При плавании корабль находится на границе двух сред — воздушной и водной, перемещение которых оказывает на него влияние, отклоняя от курса и изменяя скорость движения.
Снос корабля ветром называется дрейфом. Ветер представляет собой поступательное перемещение воздушных масс. За направление ветра принимается направление (в градусах), откуда дует ветер. Скорость ветра измеряется в метрах за секунду или в баллах.

Рис.1
Пусть V0-скорость корабля относительно воды, обусловленная работой собственных движителей (рис. 1). Сопротивление воздуха движению корабля воспринимается наблюдателем на корабле как встречный поток воздуха, вектор скорости которого (-V0). Пусть u — вектор скорости истинного ветра. Встречный поток воздуха и истинный ветер, складываясь, образуют суммарный поток, наблюдаемый на движущемся корабле и называемый кажущимся (наблюденным) ветром. Вектор скорости кажущегося ветра равен геометрической сумме:
W = u + (-V0) = u — V0.
Скорость кажущегося ветра определяется автоматически с помощью анеморумбометра или вручную с помощью анемометра, направление КW — по анеморумбометру или по направлению флага или вымпела. Кажущийся ветер. Бездействуя на корабль под курсовым углом qW, вызывает полную аэродинамическую силу Р, приложенную к центру парусности корабля. Из-за преломляющих свойств надстройки направление действия силы Р в общем случае не совпадает с направлением кажущегося ветра. Под действием силы Р корабль смещается по направлению этой силы со скоростью дрейфа VДР.
Разложим скорость VДР на составляющие VДР X по диаметральной плоскости и VДР Y по траверзу. Скорость VДР X в зависимости от направления кажущегося ветра вычитается или складывается со скоростью V0. Если лаг работает, он учитывает эту скорость. Поэтому
Vл = V0 + VДР X.
Скорость VДР Y отклоняет корабль от заданного курса. Сложив геометрически скорость корабля Vл со скоростью VДР Y, получим вектор V фактической, или путевой, скорости корабля:
V = Vл + VДР Y.
Как видно, при сложении скоростей Vл и VДР Y корабль перемещается по направлению их равнодействующей.
Линия, по которой фактически перемещается корабль относительно дна моря под действием движителей и кажущегося ветра, называется линией пути при дрейфе. Диаметральная плоскость корабля при перемещении его по линии пути остается параллельной линии истинного курса. Это обусловлено тем, что рулевой постоянно удерживает заданный истинный курс. Следовательно, корабль перемещается по линии пути вперед не носом, а скулой.
Угол в плоскости истинного горизонта между северной частью истинного меридиана и линией пути при дрейфе называется путевым углом при дрейфе ПУ?.
Угол в плоскости истинного горизонта между линиями истинного курса и пути при дрейфе называется углом дрейфа?. Если ветер дует в левый борт корабля, угол дрейфа положительный (путевой угол при дрейфе больше истинного курса). При ветре с правого борта угол дрейфа отрицательный (путевой угол при дрейфе меньше истинного курса).
Угол дрейфа зависит от скорости и курсового угла кажущегося ветра, от скорости и конструктивных особенностей корабля: высоты и архитектуры надстроек, надводной части корпуса и формы обводов корпуса. Угол дрейфа измеряется с помощью дрейфомера. При отсутствии этого прибора углы дрейфа для различных условий плавания выбираются из таблицы дрейфа, составленной по опытным данным. Из рис. 1 видно:

Формулы — алгебраические, угол? берется со своим знаком.
В практике кораблевождения приходится решать в основном две задачи, связанные с дрейфом корабля. Прямая задача:
Рассчитать путевой угол при дрейфе ПУ? (линию пути корабля при дрейфе), если задан истинный курс.
Для решения этой задачи необходимо:
— определить знак угла дрейфа?;
— рассчитать курсовой угол qW кажущегося ветра;
— выбрать величину угла? из таблицы дрейфа по аргументам: по скорости корабля и qW;
— рассчитать путевой угол при дрейфе ПУ?, проложить линию пути на карте.
КК = 79,0°; Vл = 12,0 уз;
?ГК = + 1,0°; ветер 5° -12 м/с.
Решение:
Ветер дует в левый борт корабля — угол? положительный:
ИК = КК + ?ГК = 80,0°;
? = +4,0°; ПУ? = ИК + ? = 84,0°.

2.Прокладка истинных радиопеленгов в случае, если радиомаяк находится за пределами восточной или западной границами рамки карты.

Для нахождения положения определяющей точки (т. М’) через которую будет проведен радиопеленг на КРМК (т. А), необходимо:
1) ? из «РТСНО» выписать координаты КРМКА (?А, ?А);
2) ? рассчитать значение? ? = ?Р – ?А, где?Р – долгота боковой рамки карты;
3) ? провести на карте параллель КРМКА (?А– из «РТСНО») и отложить отрезок;
4) ? через т. А» провести дополнительный меридиан аа;
5) ? от т. А’ провести Лок. П КРМКА А до пересечения с аа – т. М;
6) ? от т. М по аа отложить отрезок и через полученную точку М’ провести радиопеленг на КРМК А? это и будет искомая линия положения (I–I).

