DROGA I PRĘDKOŚĆ STATKU.

Prędkość statku określamy jako :

1.PRĘDKOŚĆ PO WODZIE - stosunek drogi przebytej po powierzchni wody, do czasu w jakim ta droga została pokonana.

2.PRĘDKOŚĆ NAD DNEM - stosunek drogi przebytej przez statek względem dna, stałych obiektów , do czasu w jakim przebyto tą drogę.

Prędkość po wodzie może ulegać zmianom wskutek działania następujących czynników:

• Wiatr i falowanie

• Obrastanie kadłuba

• Stan załadowania

• Przegłębienie statku

• Płytkowodzie

W wyniku oddziaływania na statek prądu prędkość po wodzie będzie różna od prędkości nad dnem .

Wektor prędkości nad dnem jest wektorem wypadkowym sumy wektorów prędkości po wodzie i prędkości prądu.

1. prąd zgodny z ruchem statku:

V_w V_p

2. prąd przeciwny do ruchu statku

V_w

3. prąd działający z burty

V_p

V_w

Działanie prądu i wiatru na statek

W wyniku działania wiatru statek będzie przemieszczał się po linii drogi po wodzie. Jeżeli na statek działa prąd ,statek będzie posuwał się po linii drogi nad dnem.

KDw - kąt drogi po wodzie jest to kąt zawarty między północną częścią linii południka rzeczywistego a linią drogi po wodzie.

KDd - kąt drogi nad dnem jest to kąt zawarty między północną częścią południka rzeczywistego a linią drogi nad dnem .

KR-kurs rzeczywisty- kąt zawarty pomiędzy północną częścią południka rzeczywistego a dziobową częścia linii symetrii statku

dryf - kąt między linią symetrii statku a linią drogi po wodzie (wiatr z lewej burty , to znak kąta dryfu +)

znos - kąt między linią drogi po wodzie a linią drogi nad dnem

KDd = KDw = KR jeżeli statek nie jest znoszony w wyniku działania prądu i wiatru ( mogą działać równolegle do ruchu statku ) lub gdy nie działa prąd i wiatr

KDd =KDw -statek nie jest znoszony przez prąd

KDw=KR - statek nie ulega dryfowi w wyniku działania wiatru lub wiatr jest tak słaby iż nie powoduje dryfu.

POMIAR PRĘDKOŚCI I PRZEBYTEJ DROGI

Pomiar prędkości i odległości przebytej względem wody wykonywany jest na statkach za pomocą logów:

• hydromechanicznych

• ciśnieniowych

• elektromagnetycznych

Jedynie logi dopplerowskie(hydroakustyczne) ,przy głębokościach do 600 m mierzą prędkości i odległości względem dna.

Metody wyznaczania prędkości po wodzie.

1.Wykorzystanie linii (mili )pomiarowej.

Pomiary przeprowadza się wykorzystując dwie pary nabieżników wyznaczających linię pomiarową o ustalonej długości odczytanej z mapy. Warunki przeprowadzania prób prędkości:

• stan morza 2

• siła wiatru do 3° w skali Bouforta

• akwen bezpieczny nawigacyjnie o długości min 6 Mil

• głębokość akwenu min. 6-scio krotnie większa od zanurzenia statku

• długość linii pomiarowej uzależniona od prędkości statku d =
  

• przebieg w obie strony linii pomiarowej w celu wyeliminowania działania czynników zewnętrznych

• zakłada się linię KR prostopadłą do linii nabieżników.

A

I

II

q- kąt między dziobową linia symetrii statku i wektorem prądu

t₁-czas przebycia odległości AB

t₂-czas drugiego przebiegu

V_p- prędkość prądu

V_w - prędkość po wodzie

V_d - prędkość nad dnem

S - długość linii pomiarowej z mapy

Cos q =

X = V_pt₁ cos q

W pierwszym przebiegu równanie drogi S przyjmie postać:

S = V_wt₁ + X = V_wt₁ + V_pt₁ cos q

W drugim przebiegu równanie drogi przyjmie postać :

S = V_wt₂ - X = V_wt₂ - V_pt₂ cos q

Otrzymaliśmy parę równań z dwoma niewiadomymi : V_w i V_pcosq

S = V_wt₁ + V_pt₁ cos q \ t₂

S = V_wt₂ - V_pt₂ cos q \ t₁

St₂ = V_wt₁ t₂+ V_pt₁t₂ cos q

St₁ = V_wt₂ t₁- V_pt₂t₁ cos q

Sumując:

St₁+ St₂ = 2 V_wt₁t₂

Stąd Vw:

Wykorzystując powyższy wzór wyznacza się na linii pomiarowej prędkość po wodzie statku (V_w) przy różnych obrotach śruby CN , PN, WN BWN.

2.Wyznaczanie prędkości wg obrotów śruby.

Podczas prób na linii pomiarowej , przy ustalonej pracy silnika mierzy się jednocześnie liczbę obrotów śruby.

Następnie sporządza się tabelę lub wykres prędkości po wodzie w funkcji obrotów .

Prędkość teoretyczną, odpowiadającą danej liczbie obrotów śruby wylicza się stosując wzór:

gdzie : n - liczba obrotów na minutę

h - skok śruby w metrach

Różnica między prędkością teoretyczną i prędkością rzeczywistą nazywa się uślizgiem śruby .Procentowa jej wartość wyliczana jest wzorem :

3.Wyznaczanie prędkości za pomocą logu burtowego.

