полученной
точки на карту. К протрактору придаютсяеще удлинительные линейки, которые
закрепляются к немуспециальными винтами.
Устанавливают боковые линейки протрактора на заданные углывначале
приближенной установкой спомощью разобщающихустройств, азатем с
помощью отсчетных барабанов с точностьюдо1'.
Исправный протрактор должен удовлетворять следующие требования:
- срезы всех линеек должны быть строго прямолинейны;
- точка пересечения направления рабочих срезов всех линеек должна
совпадать с центром прибора.
Прямолинейность срезов проверяется так же, как и у параллельных
линеек.
Для проверки второго требования необходимо положить протрактор на
лист чистой бумаги и провести линии через срезы всех линеек. Затем сделать
накол фиксатором и соединить проведенные линии. При получении
треугольников в пересечении проверенных линий или при несовпадении центра
их пересечения с центром протрактора следует измерить расстояния от центра
протрактора до точки пересечения прямых или до дальней вершины
полученного треугольника. Если это расстояние превышает 0,5 мм, то
протрактором пользоваться не следует.
Протрактор позволяет нанести место судна с большой точностью, что
является большим достоинством этого прибора. Однако он имеет и
существенные недостатки: громоздкость и значительную массу, при малых
расстояниях до предметов протрактором пользоваться невозможно, так как его
лимб будет закрывать изображение предметов.
Вопросы для самоконтроля
1.В каких единицах измеряется пройденное судном расстояние?
2.В каких единицах измеряется скорость судна?
3.Как называются приборы, с помощью которых определяется скорость и
пройденное судном расстояние?
4.Какие по конструкции бывают лаги?
5. Что называется поправкой лага и для чего она служит?
6. Как называется специальный полигон для определения поправки лага?
7. Как устроен этот полигон?
8. Что входит в комплект прокладочного инструмента?
Раздел № 4. Картографические проекции и морские карты
Общие сведения о картографических проекциях. Классификация
картографических проекций. Масштабы карт. Предельная точность масштаба.
Понятие о локсодромии и ортодромии. Требования, предъявляемые к морской
навигационной карте. Меркаторская проекция. Меридиональные части.
Разность меридиональных частей. Решение навигационных задач на
меркаторских картах и планах. Азимутальная перспективная гномоническая и
стереографическая проекции. Оценка достоинства карты и степени доверия к
ней. Подъем карты. Общая характеристика морских карт. Содержание морских
навигационных карт. Вспомогательные и справочные морские карты.
Английские морские карты и морские карты других стран.
Методические указания
Раздел № 4 в основном информативен по своему содержанию, однако
надо обратить особое внимание на требовония к морским навигационным
картам и их классификациюб Твердо усвоить условные обозначения и
сокращения на российских, украинских и английских картах. Уметь читать,
анализировать и оценивать карты.
4.1 Общие сведения о картографических проекциях. Определение
карты, картографической сетки, картографической проекции.
При изучении данного раздела необходимо твердо уяснить, что такое
карта, картографическая проекция, картографическая сетка.
Плоское и искаженное изображение поверхности Земли или ее частей,
на котором искажения подчинены определенному математическому закону,
называется картой.
Географической
картойназывают
уменьшенное
обобщенное
изображение земной поверхности на плоскости, полученное по
определенному математическому закону и передающее размещение и
взаимосвязь различных явлений природы и общества.
Морская карта — это специальная карта, предназначенная для
обеспечения мореплавания, использования природных ресурсов и решения
специальных задач — частный случай географической карты.Такие карты
предназначаются для изучения районов плавания, графического решения задач
судовождения, а также для решения разнообразных вопросов, связанных с
использованием вод Мирового океана.
Способ, примененный для условного изображения параллелей и
меридианов, подчиненный определенному математическому закону,
называется картографической проекцией.
Совокупность линий, изображающих параллели и меридианы на
карте, называется картографической сеткой.
4.2 Классификация картографических проекций. Классификация по
свойству изображений и характеру искажений. Классификация по способу
построения картографической сетки.
Каждый способ проектирования земной поверхности на плоскость имеет
свои достоинства и недостатки. На картографической проекции, сохраняющей
подобие углов, а следовательно,
и очертаний фигур, будут искажены
отношения площадей фигур. Если же сохранить отношения площадей, то будут
искажены углы и очертания фигур. Отсюда следует, что каждая отдельно взятая
карта представляет собой искаженное изображение земной поверхности на
плоскости, но искажения подчинены определенным математическим законам..
В зависимости от характера искажений проекции делятся на
равноугольные, равновеликие и произвольные.
По методу построения картографической сетки, проекции делятся на
азимутальные, конические, цилиндрические и условные.
4.3 Масштабы карт. Предельная точность масштаба. Понятие
масштаба, виды масштаба, линейный и численный масштабы, переход от
численного масштаба к линейному и обратно. Понятия главного и частного
масштабов, предельная точность масштаба.