§ 26. Графическое и письменное счисление пути судна

Графическое счисление. Сущность этого метода заключается в следующем. В момент определения начальной точки а" (см. рис. 29) замечают время но судовым часам (до 1 мин) и показания счетчика лага (до 0,1 мили). Начальную точку а" обводят кружком и около нее на свободном месте делают надпись в виде дроби: числитель - время, знаменатель - показания лага 18,00/2,5 Если обсервованная точка а" достаточно близка к начальной точке а, то от точки а" прокладывают линию первого курса в виде прямой линии, параллельной линии ас. После этого линию ас стирают с карты, а на вновь проведенной линии надписывают число градусов компасного курса и рядом, в скобках, - рассчитанную для этого курса общую поправку компаса АК, чтобы всегда можно было установить, по какому курсу правили.

Если же обсервованная точка а" удалена от точки а настолько, что линия пути судна проходит близко к опасностям (пунктир на рис. 29), тогда прокладывают новый курс так, как это было показано выше в § 25.

На линии пути ежечасно отмечают счислимые места судна. Для этого расстояние, пройденное судном за 1 ч, в масштабе карты откладывают измерителем на пути судна от начальной точки. Б отмеченном измерителем месте делают засечку в виде короткой прямой линии, перпендикулярной линии пути, а также надпись времени и показания лага.

Если судну необходимо изменить направление движения, то в момент смены курса вновь замечают время и отсчет лага. Рассчитав совершенное от последней счислимой точки плавание, откладывают его по линии пути, отмечают точку поворота с записью в виде дроби (04.37/70,2) и от этой точки прокладывают новый курс. Если по каким-либо причинам судно окажется в точке с", которая удалена от намеченной предварительной прокладкой точки с значительно, то новый курс прокладывают так, чтобы выйти в точку d второго поворота. После этого линию cd также стирают с карты, а на линии с"d" надписывают число градусов КК и рядом, в скобках, - общую поправку компаса АК для ЭТОГО курса.

Ведение графической прокладки позволяет судоводителю иметь наглядное представление о месте судна относительно навигационных опасностей.

Точность прокладки зависит от того, насколько правильно проложен курс и учтено пройденное расстояние. Точность прокладки выражается следующей формулой:

где Sлo - величина совершенного судном плавания;

Ek - ошибка в общей поправке компаса;

Es - ошибка в поправке лага, %.

Пример 26. Определить радиус круга, внутри которого должно быть место судна, прошедшего одним курсом 60 миль, если возможная ошибка в курсе ±1°, а возможная ошибка в поправке лага (-2,0%).

Решение. По формуле (31)

Учет циркуляции имеет большое значение при плавании в стесненных водах, узкостях, шхерах и т. п. Циркуляцию учитывают следующим образом.

Судно (рис. 30), следуя в направлении К1, в точке А должно повернуть в направлении К2 (угол поворота равен а). Для учета циркуляции проводят биссектрису внутреннего угла поворота (3= 180°-а и на ней ищут центр О окружности с радиусом, равным половине тактического диаметра циркуляции Dц который определяют опытным путем и выражают обычно в длинах корпуса судна.

Проведя окружность, отмечают точки В и С касания ее с линиями К1 и К2. Точку В считают началом поворота.

Письменное счисление. Счислимое место судна может быть получено аналитическим способом письменного счисления в тех случаях, когда нерационально применять графическое счисление пути судна: при плавании в высоких широтах, во время ледового плавания, китобойного промысла и т. д.

Рис. 30.

На основании формул (4) и (5) координаты пункта прихода могут быть выражены так:

А - точка отхода с координатами cp1 и Л2;

В - точка прихода с координатами cp2 и Л2;

К = LСАВ - курс судна при переходе из точки А в точку В;

AB=S - расстояние между пунктами отхода и прихода;

АС=РШ и ВС=ОТШ.

Если допустить, что треугольник ABC плоский и прямоугольный, то непосредственно из рис. 31 получаем:

Для облегчения работы штурмана в МТ-63 имеются вспомогательные таблицы: табл. 24 дает величины РШ и ОТШ по аргументам S (плавание) и К (курс); табл.

25-а - величины РД по аргументам φm и ОТШ.

Рис. 31.

φ2 = φ1 + генеральная PШ

И генеральную по формуле

Назначение и виды счисления. Основные задачи,

Решаемые на карте

Счислением называют получение на любой момент места судна по его перемещению из точки, принятой за начальную.

Счисление составляет основу штурманского (инструментального) судовождения. Ведут счисление повахтенно помощники капитана под его контролем в течение всего времени плавания. Начинают счисление тотчас по выходу из порта или съемки с якоря, а заканчивают с приходом на рейд порта назначения. Место и время начала и окончания счисления устанавливает капитан. За начальную точку счисления принимают самое точное место судна, которое может быть получено в данных условиях. Если в плавании обнаруживается большая погрешность счисления, то перенос его в новую начальную точку и изменение принимаемых к учету элементов движения делают также с ведома капитана.

Полученное по счислению место судна на карте и его координаты j с, l с называют счислимыми. Возле такой точки проводят горизонтальную черту, над которой надписывают судовое время (часы, минуты), а под – отсчет лага (мили без указания сотен, десятые), Если лаг не работает, то внизу ставят прочерк.

