Расчет погрешностей ТСС и оценка их влияния на точность судовождения

КУРСОВАЯ РАБОТА РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ ТСС И ОЦЕНКА ИХ ВЛИЯНИЯ НА ТОЧНОСТЬ СУДОВОЖДЕНИЯ

Исходные данные для выполнения курсовой работы

Данные по ГК

1. Произвести расчёт кривой суммарной инерционной погрешности гирокомпаса «Вега», возникающей при маневрировании

Расчёт кривой суммарной инерционной погрешности гирокомпаса «Вега» производится по формуле:

д_ј = - Vщ[Nе^-mt + Mе^-ht sin (щ_dt + ш)]· 57.3⁰, (1)

гирокомпас судно маневрирование где m — коэффициент апериодического члена, не зависящий от широты (25,65· 10^-3с^-1);

h — коэффициент затухания, также не зависящий от широты (3,85· 10^-4с^-1);

щ_d — частота затухающих колебаний (с^-1), значение которой в зависимости от широты выбирается из табл. 3; щ_d=1,064Ч10^-3

щ — угловая скорость поворота (с^-1);

N, M — постоянные интегрирования (с², м^-1);

Ш — начальная фаза (градусы);

V — скорость судна (м· с^-1).

Значения щ_d

Исходные данные

щ = с^-1

Выражаем V в м· с^-1: V = 33= 16,98 м· с^-1.

По формуле (1) рассчитываем д_ј Результаты расчёта представлены в Табл.

По данным таблицы построен график суммарной инерционной девиации

2. Произвести оценку погрешности определения поправки гирокомпаса по створу после маневра судна

Исходные данные такие же как в задании 2.1.2, дополнительно задаётся лишь время t_ДГК.

Значение д_{ј (tДГК)} выбирается по графику суммарной инерционной погрешности для гирокомпаса «Вега», пункт 2 не выполняется, полагая д_{ј (tДГК)} = д_{ј (tДГК)ф}.

1. По графику изменения суммарной инерционной погрешности для гирокомпаса на момент времени t_ДГК = 115 с выбираем д_{ј (tДГК)}? 1,8⁰

2. Оцениваем величину погрешности по формуле:

е_ДГК = -д_{ј (tДГК)ф}.

е_ДГК = — 1, 8⁰.

3. Оценить возможную величину поперечного линейного смещения судна, возникающего в результате инерционной погрешности гирокомпаса после маневрирования

Найти значения первого и второго максимальных смещений d₁ и d₂, а также определить ширину безопасной полосы движения Д по формуле:

Д = | d₁| + | d₂|.

Исходные данные: перед входом в стеснённый в навигационном отношении район судном совершён манёвр, характеристики которого и широта такие же, как в задании в задании 2.1.2 для гирокомпаса «Вега».

1. Используя график суммарной инерционной погрешности для гирокомпаса «Вега».

t_d1= 1260

t_d2= 4140

2. Максимальные смещения d₁ и d₂ рассчитываем по формуле:

путём подстановки соответственно значений t = t_d1 и t = t_d2.

Численные значения такие же, как в задании 2.1.2.

m — 25,65· 10^-3с^-1;

h — 3,85· 10^-4с^-1;

щ_d — 1,064 х Ч10^-3;

щ — (с^-1);

N — 0,0356;

M — 0,108;

Ш — 70 (градусы);

V — 16,97 м· с^-1

d₁ = -103,2

d₂ = - 81

Ширина безопасной полосы движения Д = | -103,2| + | - 379,1| = 184,2 метров

4. Рассчитать боковое смещение d₁ при плавании судна постоянным курсом

d₁ = щ_Zmin· Vt²_Г

Исходные данные:

щ_Zmin = 2,1· 10^-6с^-1,

V = 33 уз,

t_Г = 1 ч.

1. Выражаем V в м с^-1:

V = 33*= 16,98 м с^-1

t_Г в секундах: t_Г = 1· 3600 = 3600 с.

2. Рассчитываем боковое смещение d₁ по формуле (19):

d₁ = 2,1· 10^-6с·16,98·(3600)² = 462 м.

5. Рассчитать смещение d₂ при плавании судна на циркуляции

Расчёт бокового смещения производится по формуле:

d₂ = .

Исходные данные:

щ_Zmin = 2,1· 10^-6с^-1,

V = 18 уз, ДK = 95⁰,

R = 0,9 мили.

1. Выражаем V, ДK, R в системе СИ:

V = 16,98 м с^-1;

ДK =

R = 18,52· 0,9 = 1667 м.

2. Рассчитываем боковое смещение d₂ по формуле (20):

d₂ = .

d₂ = 10,7 м.

6. Расчёт потери скорости при управлении судном по данным авторулевого

k₁ = 1;

k₂ = 0,1;

k₃ = 200 с;

Т_R = 2 с;

k_R = 0,1 с;

q = 0,1 с^-1 и 1,0 с^-1;

ѓ_q=0,1 = 1 с^-1,

ѓ_q=1,0 = 80 с^-1,

Т_С = 100 с, ф = 0 и 90 с.