Степень уменьшения изображенных на карте размеров земной
поверхности называется масштабом.
Масштаб карты определяется отношением длины расстояния
между двумя точками на карте к действительному горизонтальному
расстоянию между теми же точками на местности, причем оба
расстояния должны быть выражены в одних и тех же единицах.
Существует несколько видов масштабов, основные из которых
численный и линейный.
Численный масштабпредставляет собой дробь, числитель которой
единица, а знаменатель — число, показывающее, скольким единицам длины на
местности равна одна единица длины на карте или плане. Если указано, что
масштаб в данной точке карты равен
1 : 100 000, то это значит, что 1 см на карте в этом районе соответствует
расстояние на местности, равное 100 000 см. Если знаменатель численного
масштаба выражается большим числом, например 1 : 5 000 000, то такой
масштаб называется мелким, если знаменатель численного масштаба выражается
небольшим числом, например 1:10 000, то такой масштаб называют крупным. В
зависимости от величины знаменателя масштаба морские карты условно
подразделяются на мелкомасштабные и крупномасштабные.
Численный масштаб достаточно просто позволяет решить основную
задачу: зная расстояние на карте, можно вычислить горизонтальное расстояние
между этими же точками на местности.
Примеры. 1. Численный масштаб участка карты равен
1 : 200 000. Расстояние между двумя точками на карте 5 см. Определить
расстояние между этими же точками на местности, выраженное в морских
милях.
Решение.Расстояние между точками на местности будет
5 х 200 000 = 1 000 000 см.
Известно, что морская миля равна 1852 м = 185 200 см, поэтому в
1 000 000 см будет
1 000 000
= 5,4 мили.
185 200
2. Численный масштаб участка карты равен 1 : 500 000. Расстояние между
точками на местности равно 5,4 мили. Определить расстояние между этими же
точками на карте, выраженное в сантиметрах.
Решение. Так как расстояние между точками на участке карты требуется
выразить в сантиметрах, то и расстояние на местности между этими же
точками, выраженное в милях, необходимо выразить в сантиметрах.
5,4 х 185 200 см = 1 000 000 см.
Разделим расстояние на местности, выраженное в сантиметрах, на
знаменатель масштаба и получим ответ
1 000 000 см
= 2 см.
500 000
Линейный масштаб представляет собой графическое или числовое
соответствие числа крупных единиц на местности числу мелких на карте.
В первом случае линейный масштаб изображается прямой линией (на
морских картах обычно его наносят на вертикальной рамке карты), разбитой на
мелкие деления выбранной длины. На отметках делений надписывают числа
крупных единиц длины, в которых измеряется расстояние на местности. Часто
мелкие деления на карте в свою очередь делят еще на части для снятия более
точных отсчетов.
При числовом задании линейного масштаба соответствие числа единиц на
местности числу мелких единиц на карте определяется выражением, например,
«2 мили в 1 см» или «3 км в 1 см».
Переход от численного масштаба к линейному осуществляется простым
пересчетом мер длины. Чтобы перейти от численного масштаба к
линейному, надо знаменатель численного масштаба разделить на 185 200 и
полученный результат укажет количество миль и долей мили в 1 см.
Примеры. 1. Численный масштаб карты 1 : 1 000 000. Найти
соответствующий линейный масштаб, выраженный милями в сантиметре.
Решение.
1 000 000
= 5,4, т. е. линейный масштаб равен 5,4 мили в 1 см.
185200
Чтобы перейти от линейного масштаба к численному, надо число
миль линейного масштаба, содержащихся в 1 см, умножить на 185 200 и
полученный результат даст знаменатель численного масштаба.
2. Линейный масштаб карты равен 1,08 мили в 1 см. Найти численный
масштаб карты.
Решение.
185 200 х 1,08 = 200 000 Следовательно, численный масштаб данной карты равен 1 : 200 000.
Как известно, значительный участок земного сфероида нельзя развернуть
в плоскость без искажений, поэтому степень уменьшения изображения в
различных местах проекции будет различной. Следовательно, масштаб на карте
не остается постоянным, а непрерывно изменяется при переходе от одной точки
к другой. В связи с этим различают два масштаба — главный и частный.
Главный масштабна морских картах, выполненных в равноугольной
цилиндрической проекции, — это масштаб той параллели, которая
выбрана основной для всех картографических проекций данного района.
При построении морских карт выбраны следующие стандартные главные
параллели: для Белого моря и мурманского побережья φ — 69°, для Балтийского
моря — 60°, для Черного и Азовского — 44°, Каспийского — 42°, Японского —
40° и т. д.
Эта главная параллель указывается в заголовке карты. По ней дается и
главный масштаб карты. Однако на других параллелях масштаб вследствие
искажений, присущих данной проекции, будет уже другим. Этот масштаб
называется частным, величина его изменяемости служит характеристикой
искажений, получающихся на данной картографической проекции.