Сохраняя суть счисления, его подразделяют на три вида: графическое, аналитическое и автоматическое. Независимо от этого при необходимости оговаривают, какие условия учитывают – дрейф, течение, циркуляцию.

Счислимые точки положено наносить на карту при всяких изменениях курса и скорости судна, при других изменениях условий плавания, а также при всех событиях, запись о которых вносится в судовой журнал. Если курс и скорость неизменны, то при плавании вдоль побережья счислимые точки наносят на карту каждый час, а при плавании в открытом море (в океане) – через четыре часа при смене вахт.

Обычно счислимое место находят на текущий момент судового времени. Иногда требуется найти предполагаемое счислимое место на задаваемый момент будущего или, напротив, надо восстановить счислимое место на момент какого-либо происшествия в прошлом. Подобные и любые другие задачи счисления можно решать графически или аналитически.

Для графического решения различных навигационных задач пользуются измерительным циркулем, параллельной линейкой и навигационным транспортиром.

Измерительный циркуль служит для измерения и откладывания расстояний на карте. Расстояния измеряют в морских милях. Шкалой служит боковая (вертикальная) рамка карты напротив того места, где производится измерение. Одна минута этой шкалы равна одной морской миле.

Параллельная линейка применяется для проведения на карте прямых линий, параллельных заданному направлению. Она состоит из двух линеек, соединенных металлическими тягами на шарнирах. Такое соединение позволяет передвигать линейку, сохраняя заданное направление, что необходимо при прокладке линий курсов и пеленгов. Применяется и обычный чертежный циркуль, с помощью которого на карте проводят дуги – при определении места по расстояниям до береговых объектов.

Навигационный транспортир необходим для построения и измерения на карте углов. Он представляет собой градуированный полукруг с линейкой с центром в точке "0". На его внешней дуге нанесены градусные деления. Штрихи делений, кратные пяти градусам, удлинены. Против штрихов, отмечающих десятки градусов, нанесены две цифры, отличающиеся на 180°. Верхние цифры соответствуют направлениям северной половины картушки компаса, а нижние – южной. Для того чтобы проложить на карте линию под определенным углом к меридиану, необходимо наложить транспортир на карту так, чтобы с линией меридиана совпали центральный штрих "0" и черта на дуге, обозначающая заданное число градусов. Тогда линия, проведенная вдоль верхнего среза линейки в соответствующую сторону, даст нужной направление.

При прокладке необходимо решать следующие основные задачи:

1) снять с карты широту и долготу данной точки;

2) по данной широте и долготе нанести точку на карту;

3) от данной точки на карте проложить курс или пеленг;

4) отложить от данной точки по данному направлению определенное число

5) определить направление проложенного на карте курса или пеленга;

6) измерить расстояние между двумя точками на морской карте;

7) проложить на карте от отправной точки курс в заданном расстоянии от

данного предмета;

8) перенести точку с одной карты на другую.

1. Снять с карты широту и долготу данной точки. Эта задача решается с помощью циркуля. Поставив одну иглу циркуля в данную точку, раздвигают его так, чтобы вторая игла пришлась на ближайшую параллель. Проводя циркулем часть окружности, убеждаются, что его игла касается ближайшей параллели только в одной точке. Затем, не изменяя раствора циркуля, переносят его на боковую часть рамки карты и, приложив одну его иглу к той же ближайшей параллели, которой касалась часть окружности, а другую, направив по рамке в сторону данной точки, т.е. к N или S от этой параллели, снимают широту, соответствующую данной точке.

Для снятия долготы ставят одну иглу циркуля в данную точку и, раздвинув его до ближайшего меридиана, описывают второй иглой окружность, касательную к меридиану. Не изменяя затем раствора циркуля, переносят его на нижнюю или верхнюю части рамки карты и, приложив одну его иглу к тому меридиану, до которого проводили часть касательной окружности, ставят на эту рамку вторую иглу в сторону заданной точки и снимают долготу.

Широту и долготу снимают с точностью до 0¢,1, если позволяет масштаб.

2. По данной широте и долготе нанести точку на карту. Для нанесения точки на карту отыскивают на боковой рамке деление, соответствующее числу градусов и минут заданной широты, и, приложив параллельную линейку к параллели, ближайшей к этому делению, сдвигают линейку так, чтобы один из ее срезов пришелся на деление заданной широты; затем в том прямоугольнике, где приблизительно должна находиться точка, между двумя меридианами проводят вдоль среза линейки линию. Отыскав на нижней или верхней части рамки карты деление, соответствующее числу градусов и минут заданной долготы места, и сняв циркулем отрезок от этого деления до ближайшего меридиана, откладывают этот отрезок на проведенной карандашом линии от того же меридиана и получают отыскиваемую точку.

Эта же задача может быть выполнена и с помощью только одной линейки. Для этого, отыскав на боковой рамке заданную широту и приложив линейку к ближайшей параллели, подводят к заданной широте ее срез, вдоль которого и проводят карандашом короткую линию в том прямоугольнике, где находится искомая точка. Затем, отыскав на нижней или верхней части рамки карты деление, соответствующее данной долготе, прикладывают срез линейки к ближайшему меридиану и, сдвигая линейку, подводят один из ее срезов к делению заданной долготы, вдоль которого также проводят короткую линию. Пересечение двух проведенных линий и дает нужную точку.