Na burcie statku odmierzamy n odcinków o długości l = 0,514 m. Po wyrzuceniu pływającego przedmiotu na dziobie mierzymy czas przejścia wyznaczonego odcinka. Prędkość statku wyliczamy stosując wzór:

gdzie: l = 0,514 m

n - ilość odcinków o długości l = 0,514

Poprawka procentowa i współczynnik korekcyjny logu.

Poprawka procentowa logu - jest to błąd logu wyrażany w procentach ze znakiem odwrotnym.

gdzie: S_w - droga przebyta przez statek po wodzie.

Log 1 - pierwszy odczyt logu.

Log 2 - drugi odczyt logu.

Log 2 - Log 1 = ΔLog

Poprawka procentowa ma znak:

jeżeli S_w > Δ LOG (odczyty logu zaniżane ) poprawka procentowa ma znak (+).

jeżeli S_w < Δ LOG (odczyty logu zawyżane ) poprawka procentowa ma znak (-).

Znając poprawką procentową logu, można każdorazowo udokładnić wskazania drogi po wodzie S_w jakie pokazał log.

Na podstawie powyższego wzoru opracowano tablicą N^o36 TN-74, którą posługiwać się można w celu obliczenia przebytej drogi przy znanej poprawce logu .

Współczynnik korekcyjny logu WK - jest to stosunek drogi po wodzie do drogi zmierzonej przez log .

WK =

Odczyty logu zaniżone WK > 1 ; Odczyty logu zawyżane WK < 1.

Znając współczynnik korekcyjny logu można wyliczyć drogę statku po wodzie :

S_w =

Korzystanie ze współczynnika korekcyjnego logu jest bardziej wygodne niż z Δ LOG%.

gdyż: 1) nie trzeba uwzględniać znaku

2) łatwiej przeprowadzać wyliczenia przebytej drogi po wodzie

Zależności między poprawką procentową logu i współczynnikiem korekcyjnym:

ΔLOG % =( WK -1) 100 ; WK =

Zadanie 1

Dokonano dwóch przebiegów na linii pomiarowej o długości 1,5 Mm. Czas przebiegu na kierunku 225° t₁=870 sek , czas przebiegu drugiego na kontr kierunku wyniósł t₂ = 550 sek. Różnice wskazań logu dla 1 przebiegu wyniosły ΔLOG 1 = 1,8 Mm , dla drugiego przebiegu ΔLOG 2 = 1,6 Mm. Obliczyć prędkość statku po wodzie, współczynnik korekcyjny logu , poprawkę procentową logu.

Rozwiązanie :

• obliczenie prędkości po wodzie

V_w= S

V_w = 8 w

• obliczenie drogi po wodzie:

S_w = V_w t = V_w

S_w = 3,16 Mm

• obliczenie drogi wg logu:

ΔLOG = ΔLOG1 + LOG2 = 1,8+1,6 =3,4 Mm

• Obliczenie współczynnika korekcyjnego logu WK :

WK =

• obliczenie poprawki procentowej logu ΔLOG%:

ΔLOG % = ( WK - 1)100 = ( 0,93 -1 )100 = -7 %

Zadanie 2

Godz. 0810 ,stan logu 15,3 ,prawy trawers pławy „A” ,KDd= KR= 300°.

Godz. 0834, stan logu 21,3 ,prawy trawers pławy „B” ,KDd= KR= 300°.

Współczynnik korekcyjny logu 1,1. Odległość trawersowa między pławami 8 Mm, prąd równoległy do ruchu statku. Obliczyć prędkość statku nad dnem, prędkość po wodzie, prędkość i kierunek prądu.

Rozwiązanie

• obliczenie drogi po wodzie

S_w= Δ LOG x WK = (21,3 -15,3) 1,1 =6 x 1,1 =6,6Mm

• obliczenie prędkości po wodzie

• obliczenie prędkości nad dnem

• obliczenie prędkości prądu

V_p =V_d - V_w = 20 - 16,5 = 3,5 w

• kierunek prądu

w zadaniu podane było, iż prąd działa równolegle do ruchu statku ( przypadek prosty) z wyliczeń uzyskano większą wartość prędkości nad dnem niż prędkości po wodzie , co oznacza zgodność prądu z ruchem statku, czyli K_p = KDd = 300°.

ODLEGŁOŚĆ MINIMALNA, ODLEGŁOŚĆ NA TRAWERSIE

TRAWERS-kąt kursowy = 090º

NR _┴ = KR ± 90º

MOMENT TRAWERSU wystąpi w miejscu przecięcia LDd z linią namiaru trawersowego (prostopadła do linii symetrii statku).

ODLEGŁOŚĆ MINIMALNA- Dmin- wystąpi w miejscu przecięcia LDd z prostopadłą do niej wystawioną z obiektu

9

V_d = V_w + V_p

V_d

V_d = V_w - V_p

V_p

V_d

S= długość linii pomiarowej

V_wt₁

X

B

q

V_wt₂

q

q

V_pt₂

X

V_pt₁

V_d

znos

dryf

KR

KDd

KDw

dryf

wiatr

prąd

KK

+ δ

KM

+ d

KR

+dryf

KDw

+znos

KDd

N_R

---