Отношение частного масштаба в данной точке по данному направлению к главному называется модулем масштаба.
Существуют карты, у которых главная параллель находится за пределами
рамки карты, хотя она и указана в заголовке. Такая система привязки карт к
главной параллели данного района при стандартизированных масштабах
позволяет соединять или даже склеивать вместе несколько карт одной
коллекции, так как в одних и тех же широтах их частные масштабы будут
совпадать. Благодаря этому облегчается и перенос места судна с одной карты на
другую.
От масштабов карт и планов в большой степени зависит точность решения
графических задач. Естественно, чем крупнее масштаб, тем с большей
степенью подробности и точности нанесена на карту или план навигационная
обстановка (глубины, навигационное оборудование, рельеф местности и т. д.).
Кроме того, на картах крупного масштаба одним и тем же единицам длины карты
соответствуют меньшие расстояния на местности. А это позволяет измерять на
крупномасштабных картах расстояния и направления с большей степенью
точности.
Предельная точность масштаба — это наименьшее расстояние на
местности, которое может быть измерено по карте.
Установлено, что люди с нормальным зрением в состоянии различать без
увеличения предельную длину 0,2 мм — это укол ножки циркуля или тонко
очинённого карандаша. Следовательно, эта величина и будет определять
предельную точность масштаба любой карты.
Для определения предельной точности масштаба данной карты надо
в знаменателе численного масштаба отделить запятой последние четыре
цифры и удвоить полученное число. Ответ получается в метрах.
Пример.Численный масштаб карты равен 1 : 200 000. Определить
предельную точность, масштаба.
Решение.Знаменатель масштаба карты без четырех последних цифр
равен 20
20 х 2 = 40 м.
Предельная точность масштаба равна 40 м.
При наличии линейного масштаба предельную точность масштаба
можно
вычислить,
пользуясь
правилом:
количество
миль,
соответствующее 1 см карты, разделить на 50. Ответ получается в
милях.
Пример.Линейный масштаб карты равен 3 мили в 1 см. Найти
предельную точность масштаба.
Решение.
3/50 = 0,06 мили = 0,6 кбт = 111 м.
4.4 Понятие о локсодромии и ортодромии. Свойства локсодромии и
ортодромии.
Пусть судно движется курсом 0 или 180°. Так как диаметральная
плоскость судна на этих курсах всегда совпадает с меридианом, то и линия его
перемещения будет также совпадать с ним. Из этого следует, что в этом случае
локсодромия обращается в меридиан.
Пусть теперь судно движется истинным курсом 90 или 270°. При этом его
диаметральная плоскость, а следовательно, и линия перемещения пересекают
все меридианы под углом 90 или 270°. Под такими же углами пересекает все
меридианы и любая параллель. А это означает, что при плавании судна курсами
90 или 270° локсодромия обращается в параллель. В случае, когда φ1 = 0 и φ2 =
0, локсодромия совпадает с экватором.
Плавание судна одним и тем же курсом по локсодромии очень удобно, так
как при этом упрощаются все расчеты, связанные с переходом. Недостатком
является то, что локсодромия не представляет собой кратчайшего расстояния
между двумя пунктами на земной поверхности. Следуя по локсодромии, судно
всегда проходит лишнее расстояние.
Кратчайшим расстоянием между двумя точками на поверхности Земли,
если принять ее за шар, является дуга большого круга, проходящая через эти
точки — это ортодромия (в переводе с греческого — «прямой бег»). Однако
ортодромия пересекает меридианы под разными углами, за исключением
экватора, где она совпадает с локсодромией и пересекает все меридианы под
углом 90°. Каждый меридиан также является одновременно и локсодромией, и
ортодромией.
Плавание по ортодромии (за исключением последних частных случаев)
требует дополнительных вычислений положения самой ортодромии на земной
поверхности и пересчета курсов, поэтому к плаванию по ортодромии прибегают
только в случаях больших океанских переходов (тысячи миль).
4.5 Требования, предъявляемые к морской навигационной карте.
Требования к морской навигационной карте и их обоснование.
Требований к морской навигационной карте предъявляется много (от
качества картографической бумаги до подробности нанесения навигационной
обстановки). Курсанты должны запомнить основные три требования:
1. Линия пути судна, идущего постоянным курсом, должна изображаться
на морской карте прямой линией, следовательно, все меридианы и параллели на
ней необходимо иметь взаимно параллельными, ибо прямая линия,
изображающая постоянный путь судна, должна пересекать их под одним и тем
же углом. Выполнение условия параллельности меридианов и параллелей можно
получить лишь с помощью цилиндрической проекции.
2. Углы на морской карте должны быть равны соответствующим углам на
земной поверхности, т. е. проекция должна быть равноугольной, при которой
форма фигур на местности соответствует форме фигур на карте. Это же облегчит
опознание берега по его изображению на карте.
3. Масштаб на карте должен изменяться в возможно малых пределах.