3. От данной точки на карте проложить курс или пеленг. Для решения этой задачи пользуются транспортиром и линейкой. Прежде чем приступить к решению задачи, необходимо представить себе направление заданного курса или пеленга, т.е. в какой четверти горизонта будет располагаться данное направление. Наложив транспортир с приложенной параллельной линейкой на карту так, чтобы нижний срез линейки составил с меридианом приблизительно заданное направление, поворачивают транспортир, не отводя центрального штриха от меридиана либо вправо, либо влево до тех пор, пока деление транспортира, соответствующее заданному курсу, не совпадет с меридианом.

Добившись совпадения, убирают транспортир и, подведя срез параллельной линейки к данной точке, прокладывают линию курса, проводя ее карандашом вдоль среза линейки. Если линейка транспортира располагается почти в направлении меридиана при курсах, близких к нулю или к 180°, то транспортир лучше прикладывать к параллели и устанавливать на отсчет заданного курса ±90°.

Надписи на делениях транспортира сделаны с таким расчетом, чтобы указать направление курса или пеленга; так при курсах, направленных на N, или вверх, соответствующие надписи на транспортирах находятся вверху, при курсах же или пеленгах, направленных на S, или вниз, надписи находятся внизу.

4. Отложить от данной точки по данному направлению определенное число миль. При решении этой задачи необходимо помнить, что морская миля на меркаторской карте изображается отрезками различной длины, в зависимости от широты.

Заданное расстояние снимается при помощи циркуля на боковой части рамки карты от широты, приблизительно соответствующей широте данной точки. Это расстояние берется к N от этой точки, если курс направлен на N, или к S, если курс направлен на S, и откладывают от данной точки на линии проложенного курса или пеленга. Если величина заданного расстояния не может быть измерена одним раствором циркуля, то это расстояние откладывают по частям, причем каждая из частей снимается в широте, соответствующей этой части.

5. Определить направление проложенного на карте курса или пеленга. Приложив линейку к проложенной на карте линии курса или пеленга и приставив к ней транспортир, подводят линейку вместе с транспортиром к ближайшему меридиану, совмещая центральный штрих транспортира с меридианом. Отсчет на транспортире даст величину (в градусах и долях) определяемого курса или пеленга. Если направление курса или пеленга будет лежать в NЕ или NW четвертях, т.е. в направлении на N, то на транспортире снимается верхний отсчет, если же направление будет в SЕ или SW четвертях, т.е. в направлении на S, то снимается нижний отсчет.

6. Измерить расстояние между двумя точками на морской карте. При измерении расстояния между двумя точками, устанавливают одну иглу циркуля в одну точку, а другую – во вторую и снимают расстояние между этими точками. Затем переносят циркуль к боковой части рамки и в широте, соответствующей измеряемому расстоянию, определяют снятое циркулем расстояние.

Если расстояние между точками не может быть снято одним раствором циркуля, то его измеряют по частям – каждую часть в соответствующей широте.

7. Проложить на карте от отправной точки курс в заданном расстоянии от данного предмета.

Для решения этой задачи снимают заданное число миль с боковой рамки карты, в той ее части, которая приходится против заданного предмета.

Ставят иглу циркуля на карте в точку, соответствующую месту заданного предмета, а карандашом циркуля описывают дугу.

Из отправной точки проводят касательную к описанной окружности.

8. Перенести точку с одной карты на другую.

Эта задача может быть решена двумя способами:

· снимают с одной карты широту и долготу данной точки и по ним наносят точку на другую карту;

· снимают с одной карты истинный пеленг какого-нибудь предмета, нанесенного на обеих картах, и, измерив расстояние от этого предмета до данной точки, прокладывают на другой карте снятый истинный пеленг и откладывают от предмета на линии пеленга измеренное расстояние, беря его в масштабе второй карты.

Учет ветра

Графическое счисление (прокладка) состоит в расчетах и построениях на карте, которые должны возможно точнее отображать перемещение судна.

Простая прокладка при постоянном курсе, когда нет ветра и течения состоит в следующем (рис. 1.15). На карте из начальной (предыдущей счислимой или обсервованной) точки М о проводят линию намечаемого пути и измеряют транспортиром соответствующий ей истинный курс ИК. Над этой линией (она совпадает в таких условиях с линией курса) надписывают курс по основному компасу, а в скобках – его поправку. Эти курс и поправку округляют до полуградуса так, чтобы их алгебраическая сумма давала ИК (на рис. 1.15 ИК = 67,5°).

По разности отсчетов лага рол для искомой счислимой точки М с и принимаемой за начальную М о (на рис. 1.15 рол = 62,5) рассчитывают по формулам плавание судна по лагу S = V·рол. Это плавание откладывают в масштабе карты вдоль линии курса и получают счислимое место М с. Такое место обозначают черточкой поперек линии курса и надписывают, как всегда, судовое время и отсчет лага. Конечно, на карте не ставят имеющиеся на рис. 1.15 обозначения ИК, М о, S л и М с.

Судно находится на границе между воздушной и водной средой. При движении судна перемещение воздушных масс (ветер) отклоняет его от намеченного курса и изменяет его скорость; кроме того, ветер разводит волну (что приводит к рысканию судна) и создает дрейфовое течение.

