Расчет погрешностей ТСС и оценка их влияния на точность судовождения

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:

δ_ј = - Vω[Nе^-mt + Mе^-ht sin(ω_dt + ψ)]·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);

ω_d - частота затухающих колебаний (с^-1), значение которой в зависимости

от широты выбирается из табл. 3; ω_d=1,064×10^-3

ω - угловая скорость поворота (с^-1);, M - постоянные интегрирования (с², м^-1);

Ψ - начальная фаза (градусы);- скорость судна (м·с^-1).

Значения ω_d

Исходные данные

ω =  с^-1

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

По формуле (1) рассчитываем δ_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_ΔГК.

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

. По графику изменения суммарной инерционной погрешности для гирокомпаса

на момент времени t_ΔГК = 115 с

выбираем δ_{ј (tΔГК)} ≈ 1,8⁰

. Оцениваем величину погрешности по формуле:

ε_ΔГК = -δ_{ј (tΔГК)ф}.

ε_ΔГК = - 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 Δ по формуле:

Δ = | 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».

. Используя график суммарной инерционной погрешности для гирокомпаса «Вега»._d1= 1260_d2= 4140

. 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;

ω_d - 1,064 х ×10^-3;

ω -  (с^-1);- 0,0356;- 0,108;

Ψ - 70 (градусы);- 16,97 м·с^-1₁ = -103,2₂ = - 81

Ширина безопасной полосы движения

4. Рассчитать боковое смещение d₁ при плавании судна постоянным курсом

d₁ = ω_Zmin·Vt²_Г

Исходные данные:

ω_Zmin = 2,1·10^-6с^-1,= 33 уз,_Г = 1 ч.

. Выражаем V в м с^-1:

V = 33*= 16,98 м с^-1_Г в секундах: t_Г = 1·3600 = 3600 с.

. Рассчитываем боковое смещение d₁ по формуле (19):₁ = 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:

ω_Zmin = 2,1·10^-6с^-1,= 18 уз,

ΔK = 95⁰,= 0,9 мили.

. Выражаем V, ΔK, R в системе СИ:= 16,98 м с^-1;

ΔK = = 18,52·0,9 = 1667 м.

. Рассчитываем боковое смещение d₂ по формуле (20):₂ = .₂ = 10,7 м.

6. Расчёт потери скорости при управлении судном по данным авторулевого

₁ = 1;₂ = 0,1;₃ = 200 с;

Т_R = 2 с;_R = 0,1 с;= 0,1 с^-1 и 1,0 с^-1;

ƒ_q=0,1 = 1 с^-1,

ƒ_q=1,0 = 80 с^-1,

Т_С = 100 с,

τ = 0 и 90 с.

. Рассчитываем по формулам

значения ψ и β для τ = 0, когда q = 0,1 с^-1 и ƒ_q=0,1 = 1 с^-1, для чего предварительно

вычисляем значения b, c, d, e; m и n (имеющие размерность с^-1):

b = ƒ·(1 - Т_R τ q²);

с = ƒ·(τ + Т_R) q;

d = ƒ;

е = ƒ(k₂ k₃ + τ) q;= Т_С Т_R τ q⁴ - (Т_С+Т_R+ τ) q² + k_R;= [(Т_R + Т_С)τ + Т_СТ_R] q³ - (1+ k_R k₂ k₃+ k₂ τ) q

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

Ψ = 0,707·

β = 0,707·.

При тех же значениях q = 0,1 с^-1 и ƒ_q=0,1 = 1 с^-1, но принимая τ = 90 с, снова вычисляем b, c, d, e; m и n, а затем ψ и β:= -0,8; c = 9,2; d = 1; e = 11; m = -0,02; n = 8,18.

Ψ = 0,707·;

β = 0,707·.

2. Находим потери скорости судна при различных значениях τ. Для чего из табл. по значениям ψ и β выбираем значения Δ_ψ, Δ_β.

Для τ = 0, используя линейную интерполяцию, находим:

Δ_ψ = 0,3%, Δ_β = 0,09%, Δ_V = 0,3% + 0,09% = 0,39%.

Для τ = 90 с, аналогично находим:

Δ_ψ = 0,4%, Δ_β = 0,05%, Δ_V = 0,4% + 0,05% = 0,45%.

. Для τ = 0, но для q = 1,0 с^-1 и ƒ_q=1,0= 80 с^-1 с учётом данных находим:= 80; c = 160; d = 80; e = 1600; m = -102,1; n = 198;

Ψ = 0,707·;

β = 0,707·.

. При тех же значениях q = 1,0 с^-1 и ƒ_q=1,0= 80 с^-1, но для τ = 90 с опять рассчитываем:= -14320; c = 7360; d = 80; e = 8300; m = 17808,1; n = 9368;

Ψ = 0,707·;

β = 0,707·.

. Используя табл. 10 и формулу Δ_V = Δ_ψ+Δ_β., находим:

для τ = 0; Δ_ψ = 0,23%, Δ_β = 0,68%, Δ_V = 0,23% + 0,68% = = 0,91%.

для τ = 90 с; Δ_ψ = 0,29%, Δ_β = 0,02%, Δ_V = 0,29% + 0,02% = = 0,31%.

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

h_ИЗМ = 1620 м,= 3215 об/мин,

С = 1480 м/с,

γ = 36⁰.

1. Вычисляем ∆h_N по формуле :

∆h_N = -32,8 м.

. Рассчитываем ∆h_С по формуле :

∆h_С = -21,6 м.

. Находим значение поправки ∆h_γ по формуле :

∆h_γ = 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.

Список использованной литературы

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.

.        «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.

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

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