4.6 Меркаторская проекция. Построение меркаторской проекции,
свойства, изображение, обеспечение равноушольности.
Представим себе земной шар или глобус с нанесенными на него линиями
меридианов и параллелей. Обернем его бумажным цилиндром, ось которого
совпадает с земной. Естественно, что такой цилиндр будет касаться земного шара
только по экватору (рис. 20).
Рис. 20
Для получения меркаторской проекции необходимо спроектировать
меридианы и параллели земного шара на внутреннюю поверхность этого
касательного цилиндра. Проектирование произведем следующим образом.
Разрежем меридианы в полюсах РN и РS и будем выпрямлять их, не выводя из
этой плоскости, в которой они находятся, до тех пор, пока по всей своей длине
они не расположатся на внутренней поверхности цилиндра. При этом длина
меридианов не изменится и они станут параллельными друг другу.
В результате таких действий каждая параллель будет тоже доведена до
внутренней поверхности цилиндра, но параллели растянутся и станут по длине
равными экватору и параллельными ему. Параллели, близкие к экватору,
растянутся немного, но с увеличением широты места это растяжение будет все
значительнее.
Определим, во сколько раз увеличилась каждая параллель при
изображении земной поверхности в условиях такого проектирования. Радиус
параллели АВобозначим через r (рис. 21), а радиус Земли
Рис. 21
через R. Широта φ выбранной параллели определится углом BOQ. Из
прямоугольного треугольника ВОСнайдем
r = Rcosφ, откуда
r
R=
= r secφ.
cosφ
Выразив через полученные радиусы длины окружностей, получим 2 πR=
2πrsecφ,
т. е. длина любой параллели, умноженная на секанс широты этой параллели,
равна длине экватора. Иначе говоря, параллели, растягиваясь до окружности
экватора, будут удлиняться пропорционально секансу широты. Так, например,
параллель широты 60°, сделавшись равной экватору, увеличится вдвое, а
параллель широты 80° увеличится в 5,8 раза, параллель широты 89° — в 57,3
раза. Что же касается полюсов, то они на такой проекции спроектированы быть
не могут, так как sec 90° равен бесконечности.
Если теперь разрезать цилиндр по одной из образующих, то получим на
плоскости прямоугольную сетку меридианов и параллелей, расположенных на
одинаковых расстояниях друг от друга.
На такой сетке локсодромия, пересекающая все меридианы под
одинаковым углом, изобразится также прямой линией, так как все меридианы
параллельны. Однако полученная проекция удовлетворяет пока только одному
этому условию. Дело в том, что параллели на ней растянулись
пропорционально секансу широты, в то время как величина меридианов
оcталась неизменной.
В связи с этим бесконечно, малый круг на земной поверхности К (см. рис.
4) изобразится в виде эллипса К' (рис. 22) на проекции, большая ось которого
будет растянута пропорционально secφ по
Рис. 22
сравнению с малой осью. Но это значит, что полученная проекция получилась
неравноугольной.
Чтобы она стала равноугольной, надо и малую ось увеличить так, как
увеличилась большая, т. е. пропорционально sес φ. Этим самым будут
приравнены масштабы по меридиану и параллели.
Если произвести подобного рода построения для всей земной поверхности,
ограниченной данной проекцией, то получим достаточно верное изображение
Земли на плоскости, при котором бесконечно малый эллипс, вытянувшись по
малой оси пропорционально sес φ, примет вид круга К'(рис. 23).
Рис. 23
Полученная проекция теперь удовлетворяет все основные требования: она
равноугольна, локсодромия изображается прямой линией, масштаб в границах
карты будет изменяться в малых пределах. Это и есть меркаторская проекция.
4.7 Меридианальные части. Разность меридианальных частей.
Понятия меридианальной части, разности меридианальных часте, табл. 26 МТ75.
Меридиональная часть (МЧ) — это расстояние на меркаторской
проекции от экватора до параллели с заданной широтой φ при масштабе
на экваторе, равном единице.
Для навигации меридиональные части удобнее всего выражать через 1′
дуги экватора, т. е. в экваториальных милях.
В МТ—75 составлена табл. 26, в которой приведены значения
меридиональных частей для широт от 0 до 89°59' через интервал в 1′ широты.
Пользуясь этой таблицей, можно легко и быстро найти значения
меридиональных частей для параллелей, лежащих в любой широте. Для
нахождения промежуточных значений меридиональных частей на каждую
десятую долю минуты широты достаточно проинтерполировать их ближайшие
табличные значения.
Разность меридиональных частей (РМЧ) – это расстояние по
меридиану на меркатороской проекции между двумя параллелями,
выраженное в экваториальных милях.
Для расчета РМЧ необходимо выбрать по табл. 26 МТ—75 меридиональную
часть для каждой параллели и произвести вычитание
РМЧ = МЧ2 — МЧ1
Пример. Определить РМЧмежду параллелями φ1 = 48°37' и φ2 = 49°26'.