Ветер получает свое название по точке горизонта, от которой он дует

Если, например, ветер дует от NЕ, то он и называется NЕ.

Принято говорить: ветер «дует в компас», а судно «идет из компаса» .

Угол между направлением ветра и диаметральной плоскостью судна называется курсом судна относительно ветра. Если ветер дует в правый борт, то говорят, что «судно идет правым галсом». Если ветер дует в левый борт, то говорят, что «судно идет левым галсом».

Когда угол между диаметральной плоскостью судна и линией ветра будет меньше 8 румбов, или, что-то же, меньше 90°, то говорят, что «судно идет курсом бейдевинд», добавляя при этом название галса: «курс бейдевинд правого галса» или «курс бейдевинд левого галса».

Сокращенно левый галс обозначают л/г., а правый галс – п/г.

Курс бейдевинд может быть крутой и полный.

Курс крутой бейдевинд будет тогда, когда угол между диаметральной плоскостью судна и направлением ветра меньше 6 румбов. Если же этот угол будет больше 6 румбов, то в таком случае курс называется полный бейдевинд.

Когда угол между диаметральной плоскостью судна и линией ветра будет 8 румбов, или 90°, то курс судна называется галфинд, или полветра (рис. 1.16.).

Когда угол между диаметральной плоскостью судна и линией ветра будет больше 8 румбов, но меньше 16 румбов, то курс относительно ветра называется бакштаг (рис. 1.16).

Когда ветер дует прямо в корму, то курс судна называется фордевинд.

Когда ветер дует прямо в нос судна, говорят: "ветер дует прямо по носу" или «судно идет против ветра» (левентик).

Во время хода судна за его кормой остается струя воды, называемая кильватерной. При курсах фордевинд или левентик диаметральная плоскость судна совпадает с кильватерной струей.

При других курсах судно сносится под ветер; такой снос называется дрейфом. При дрейфе диаметральная плоскость составляет с кильватерной струей угол, который называется углом дрейфа (рис. 1.17.).

Таким образом, углом дрейфа a называется угол, составленный диаметральной плоскостью судна с тем направлением, по которому оно фактически перемещается при наличии ветра (путь-дрейф или путевой угол с дрейфом ПУ a)

Парусные суда имеют наибольший дрейф при курсах крутой бейдевинд. Суда с механическим двигателем наоборот, наибольший дрейф имеют при курсах галфинд, т.е. когда ветер дует перпендикулярно борту.

Вообще же величина дрейфа зависит от различных причин. Например, чем больше будет высота надводного борта, чем меньше при этом осадка судна и чем сильнее дует ветер, тем больше будет дрейф судна.

Глубокосидящее судно при равных условиях будет иметь меньший дрейф, чем мелкосидящее судно.

Величина дрейфа на парусных судах может достигать до 1-2 румбов и даже больше. При большом ходе дрейф будет меньше, чем при малом ходе.

Величину дрейфа можно определить, пользуясь азимутальным кругом компаса, для чего пеленгатор устанавливают по направлению кильватерной струи, получая, таким образом, на азимутальном круге угол между диаметральной плоскостью судна и линией его перемещения, в некоторых случаях применяют формулы, но самое надежное измерение угла дрейфа получают по обсервациям.

Как видно из определений к рис. 1.18, справедливо

.

Однако основной есть задача следования по линии намеченного пути. Для этого с появлением дрейфа надо изменить курс на угол a в сторону ветра, как говорят "взять на ветер". В таком случае по формуле находим

.

Полученный истинный курс переводят в компасный КК = ИК - DК и задают рулевому или устанавливают на авторулевом.

Счисление с учетом дрейфа ведут вдоль линии пути, откладывая на ней плавание S л, обозначая и надписывая счислимые точки как и при простейшей прокладке. Чтобы получить место судна на траверзе какого-либо ориентира его пеленг ИП ^ = ИК ±90° проводят засечкой на линии пути.

Надпись на карте над линией пути делают, как показано на рис. 1.18 с расчетом, чтобы алгебраическая сумма компасного курса, его поправки и угла дрейфа давала ПУ a , проложенный на карте.

Ветровое волнение вызывает рысканье судна на курсе, особенно когда пеленг волнения составляет острый угол с ДП судна; «угол зарыскивания ¡» может достигать £ 4°, и вследствие сложного взаимодействия ветра с надстройкой а волны с корпусом знак ¡ может стать противоположным знаку угла a и большим по величине, т.е. судно будет идти не под ветер, а на ветер: например, a = +2°. ¡ = -3°; суммарный эффект (a + ¡) = -1° (при ветре левого галса судно смещается влево!).

В заключение рассмотрим вопрос, характерный только для парусника:

Если парусному судну необходимо достичь цели «на ветре», т.е. идти против ветра, то необходимо применять лавировку, т.е. идти галсами на встречу ветру (рис. 1.19.).

Точка поворота (смена галса) находится в момент, когда предмет окажется на КУ, равном двойному оптимальному углу лавировки плюс a (оптимальный угол при лавировке = углу наибольшего набора высоты при движении навстречу ветру).

Учет течения

Вода в морях и океанах в силу различных причин имеет поступательное движение, которое называется течением.

