Влияние движения судна на гирокомпас. Гирокомпасы с автономным чувствительным элементом. Требования к точности на маневрировании. Гирокомпас с корректируемым чувствительным элементом. Доплеровские акустические лаги, страница 2

Н – горизонтная составляющая, последняя формула – уравнение перетекания жидкости. В указанной системе оператор должен был вести: Н,В,С,  (-известны из паспорта), и VN, VE, φ. Коррекция производилась только репиторов. (еще в этой приставке был цифровой аналоговый преобразователь) . стандарт 20 также мог тестировать гирокомпас.

25. Гирокомпас с корректируемым чувствительным элементом.

Все гирокомпасы делятся на корректируемые и нет, под коррекцией понимается устранение скоростной девиации с помощью дополнительных корректирующих моментов вырабатываемых в электронных вычислительных устройсвах.

Система диф уравнений:

-собственный гироскопический момент; γ-угол показывает мгновенное положение линии маятника по отношении к средней линии ИГ; - корректирующие моменты, вырабатываются вычислительными устройствами; - вредные моменты; -компенсирующие моменты.

Инерционная девиация.

Формулу диф уравнений запишем применительно для случая влияния маневрированияи сделаем допущения : наложим корректирующие моменты; =0. Если искать мах значения инерционной девиации которая наступит к концу маневра , то можно принебречь углом β=0

        - определяет мах значение инерционной девиации на момент окончания маневра.

В корректируемых компасах инерционная девиация не зависит от широты.

Способы снижения: 1. увеличение перида собственных незатухающих колебаний  2. переход на время маневра в режим гироазимута (Ау=0) 3. установка ограничителей в корпусе индикатора горизонта 4. использование высоковязкой жидкости в корпус ИГ.

Достоинства:1. высокавтоматизированы 2. новый гироскоп – динамически настраиваемый 3. применяется кварцевый акселератор компенсационного типа 4. автомат переход в ГА при маневре 5. аккумулятор 6. сигналы коррекции могут вводится от GPS и лага (или в ручную) 7. двухпериодные : 15-20 мин-береговой; 350-360 минут – морской 8. температурный датчик определяющий и компенсирующий дрейф гироскопа 9. автоматический сигнал о выходе компаса из меридиана по любым причинам.

26. Электромагнитный лаг. Принцип действия индукционного лага.

Основной элемент лага – индукционный преобразователь он находится в днище судна  - это латунная трубка и в ней 2 электрода которые соприкасаются с водой. От этих электродов идут провода. Также внутри латунной трубки расположен электромагнит, обмотка которого питается переменным током с частотой 50 Гц. Электромагнит создает переменное магнитное поле движущееся вместе с судном относительно воды. Магнитная индукция этого поля определяется выражением: ; где W=2пf (f –частота); . В результате между электродами на расстоянии l  наводится ЭДС. Электроды за время dt со скоростью V  протравливают площадь dS. dS=lVdt ;

- формула напряжения индукционного преобразователя(полезный сигнал + квадратурная помеха).  и  - конструктивные параметры индукционного преобразователя. Сигнал Uип снимается с электродов и передается в электрическую схему лага для преобразования его в отсчет скорости судна. Квадратурная помеха отфильтровывается. Таким образом индукц лаг измеряет скорость судна относительно воды.

Анализ точности измерения скорости.

Точность показания лага в большой степени зависит от места установки инд преобразователя. Это объясняется прежде всего возникновением вблизи поверхности коруса движущегося судна турбулентного слоя воды, имеющего не одинаковую толщину и случайное поле скоростей частиц жидкости. Кроме того , распределение магнитной индукции В в объеме воды не одинаково по длине  судна и носит весьма сложный, не поддающийся аналитическому исследованию характер. Эти и другие случайные факторы приводят к тому, что измеренная лагом скорость не соответствует истинной скорости судна, причем связь между этими скоростями имеет нелинейный характер. Т.о. инд лаг имеет погрешность , которая должна быть компенсирована поправкой . В общем случае поправка лага является некоторой функции скорости судна . Эту функцию можно представить в виде суммы трех составляющих ( где а-постоянная, в – линейная а с –нелинейная составляющие поправки). Постоянная составляющая поправка лага вводится во время регулировки прибора в порту или в море при нулевой скорости и штилевой погоде. После выполнения такой регулировки поправка лага имеет линейную и нелинейную составляющие. Определение и ввод линейной составляющей поправки лага выполняют по результатам испытания лага на мерной линии. Нелинейная поправка лага вводится с помощью корректора. Данные для установки корректора также определяют на мерной линии.

Регулировку лага необхоимо производить ежегодно, так как в следствии обрастания корпуса судна изменение поправки лага за год может доходить  до 2.5%.

Погрешность составляет 0.2 уз.

27. Доплеровские акустические лаги.

Принцип действия доплеровского акустического лага основан на эффекте Доплера, в соответствии с которым при относительном движении источника или приемника звуковых волн происходит изменение частоты принимаемых колебаний по отношению к излученным, причем это изменение, называемое доплеровским сдвигом, пропорционально скорости указанного относительного движения. При использовании доплеровского гидроакус лага и излучатель и приемник колебаний находятся на судне. Доплер лаг двухрежимный: 1. абсолютный (50 – 600 кГц) 2. относительный (4 МГц). В некоторых Доплер лагах встроен блок для измерения глубины – скомбинирован с эхолотом. Некоторые Доплер лаги специально рассчитаны для использования во время швартовки. В Доплер лагах есть наглядное представление о скорости судна: Vx, Vy, угл сноса, общий вектор.

Уравнение однолучевого лага.

fu – излучаемая частота; А – работает на вторичный излучатель на частоте f1; угол θ обычно равен 60 град. Используется рассеянный сигнал , отраженный от грунта ( очень слабый) . Отраженный сигнал идет на встречу судну и воспринимаемый сигнал , отсюда  -это формула характеризует работу однолучевого лага.

Двух лучевой Доплер лаг.

; ;

- при отсутствии качки. Двухлучевая система обладает в 2 раза большей чувствительностью.

 - при качке. Погрешность двухлучевого лага при качке . В этом лаге погрешность не зависит от угла θ.

Методы повышения точности Доплер лагов.

1. гиростатические антенны- не участвуют в качке судна. 2. использование двух и много лучевых Доплер лагов. 3. спец конструкция антенны  виде линейной решетки ( фазированная антенна – плоская, заподлицо с днищем судна, но создает наклонный луч под углом 60 град в нос и корму ) .