Решение. Из табл. 26 имеем: МЧ2 = 3404,4'; МЧ1= 3329,9'.
_ МЧ2 = 3404,4'
МЧ1 = 3329,9
РМЧ = 74,5'.
4.8 Решение основных навигационных задач на меркаторских картах
и планах. Снятие с карты широты и долготы точки, нанесение точки на карту
по ее широте и долготе, измерение расстояния между двумя точками,
определение направления проложенной на карте линии, прокладка от данной
точки истинного курса или истинного пеленга, перенос точки с одной карты на
другую.
Правильное и быстрое решение на морской навигационной карте
основных навигационных задач достигается только тренировкой. Поэтому от
курсантов требуется полная отдача при выполнении лабораторных работ, а
также обязательная тренировка во время учебной практики и каникул.
4.9
Азимутальная
перспективная
гномоническая
и
стереографическая проекции.
Понятие азимутальных проекций, их классификация в зависимости от
точки зрения (проектирования), свойства этих проекций.
При изучении этого материала необходимо уяснить, что в азимутальных
проекциях земная поверхность проектируется на касательную к ней плоскость.
Точка касания принимается за зенит и называют эту точку центральной
точкой проекции. Касательная плоскость к поверхности Земли в этой точке
называется картинной плоскостью.
Если мы поместим глаз на вертикальной линии в какой-нибудь
произвольной точке,
а затем, смотря на поверхность сферы,
будемпроектировать все лучи на плоскость, перпендикулярную центральному
лучу зрения, то получим частный вид азимутальных проекций, называемых
перспективными проекциями.
Перспективные проекции в зависимости от положения точки зрения
делятся на следующие четыре вида: внешняя перспективная проекция,
ортографическая, стериографическая и центральная или гномоническая
проекция.
Внешняя перспективная – получается в тех случаях, когда точка зрения
находится вне сферы и притом на конечном расстоянии от ее центра.
Ортографическая– если точки зрения находятся на бесконечном
расстоянии от центра Земли.
Стереографическая – если точка зрения находится на поверхности
Земли.
Центральная, или гномоническая, - если точка зрения совпадает с
центром Земли.
4.10 Оценка достоинства карты и степень доверия к ней. Объяснить
понятия «достоинство карты», «степень доверия». Факторы, определяющие
достоинства карты и степень доверия к ней.
При изучении данного вопроса, курсант должен уяснить следующее.
Степень доверия к каждой карте различна и зависит от нескольких
причин.
1.
От времени составления карты и производства описи. Чем позже
составлена карта, тем большего доверия она заслуживает. Давность же работ
указывает, что опись производилась приемами и инструментами менее
совершенными, чем современные. Кроме того, карта могла со времени последней
описи в какой-то степени утерять свое сходство с местностью (новые
сооружения, вырубка леса, вынос рек и т. д.).
Сведения о дате проведения описи наносят на каждой карте внизу, в
правом углу под рамкой карты.
Даты первого и нового изданий, большой и малой корректуры указывают
время внесения существенных изменений и дополнений на карту с целью ее
обновления. Дата малой корректуры указывает о времени производства
последних исправлений только навигационных элементов.
2.
От масштаба карты. На картах в зависимости от масштаба дается
определенное количество элементов морской обстановки, сокращающееся с
уменьшением масштаба. Такое же сокращение сведений производится и в
отношении ограждения, фарватеров, данных о магнитном склонении, течениях,
навигационных ориентирах и т.д. Крупномасштабные карты всегда более
нагружены, чем карты мелкомасштабные.
Граница района, охватываемого данной картой, называется нарезкой
карты. Проектируя нарезку отдельной морской карты, стремятся изобразить на
ней определенный район, а в зависимости от навигационной обстановки в районе
устанавливается масштаб на степень нагрузки данной карты. Морские карты и
планы обычно составляются в масштабе от 1 : 500 до 10 000 000.
Издаются морские навигационные карты на листах размерами 75 х100, 50
х 75, 38 х 50 см. Размеры внутренних рамок карт будут несколько меньше и
составят соответственно 68 х 93, 43 х 68, 31 х 43 см. В исключительных случаях
допускается увеличение листа, но не более чем это необходимо для размера 82 х
112 см внутренних рамок.
Если потребуется поместить заданный район в заданном масштабе на
одной карте, то допускается ее изготовление на двух листах, из которых лист
стандартного размера является основным, а другой, чаще всего неполный,
называется клапаном. Клапан может быть размещен и на свободном листе карты
(внутренний клапан) с некоторым находом на нее.
Судоводителю следует пользоваться всегда картой самого крупного
масштаба.
3.
От подробностей промера. Промер — это измерение глубин по ряду
направлений (промерные галсы). Редкое и неровное расположение между собой
отметок глубин на карте, наличие белых пятен между ними указывает на то, что
промер не был подробным и поэтому в этихместах можно ожидать наличия
невыявленных опасностей. И наоборот, если на карте часто и равномерно
нанесены глубины, то это означает, что промерные работы произведены
качественно и карта заслуживает высокого доверия.