У течения различают два элемента: скорость и направление. Скоростью течения называется число миль, которое частицы воды проходят за час. При слабом течении скорость его определяется числом миль в сутки.

За направление течения принимается то направление, по которому удаляется от наблюдателя плавающий предмет исключительно под действием одного только течения.

Обычно направление течения обозначается в истинных румбах и получает свое название, как и курс судна, по той точке горизонта, к которой оно движется. О направлении течения принято говорить, что течение, как и судно, идет из компаса.

Течения бывают постоянные, периодические (приливо-отливные) и случайные.

Постоянные – это такие течения, направление и средняя скорость которых из года в год почти не меняется. Скорость течения бывает разная и колеблется она от 10 до 120 миль в сутки.

Приливо-отливными называются такие течения, которые происходят от действия приливов.

Скорость приливных течений в некоторых районах достигает значительных скоростей (£ 15 узлов)

Случайные течения происходят в результате ветров, дующих продолжительное время в одном и том же направлении, а также от дождей, идущих длительное время, и т.д.

Все, сказанное ранее в этом разделе о счислении, позволяет учитывать движение судна только относительно воды. Очевидно, что для обеспечения навигационной безопасности необходимо также учитывать течение.

Вектор скорости течения V т характеризуется его направлением относительно меридиана К т и скорости V т. Обозначим вектор относительной скорости судна V с, а вектор его абсолютной (относительно берегов и дна моря) скорости, которую называют также путевой V п. По смыслу названных скоростей имеем следующее векторное равенство:

Если заданы относительная скорость V с и курс судна ИК = КК + DК, угол дрейфа a и вектор течения V Т, то чтобы узнать, куда же и с какой скоростью идет судно, надо решить векторное равенство. Для этого сначала находят, как описано в предыдущем параграфе, ПУ a и прокладывают линию пути без учета течения. Вдоль этой линии строят вектор V с, а из его конца – вектор V Т (рис. 1.20). Замыкающий вектор V п дает путевой угол ПУ, путевую скорость, а также выявляет угол сноса течением b. Этот угол считают при сносе вправо положительным, а влево – отрицательным. Из определений и рис. 1.20 видим

.

Путевой угол ПУ с определяет направление линии пути судна, над которой надписывают, как раньше, КК, DК и суммарный угол сноса с = a + b. На этой же линии наносят счислимые точки, но плавание S л откладывают вдоль линии ПУ a , откуда засечки переносят на линию пути ПУ с параллельно вектору V Т (см. рис. 1.20).

Если действие вектора и течения оценивают по наблюдениям, например, по точным обсервациям, то получают угол сноса с между линиями истинного курса и пути судна

.

Углом сноса с называют угол между носовой частью диаметральной плоскости судна и вектором его путевой скорости V п. Снос вправо считают положительным, а влево – отрицательным.

Чаще на практике основную задачу прокладки с учетом дрейфа и течения решают обычно в иной постановке. А именно, заданной явдяется линия пути, по которой должно идти судно несмотря на действие ветра и течения. Угол дрейфа a и вектор течения V Т известные. Графическое решение такой задачи выполняют следующим образом.

На карте из начальной точки счисления проводят линию заданного пути, которая составляет угол ПУ относительно меридиана (рис. 1.21). Из той же точки строят вектор течения V Т по его элементам К т и V Т, а из конца этого вектора раствором циркуля, равным V с, делают засечку на линии пути. Этим выявляется путевая скорость V п, путевой угол ПУ a и угол сноса течением b (см. рис. 1.21).

Конечно, вместо векторного треугольника скоростей, стороны которого выражают число миль в час, можно строить подобный ему треугольник расстояний S = Vt за одинаковый интервал времени t.

Счислимые точки, как всегда, наносят на линии пути, для чего плавание S л откладывают вдоль линии ПУ a и сносят параллельно вектору V Т на линию пути.

На судно воздействует суммарное (или полное) течение, направление и скорость которого зачастую известны с большими погрешностями. При необходимости направление К Т и скорость V Т могут быть определены "навигационным" способом по обсервациям: при достаточно точном учете ветра К Т равно среднему значению из нескольких направлений невязок, а V Т – среднему значению из нескольких приведенных к часу плавания величин невязок.

Во время плавания штурман должен предвычислять время и (иногда) отсчет лага для наступления различных событий: траверз, кратчайшее расстояние до ориентира, открытие огня маяка, точка доклада и т.д. Для каждого события отмечается точка на карте, а время Т и отсчет лага ОЛ находятся по формулам (рис. 1.22.):

;

; .

На рис. 1.22 S п и S л показаны для траверза маяка, ОИП ^ = ИП ^ ±180°, ИП ^ =ИК ±90°.

Учет циркуляции

Циркуляцией называют траекторию движения центра масс судна при постоянной кладке руля.

Для учета при прокладке циркуляцию судов малого и среднего тоннажа принимают дугой окружности с радиусом R ц (половина тактического диаметра) и времени t 180 поворота на 180°. Эти характеристики поворотливости определяют из натурных наблюдений обычно при двух кладках руля: полборта - 15° и на борт - 35° для судна в грузу и порожнем.

Если заданы на карте линии курсов до и после поворота, то построение циркуляции выполняют следующим образом (рис.1.23). Проводят биссектрису МО угла пересечения этих линий и находят на ней точку О, из которой дуга радиуса R ц касательная к ним. Этим определяются точки начала Н и конца К поворота.