1. Рассчитываем по формулам значения ш и в для ф = 0, когда q = 0,1 с^-1 и ѓ_q=0,1 = 1 с^-1, для чего предварительно вычисляем значения b, c, d, e; m и n (имеющие размерность с^-1):

b = ѓ· (1 — Т_R ф q²);

с = ѓ· (ф + Т_R) q;

d = ѓ;

е = ѓ(k₂ k₃ + ф) q;

m = Т_С Т_R ф q⁴ — (Т_С+Т_R+ ф) q² + k_R;

n = [(Т_R + Т_С)ф + Т_СТ_R] q³ — (1+ k_R k₂ k₃+ k₂ ф) q

b = 1; c = 0,2; d = 1; e = 2; m = 1,12; n = -0,3.

Ш = 0,707·

в = 0,707· .

При тех же значениях q = 0,1 с^-1 и ѓ_q=0,1 = 1 с^-1, но принимая ф = 90 с, снова вычисляем b, c, d, e; m и n, а затем ш и в:

b = -0,8; c = 9,2; d = 1; e = 11; m = -0,02; n = 8,18.

Ш = 0,707· ;

в = 0,707· .

2. Находим потери скорости судна при различных значениях ф. Для чего из табл. по значениям ш и в выбираем значения Д_ш, Д_в.

Для ф = 0, используя линейную интерполяцию, находим:

Д_ш = 0,3%, Д_в = 0,09%, Д_V = 0,3% + 0,09% = 0,39%.

Для ф = 90 с, аналогично находим:

Д_ш = 0,4%, Д_в = 0,05%, Д_V = 0,4% + 0,05% = 0,45%.

3. Для ф = 0, но для q = 1,0 с^-1 и ѓ_q=1,0= 80 с^-1 с учётом данных находим:

b = 80; c = 160; d = 80; e = 1600; m = -102,1; n = 198;

Ш = 0,707· ;

в = 0,707· .

4. При тех же значениях q = 1,0 с^-1 и ѓ_q=1,0= 80 с^-1, но для ф = 90 с опять рассчитываем:

b = -14 320; c = 7360; d = 80; e = 8300; m = 17 808,1; n = 9368;

Ш = 0,707· ;

в = 0,707· .

5. Используя табл. 10 и формулу Д_V = Д_ш+Д_в., находим:

для ф = 0; Д_ш = 0,23%, Д_в = 0,68%, Д_V = 0,23% + 0,68% = = 0,91%.

для ф = 90 с; Д_ш = 0,29%, Д_в = 0,02%, Д_V = 0,29% + 0,02% = = 0,31%.

7. Рассчитать общую поправку эхолота НЕЛ-М-3Б

h_ИЗМ = 1620 м,

N = 3215 об/мин, С = 1480 м/с, г = 36⁰.

1. Вычисляем? h_N по формуле :

?h_N = -32,8 м.

2. Рассчитываем? h_С по формуле :

?h_С = -21,6 м.

3. Находим значение поправки? h_г по формуле :

?h_г = 382,4 м.

4. Определяем общую поправку? h по формуле :

?h = 328 м.

Общий вывод

Рассмотренный в данной работе гирокомпас (ГАК «Вега-М»), как и многие приборы, используемые для нужд судовождения, подвержен различным динамическим воздействиям (маневры судна, качка и т. д.), вследствие чего в его показаниях неизбежно возникают погрешности. Причины появления этих погрешностей необходимо понимать, чтобы своевременно их компенсировать.

Суммарная инерционная девиация, неизбежно возникающая после маневрирования, может оказывать существенное влияние на показания гирокомпаса, поэтому к ним нужно относиться критически, в частности при определении места судна и поправки ГК (разделы I-II).

Также имеет место поперечное линейное смещение, в результате чего фактический курс судна находится на некотором расстоянии от проложенного на карте.

1. Смирнов Е. Л., Яловенко А. В., Якушенков А. А., «Технические средства судовождения» Теория. Учебник для вузов. Под редакцией Смирнова Е. Л. Транспорт — М.: 1988.

2. «Технические средства судовождения» Учебник для вузов. В. И. Дмитриев, В. Ф. Ефремов, О. Г. Каратаев, В. Д. Ракитин, Под ред. О. Г. Каратаева Транспорт — М.: 1990.

3. «Электронавигационные приборы» Учебник для судоводительской специальности высших инж. мор. уч-щ. И. Ф. Блинов, А. В. Жерлаков, В. К. Перфильев и др. 4-е изд. М. Транспорт 1980.

4. Смирнов Е. Л., Яловенко А. В., Воронов В. В. «Технические средства судовождения» Теория Учебник для вузов. — СПб «Элмор» 1996.

5. «Технические средства судовождения» Смирнов Е. Л., Воронов В. В. и т. д. «Часть 2. Устройство и эксплуатация»