4.
От рельефа дна. Наиболее благоприятным для судовождения
является плавный рельеф. Он характерен равномерным изменением глубин,
отсутствием банок. Сложный рельеф характерен неравномерностью глубин,
наличием банок, отличительных глубин и требует особой осторожности при
плавании, так как в этом районе могут встретиться опасные глубины, не
обнаруженные промером.
Характер рельефа дна приобретает особое значение во время плавания при
малых глубинах, поэтому суда с большой осадкой (свыше 5 м) не должны
заходить за 20-метровую изобату, а суда с малой осадкой — за 10-метровую. В
случае захода судна за эти предостерегающие изобаты следует уменьшить ход и
использовать все возможности для определения действительной глубины.
5.
От достоверности изображения побережья. Если линия изображения
побережья непрерывная и сплошная, то это говорит о том, что берег нанесен на
карту по материалам точных съемок. Прерывистая береговая линия показывает
на карте места, где берег нанесен лишь приближенно, по данным съемок
пониженной точности.
Достоверность изображения рельефа суши определяется способом его
нанесения на карту. Если горы и иные неровности на местности изображены на
карте непрерывными горизонталями, каждая из которых соответствует
определенной высотной ступени, то данные карты представляют собой
наиболее точное изображение рельефа суши.
6.
От количества нанесенных на карту береговых ориентиров.
При отсутствии по побережью приметных с моря береговых ориентиров
достоинство карты значительно снижается, ибо затрудняется использование ее
для определения места судна. При достаточном количестве береговых
ориентиров следует использовать прежде всего триангуляционные знаки и
объекты, обведенные на карте красными кружками. Затем предпочтение
отдается изображению башен, вышек и церквей, которые наносят на карту по
достаточно точно определенным координатам.
Практика судовождения выработала ряд основных рекомендаций по
использованию карт:
- из всех имеемых карт для данного района следует использовать всегда
карту самого крупного масштаба, составленную по самым последним данным;
- если белые пятна расположены среди больших глубин, можно ожидать,
что и в этом непромеренном пятне глубины окажутся достаточными. Если белые
пятна расположены среди малых глубин, то следует опасаться появления в этом
месте опасной глубины;
- если сведения, приведенные в лоции и на карте, имеют расхождения, то
следует принимать во внимание сведения, помещенные на карте самого
крупного масштаба;
- заходить за изобату 20 м не рекомендуется;
- перед тем как пользоваться картой, необходимо внимательно прочитать
все надписи на ней;
- при подготовке к рейсу необходимо произвести подъем карты.
4.11 Подъем карты. Понятие и содержание работы по подъему карты,
порядок работы.
При изучении этого вопроса необходимо запомнить следующее.
Подъем карты производится следующим образом.
1. Наносят карандашом отрезки дуг дальности видимости маяков с учетом
высоты глаза наблюдателя, на которых надписывают характеристику огня
маяков. Опасные секторы маяков заштриховывают карандашом. На некоторых
иностранных картах такие дуги для стандартной высоты глаза наблюдателя
наносят уже при печати.
2. Отмечают карандашом те изобаты, которые судоводитель не намерен
пересекать.
3. Наносят опасный угол, опасный пеленг, опасную дистанцию,
ограждающую опасности. На них делают соответствующие пояснительные
надписи.
4. Отмечают кружком искусственные створы, которые могут быть
использованы во время плавания. Если нет искусственных, то намечают, если
это возможно, и проводят естественные, сопровождая их соответствующими
надписями.
5. Выделяют карандашом на карте те участки береговой черты и береговые
приметные ориентиры, которые хорошо просматриваются на экране РЛС. Однако
это следует делать только в результате неоднократных наблюдений.
6. Возле радиомаяков выписывают их характеристику, дальность и время
работы; ненадежные секторы помечают карандашом.
7. Намечают карандашом опасные для плавания районы, проходящие
вблизи с проложенной линией пути.
8. Отмечают на карте карандашом направление и скорость постоянных
течений.
9. При наличии в данном районе приливных течений на свободной
поверхности карты составляют табличку с основными элементами прилива на
ориентировочное время прихода в этот район.
10. При плавании в узкостях с большим количеством плавучего
ограждения выписывают характеристику имеющихся буев.
11. Магнитные склонения приводят к году плавания и подписывают на
картах.
4.12 Общая характеристика морских карт. Классификация морских
навигационных карт, поняти об их составлении и издании.
4.13 Содержание морских навигационных карт. Общие сведения,
понятие о съемке рельефа дна. Рельеф дна. Условные обозначения и
сокращения для составления и оформления морских карт и карт внутренних
водных путей.
4.14 Вспомогательные и справочные морские карты.