Время поворота на угол a (в градусах) оценивается по формуле

.

В других случаях, если задана точка Н начала поворота и направление

линии нового курса, учет циркуляции при прокладке выполняют иначе (см. рис. 1.23.).

Из точки Н восстанавливают перпендикуляр НО к линии прежнего курса, откладывают по нему радиус R ц и из полученного центра О проводят дугу этим радиусом. Затем, с помощью транспортира и параллельной линейки проводят линию нового курса касательно к этой дуге, чем определяется конечная точка К.

Те же точки Н и К при заданных R ц и угле поворота a можно получить расчетами и построениями отрезков d 1 и d 2 или угла q и отрезка d.

Курсовой угол промежуточного плавания , величина промежуточного плавания .

Приход судна в начальную точку Н следует предрассчитать по времени и отсчету лага. Еще важнее наметить секущие пеленг и дистанцию ориентиров прихода в эту точку. Выход на линию нового курса также необходимо контролировать по заранее намеченным пеленгам и дистанциям ориентиров.

S Т = V Т. t a ;

Направление отрезка S Т прокладывается из точки Н в противоположную течению сторону, остальное очевидно из рисунка.

Прокладка, выполняемая без проверки положений судна путем определений его места по береговым предметам или по небесным светилам, называется счислением пути судна .

Счисление, выполняемое на карте методом графических построений, называется графическим счислением пути судна.

выполняемое с помощью вычислений по специальным формулам - письменным (аналитическим).

Графическое счисление. Сущность этого метода заключается в следующем.

В момент определения начальной точки а" замечают время но судовым часам (до 1 мин) и показания счетчика лага (до 0,1 мили). Начальную точку а" обводят кружком и около нее на свободном месте делают надпись в виде дроби: числитель - время, знаменатель - показания лага 18,00/2,5 Если обсервованная точка а" достаточно близка к начальной точке а, то от точки а" прокладывают линию первого курса в виде прямой линии, параллельной линии ас. После этого линию ас стирают с карты, а на вновь проведенной линии надписывают число градусов компасного курса и рядом, в скобках, - рассчитанную для этого курса общую поправку компаса АК, чтобы всегда можно было установить, по какому курсу правили.

Ведение графической прокладки позволяет судоводителю иметь наглядное представление о месте судна относительно навигационных опасностей.

Судно с работающими движителями при отсутствии ветра и течения перемещается по линии ИК, а судно на которое воздействует ветер – по линии ПУ α .

Если на движущееся судно одновременно воздействует и ветер и течение, то оно перемещается по линии Пу с.

Направление движения судна при одновременном воздействии на него ветра и течения определяется углом ПУ с

Прямая задачаодновременный учет дрейфа и течения

-Дан ГК и нужно найти ПУс

1.На карте наносим линию ИК (3см) ИК=ГКК+∆ГК

2.Учитываем сначала ветер α=7˚ ИК=300˚ (значит ветер сносит влево, значит α=-7)

3.Считаем Пуα=ИК+(-α)=293˚ (из исходной точки рисуем линию Пуα)

4.Нужно построить ∆ скоростей для это сначала нужно найти относительную скорость. У нас есть Vлаг.(11 узлов) И ∆лаг.=+9% (1.09); V0=Vлаг.*коэф. Л

V0= 11*1,09=12 узлов

При совместно учете работаем на ПУα

Теперь откладываем эти 12 узлов на ПУα и из конца этого вектора откладываем Vтеч. (из условия 3.5 узла,155˚)

5.Из начальной точки проводим линию Пус через конец вектора течения (длинную) и измеряем градус этой линии (284˚)

6.Находим суммарный снос (с) β=Пус-Пуα=-9˚ с=α+β=-16˚сум. Снос.

7.От нашей начальной точки наносим пеленг, у нас ГКП=263˚, переводим в истинный ИП=ГКП+∆ГК=262˚(наносим этот пеленг)

8.На этом пеленге делаем засечку в 14.3 мили(из условия до вышки) и из этой точки (вышка) проводим перп. До ПУс

9.Из точки на Пус (куда провели перп.,)параллельно течению мы проводим линию до Пуα и теперь мы знаем пройденное расстояние судном на Пуα. S=15(допустим)

10.Считаем РОЛ Рол= ; теперь ищем ол2 (он же ол траверз) ОЛ2=ОЛ1+РОЛ.

Учет движения судна с целью определения его текущих координат или нанесения места на карту называется счислением пути судна.

Посредством несложных расчетов или графических построений счисление должно в любой момент отображать место судна относительно окружающей обстановки с точностью, обеспечивающей навигационную безопасность, т.е. оно должно быть непрерывным, наглядным и точным.

Различают два вида счисления: графическое, при котором оно выполняется в виде графических построений на морских навигационных картах, и аналитическое, или письменное, при котором координаты судна вычисляются по формулам.

Оба вида счисления могут выполняться автоматически и вручную. В навигации наибольшее распространение получило графическое счисление, как отвечающее всем предъявляемым требованиям и особенно в части наглядности.

Автоматическое графическое счисление осуществляется с помощью специальных приборов - автосчислителей.

