Исследования работы и эксплуатационных характеристик гироазимуткомпаса 'ВЕГА'

Исследования работы и эксплуатационных характеристик гироазимуткомпаса 'ВЕГА'

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ АДМИРАЛА Ф.Ф. УШАКОВА

КАФЕДРА СУДОВОЖДЕНИЯ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине «Технические средства судовождения» на тему:

«Исследования работы и эксплуатационных характеристик гироазимуткомпаса «ВЕГА»

Выполнил: курсант 51 группы Васильев М. В.

Проверил: преподаватель Селезень Я. Ю.

Севастополь

г

Содержание

Основные тактико-технические данные прибора, состав комплекта с указанием назначения основных приборов комплекта

Перечисление всех систем, входящих в состав гирокомпаса, с указанием назначения и состава систем. Подробное описание системы питания (АМГ-202)

Подготовка ГАК «Вега» к пуску

Указать какие подготовительные работы необходимо осуществить перед запуском прибора

Привести порядок включения прибора, проанализировав временной диаграммой очередность срабатывания различных систем и блоков ГК

Начертить кривую затухающих колебаний

Оценка погрешностей гирокомпаса «Вега» и их влияние на точность судовождения

Анализ неисправностей и методика их устранения

Список литературы

гирокомпас погрешность судовождение эксплуатационный

Основные тактико-технические данные прибора, состав комплекта с указанием назначения основных приборов комплекта

«Вега» является двухрежимным корректируемым гироскопическим курсоуказателем (ГКУ) с косвенным управлением. Этот малый по размерам прибор со сравнительно высокими точностными параметрами рассчитан на работу в условиях больших инерционных возбуждений.

Подвес чувствительного элемента жидкостно-торсионный. Период незатухающих колебаний в расчетной (60°) широте 150 мин. Нормальная работа ГКУ возможна в широтах до 80° в одном из режимов: ГК (основной режим) при скорости до 50 уз и гироазимут (вспомогательный режим) до 70 уз.

Точность показаний ГКУ в режиме ГК при различных условиях плавания в широтах меньше 70° характеризуется следующими цифрами: погрешность на неподвижном судне ± 0,5°; погрешность на прямом курсе при постоянной скорости до 30 уз и качке с амплитудой 2°±0,8°, с амплитудой 25° ± 1,5°, погрешность при маневрировании на скоростях до 30 уз достигает ±2°. Вообще ГКУ выдерживает воздействие качки с амплитудой 45° и рыскания судна со скоростью 12° в секунду при амплитуде рыскания 30°. В режиме гироазимута допустимая скорость дрейфа ±1° в час. Время ускоренного приведения ГКУ в меридиан 60 мин. Предельная погрешность синхронной передачи ±0,1°. В связи с высокой рабочей температурой поддерживающей жидкости (75°С) введен электрический подогрев. Гарантийный срок работы гироблока 10000 ч. Время непрерывной работы ГКУ 2000 ч.

Питание ГКУ осуществляется от судовой сети трехфазного переменного тока (380 или 220 В, 50 Гц).

Комплектация гирокомпаса. Гирокомпас "Вега-М" имеет два варианта комплектации. Если в состав гирокомпаса входит штурманский пульт ВГ-ЗВ, то этот комплект приборов используют для навигационных целей в диапазоне широт от 0 до 80° N(S) в режиме гирокомпаса. Режим гироазимута применяют при стоянках судна в порту для юстировки прибора.

Если в состав комплекта приборов входит штурманский пульт ВГ-ЗБ, то этот гирокомпас используется в широтах 0-85° в режиме гирокомпаса, а в широтах 85-90° - в режиме гироазимута.

Конфигурация первого варианта комплектации гирокомпаса показана на рис. 1.1, а его приборный состав приведен в табл. 1.1.

Рис. 1.1.

Таблица 1.1.

Комплект приборов гирокомпаса «Вега-М»

В арктическом варианте комплектации вместо прибора ВГ-ЗВ используют прибор ВГ-ЗБ.

В дополнение к приборам 19Н-1(19Н) возможно применение прибора 19НД, который представляет собой пеленгаторный репитер с датчиком пеленга. Для установки этого прибора в состав комплекта должен входить пелорус 20К-11.