4.15 Английские морские навигационные карты. Общие сведения об
английских морских навигационных картах.
Вопросы для самоконтроля
1.Что называется географической картой?
2. Что такое морская карта?
3. На какие три группы по своему практическому назначению делятся
морские карты.
4. Что составляет математическую основу морских карт?
5. Что содержит заголовок или титул морской карты?
6.Что относится к зарамочным надписям?
7. Что содержат примечания на карте?
8.Что относится к Руководствам для плавания?
9. Что относится к Пособиям для плавания?
10. Что в себе содержит Каталог карт и книг?
11.Что такое локсодромия?
12. Что такое ортодромия?
13. Что такое меридиональная часть?
14. Какие бывают картографические проекции по свойству изображений
и характеру искажений?
15. Как изображаются дуги больших кругов на картах в гномонической
проекции?
16. Для чего используются карты в гномонической проекции?
17. Для чего используются карты в стереографической проекции?
Раздел № 5. НАВИГАЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Назначение и задачи навигационного оборудования.Зрительные и
звукосигнальные СНО. Плавучие предостерегательные знаки. Система МАМС.
Методические указания
При изучении раздела № 5 курсант должен научиться твердо и
безошибочно определять по окраске и топовой фигуре днем и характеристике
огня ночью название и назначение плавучих предостерегательных знаков.
5.1 Назначение и задачи навигационного оборудования.
5.2 Зрительные и звукосигнальные СНО. Маячные сооружения,
светооптическая аппаратура, дальность видимости и характеристика огня.
Знаки и огни. Навигационные створы.
5.3 Плавучие предостерегательные знаки. Система МАМС.
Плавучие маяки, буи и вехи. Ограждение навигационных опасностей
кардинальная и лотеральная системы. Регион А. Регион Б.
Вопросы для самоконтроля
1. Для чего предназначается навигационное оборудование океанов и
морей?
2. Что представляет собой НО?
3.Что такое СНО?
4. Виды СНО.
5.Что представляют собой зрительные СНО?
6. Что представляют собой звукосигнальные СНО?
7. Что такое маяк?
8. Что такое светящий навигационный знак?
9. Что такое несветящий навигационный знак?
10. Что такое огонь?
11. Что представляют собой плавучие предостерегательные знаки?
12. Типы ППЗ системы МАМС:
- латеральные знаки;
- кардинальные знаки;
- знаки отдельных опасностей малых размеров;
- осевые знаки или знаки «чистой воды» (это знаки, которые
обозначают начальные точки и ось фарватера или канала и середину прохода);
- знаки специального назначения.
Как они выставляются относительно навигационных опасностей и как их
надо обходить?
Раздел № 6. ГРАФИЧЕСКОЕ СЧИСЛЕНИЕ ПУТИ СУДНА
Понятие счисления пути, методы счисления. Сущность метода
графического пути судна. Прокладка пути судна на МНК без учета дрейфа и
течения.
Методические указания
Раздел № 6 является одним из важнейших разделов предмета
«Навигация». Следует помнить, что графическое счисление пути судна
является основным способом непрерывного получения ориентированного
относительно местности положения судна.
Изучение теоретических вопрсов раздела № 6 трудностей не
представляет, однако, для усвоения материала и приобретения умения вести
счисление, необходимо выполнить возможно большее количество
практических работ.
6.1 Понятие счисления пути, методы счисления. Сущность метода
графического счисления. Понятия обсервованого и счислимого места судна.
Исходные данные для обеспечения счисления пути судна. Сущность
графического счисления пути судна. Понятие прокладки предварительной и
исполнительной.
6.2 Прокладка при отсутствии дрейфа и течения. Приемы решения
прямой и обратной задач, графическое оформление прокладки на карте.
Положение судна на линии движения в любой момент времени.
Предвычисление прихода судна в намеченную точку и отсчет лага. Нанесение
места судна на карту в момент его прихода на траверз ориентира, в момент
открытия или скрытия огня маяка.
1.
2.
3.
4.
Вопросы для самоконтроля
Что называют учетом счисления пути судна?
Что называют обсервованным местом судна?
Что называют счислимым местом судна?
Что называется прокладкой?
Рекомендованная литература:
1.
2.
3.
4.
Основная:
Ляльков Э.П., Васин А.Г. Навигация. Учебник для средних уч.
заведений, мор. Трансп. – 2-е изд., перераб. И доп. М., Транспорт,
1981, 349 с.
Ермолаев Г.Г. Морская лоция. Учебник для вузов морского
транспорта. 4-е изд. Перераб. И доп. М., Транспорт. 1982. 392 с.
Задачник по навигации и лоции. Учебное пособие для вузов, морск.
Транпорт. Гаврюк М.И., Авербах Н.В., Баранов Ю.К. и др. Под
редакцией М.И. Гаврюка. 3-е изд., перераб. и доп. М., Транспорт,
1984. 312 с.