Графическое счисление вручную выполняется штурманом судна с использованием прокладочного инструмента. При этом приходится решать прямую и обратную задачи.

Прямая задача сводится к учету уже совершившегося перемещения судна, когда рулевому задан курс и известны показания лага в исходной и данной на момент расчета точках.

В этом случае решаются формулы (26), (34) для расчета ИК.

Если отсутствует дрейф от ветра и снос течением, то, проложив от исходной точки линию истинного курса, будем иметь на карте направление фактического перемещения судна. Это справедливо в том случае, если поправка курсоуказателя известна безошибочно, а рыскание рулевого незначительно и симметрично относительно заданного КК.

Линия курса на карте проводится простым карандашом мягкости «ТМ», толщиной, равной толщине меридианов и параллелей. Над ней указывается значение компасного курса и поправки компаса (рис. 32).

От исходной точки по направлению истинного курса откладывают найденное расстояние.Полученная таким образом с помощью счисления точка называется счислимой и обозначается на карте в виде перпендикулярного и симметричного к линии движения судна штриха длиной 5 мм. Точка подписывается в виде дроби: в числителе судовое время - часы и минуты, в знаменателе - соответствующее значение отсчета лага с точностью до 0,1. Черточка дроби проводится по линейке горизонтально.

Если в районе плавания действует течение и ветер, то выполняются соответствующие расчеты и построения для их учета.

Часто судоводителю приходится решать обратную задачу. Она возникает каждый раз, когда на карте намечается направление предстоящего движения судна или выполняются расчеты прибытия в заданную точку.

В этом случае от исходной точки на карте намечается линия предстоящего плавания судна и снимается ее направление. При отсутствии дрейфа от ветра и течения полученное направление является истинным курсом судна. Исходя из этого рассчитывают компасный курс для рулевого по формулам (27) и (35).

где Т 1 , ол 2 - время и отсчет лага в исходной точке;

Т 2 , ол 2 - время и отсчет лага прибытия в заданную точку.

Рассмотрим, какова точность счислимого места при условии отсутствия внешних факторов (ветра и течения).

Предположим, что судну необходимо перейти одним и тем же курсом из точки А в удаленную от нее на расстояние S точку В (рис. 33).

В связи с тем что поправка компаса известна судоводителю с какой-то ошибкой ± m 0 Δк, то судно, пройдя расстояние S, в зависимости от знака ошибки может оказаться либо в точке В", либо в точке В " .

Таким образом, ошибка места судна от ошибки в поправке компаса изобразится дугой ВВ" = ВВ", величина которой легко определяется из выражения

или для приближенных расчетов

Ошибка в учете пройденного судном расстояния ΔS из-за ошибки в поправке лага ±т Δл, выраженной в процентах, или коэффициента лага ±m кл, выраженной в долях К л , может быть определена по формулам

Рис. 33. Площадь вероятного место- Рис. 34. Эллиптическая ошибка счис-

нахождения судна лимого места судна

При положительном значении ΔS судно с учетом ошибки в его курсе окажется на дуге D"D", при отрицательном - на дуге С"С".

Отсюда можно сделать вывод, что при одновременном действии ошибок в показаниях компаса и лага место судна будет находиться в пределах так называемой фигуры погрешности C"D"D"C".

Заменяя полученную фигуру погрешности кругом с радиусом М с , получим

(61)

Круг радиуса М с принято называть кругом погрешности, а радиус М с - круговой (радиальной) ошибкой счисления.

В связи с неодинаковым влиянием на точность счисления ошибок в курсе судна и в пройденном расстоянии вероятное местонахождение судна лучше характеризует эллипс с полуосями (рис. 34):

Значение ошибок в поправках приборов судоводителю неизвестно, так как они имеют случайный характер. Для расчетов их значения принимаются на основе опыта практического плавания.
Анализ формулы (61) показывает, что ошибка знания места судна увеличивается пропорционально пройденному расстоянию. По этой причине периодически возникает необходимость исключать накопившуюся ошибку счисления с помощью обсерваций (обсервованных мест), т.е. определений места судна визуальными, радиотехническими и астрономическими способами. Расхождение между счислимым и обсервованным местом на один и тот же момент называется невязкой. Невязка выражается направлением из счислимой точки в обсервованную и расстоянием между ними в милях. Записывается в следующем виде: С = 305° - 2,8 мили. Знак невязки на карте представляет собой волнистую линию, соединяющую обе точки (см. рис. 32). Графическое изображение на морской карте пройденного судном маршрута, выполненное автоматически или вручную на основе измерений и вычислений, называется навигационной прокладкой.
Навигационная прокладка маршрута судна, выполненная предварительно исходя из намеченного маршрута судна, отвечающего требованиям безопасного плавания, поставленным задачам и экономической целесообразности, называется предварительной прокладкой.
Навигационная прокладка ведется с выходом судна непрерывно до его прибытия в порт или постановки на якорь. За исходную точку начала ведения прокладки принимается проход входных молов порта, боновых ворот, входного буя или обсервованное место судна.
На переходе задача судоводителя сводится к тому, чтобы фактическое движение судна как можно ближе совпадало с намеченным ранее маршрутом. Это даст возможность использовать расчеты, выполненные в процессе предварительной прокладки и, следовательно, облегчит работу судоводителя в море.