Фишман Б.З. Навигация и лоция. Программа, методические указания и
контрольные задания для студентов-заочников специальности
5.07010401. Одесса, МКТФ ОНМА, 2009. 93 с.
Дополнительная:
1. Баранов Ю.К., Гаврюк М.Н., Логиновский В.А., Песков Ю.А.
Навигация. Учебник для вузов. 3-е издание, переработанное и
дополненное. СПб. Изд. «Ланц», 1997. 512 с.
2. Фишман Б.З. Определение девиации и вычисление таблицы
остаточной девиации. (Учебное пособие). Одесса, МКТФ ОНМА.
2001. 29 с.
«Навигация и лоция»
Номер
темы/
Нименование
темы/
раздела
раздела
Перечень вопросов для самостоятельной работы
1.
Основные
понятия и
определения
1.
2.
3.
4.
5.
Какие задачи решает навигация?
Какую форму имеет Земля?
Что называется Земным эллипсоидом?
Что называется референц-эллипсоидом?
Какая геометрическая фигура принята за
форму Земли в навигации?
2.
Определение
направлений в
море
1. Что такое Земная ось?
2. Что называется Географическим (истинным)
полюсом?
3. Что называется северным географическим
полюсом, а что – южным?
4. Что называется Земным экватором?
5. Что называется параллелями?
6. Что называется географическими или
истинными меридианами?
7. Какой меридиан называется меридианом
наблюдателя?
8. Что называется географической широтой?
Какой дугой и в каких пределах она
измеряется?
9. Что называется географической долготой?
Какой дугой и в каких пределах она
измеряется.
10. Что называется плоскостью истинного
горизонта?
11. Что называется плоскостью истинного
меридиана?
12. Что
называется
плоскостью
первого
вертикала?
13. Какое направление дает линия пересечения
плоскости
истинного
меридиана
с
плоскостью истинного горизонта?
14. Какое направление дает линия пересечения
плоскости первого вертикала с плоскостью
истинного горизонта?
15. Что называется РШ?
16. Что называется РД?
17. Для какой высоты глаза наблюдателя
указана дальность видимости маяка на
российских
и
украинских
морских
навигационных картах?
18. Для какой высоты глаза наблюдателя
указана дальность видимости маяка на
английских морских навигационных картах?
Кол-во
часов
3.
4.
Мореходные
приборы и
инструменты
1.В каких единицах измеряется пройденное
судном расстояние?
2.В каких единицах измеряется скорость
судна?
3.Как называются приборы, с помощью
которых определяется скорость и пройденное
судном расстояние?
4.Какие по конструкции бывают лаги?
5. Что называется поправкой лага и для чего
она служит?
6. Как называется специальный полигон для
определения поправки лага?
7. Как устроен этот полигон?
8. Что входит в комплект прокладочного
инструмента?
Картографические
проекции и
морские карты
1.Что называется географической картой?
2. Что такое морская карта?
3. На какие три группы по своему
практическому назначению делятся морские
карты.
4. Что составляет математическую основу
морских карт?
5. Что содержит заголовок или титул
морской карты?
6.Что относится к зарамочным надписям?
7. Что содержат примечания на карте?
8.Что относится к Руководствам для
плавания?
9. Что относится к Пособиям для плавания?
10. Что в себе содержит Каталог карт и
книг?
11.Что такое локсодромия?
12. Что такое ортодромия?
13. Что такое меридиональная часть?
14. Какие бывают картографические
проекции по свойству изображений и
характеру искажений?
15. Как изображаются дуги больших кругов
на картах в гномонической проекции?
16. Для чего используются карты в
гномонической проекции?
17. Для чего используются карты в
стереографической проекции?
Номер
темы/
Нименование
темы/
раздела
раздела
5.
6.
Навигационное
оборудование
Графическое
счисление пути
судна без учета
дрейфа и течения
Перечень вопросов для самостоятельной
работы
1. Для чего предназначается навигационное
оборудование океанов и морей?
2. Что представляет собой НО?
3.Что такое СНО?
4. Виды СНО.
5.Что представляют собой зрительные
СНО?
6. Что представляют собой звукосигнальные
СНО?
7. Что такое маяк?
8. Что такое светящий навигационный знак?
9. Что такое несветящий навигационный
знак?
10. Что такое огонь?
11. Что представляют собой плавучие
предостерегательные знаки?
12. Типы ППЗ системы МАМС:
- латеральные знаки;
- кардинальные знаки;
- знаки отдельных опасностей малых
размеров;
- осевые знаки или знаки «чистой воды»
(это знаки, которые обозначают начальные точки и
ось фарватера или канала и середину прохода);
- знаки специального назначения.
Как они выставляются относительно
навигационных опасностей и как их надо
обходить?
1. Что называют учетом счисления пути
судна?
2. Что называют обсервованным местом
судна?
3. Что называют счислимым местом судна?
4. Что называется прокладкой?
Кол-во
часов