Перечисление всех систем, входящих в состав гирокомпаса, с указанием назначения и состава систем. Подробное описание системы питания (АМГ-202).

В основном приборе ВГ-1Б размещены несколько самостоятельных по назначению систем:

гироскопический чувствительный элемент 15 (гиросфера) и система его подвеса;

двухканальная система косвенного управления стабилизированным гироблоком, сообщающая ему свойство избирательности по отношению к меридиану, и преобразующая его в чувствительный элемент гирокомпаса;

двухканальная следящая система;

система термостабилизации гирокомпаса;

система ускоренного приведения гироблока в меридиан;

блок выработки компенсационных сигналов для минимизации статического дрейфа гироскопа.

Элементы ряда систем гирокомпаса находятся в разных приборах. К ним относятся:

блок питания гирокомпаса с пускорегулирующей аппаратурой, элементы которой размещены в агрегате АМГ 212(222), магнитном пускателе ПМТ-1111, приборе питания ВГ-2А и основном приборе ВГ-1Б;

блок коррекции девиаций гирокомпаса (обусловленных действием гироскопических моментов), элементы которого размещены в приборах ВГ-ЗВ и ВГ-1Б;

система трансляции курса к потребителям; к ней относятся репитеры, курсограф, разветвительная коробка, блок трансляции в приборе ВГ-ЗВ и датчик курса в приборе ВГ-1Б;

контрольно-сигнальная система, элементы которой присутствуют в основном приборе (на корпусе, на гироблоке, в усилителях), в сигнальном приборе ВГ-6 и в приборах ВГ-2Б, ВГ-ЗВ;

система автоматической компенсации азимутального, дрейфа гироблока размещена в приборах ВГ-6 и ВГ-ЗВ.

В блок питания гирокомпаса входят: агрегат АМГ-212, прибор питания ВГ-2Б и магнитный пускатель ПМТ-1111.

Агрегат АМГ-212(АМГ-222) предназначен для преобразования трехфазного судового тока частотой 50 Гц напряжением 220 (380) В в трехфазный переменный ток частотой 500 Гц и напряжением 120 В.

Прибор питания ВГ-2Б предназначен для включения гирокомпаса, выработки необходимых напряжений, защиты основных цепей и контроля исправности электросхемы.

Снаружи в нижней части корпуса 6 прибора (рис. 2.15) установлены кнопки 4(2SB2) "Пуск" и 5(2SB1) "Стоп", предназначенные для пуска и остановки гирокомпаса. Также там присутствует переключатель 3(2S1) "Контроль", на три положения, с помощью которого вольтметр 2(2PV1) подключают к различным фазам тока, питающего гироблок. На крышке прибора смонтированы световые табло 10 (" 110 В 50 Гц"), 9 ("Система") и 8 ("Агрегат"). Помимо этого на крышке предусмотрено окно 1 для наблюдений за показаниями счетчика 18(2РТ), регистрирующего время наработки гирокомпаса.

Внутри корпуса прибора (рис. 2.16) размещены три понижающих трансформатора - 14(2Т4), 15(2ТЗ) и 16(2Т5), с которых снимается трехфазное напряжение 40 В 500 Гц для гироблока.

Трансформатор 11(2Т2) служит для рабочего обогрева гироблока. Трансформатор 12(2Т1) подает питание сигнальным табло и лампам подсветки в приборах ВГ-1Б, ВГ-2Б, ВГ-ЗВ. Трансформатор 13(2Т6) обеспечивает током систему сигнализации о неисправностях схемы.

На плате 17(П2) установлены счетчик 18(2РТ), два реле - 19(2К1) и 20(2К2).

На обратной стороне панели П2 укреплены: конденсатор 2СЗ, резисторы 2R1, 2R4, 2R5 и 2R6, выпрямители 2V1-2V8, реле 2КЗ, контакты которого 2КЗ. 1 блокируют кнопку 4(2BS2) "Пуск".

Под платой П2 размещен блок термостабилизатора БТС, который относится к системе обогрева гироблока. Блок БТС подключен к схеме прибора с помощью штепсельного разъема 21. В секции 26 установлены реле времени 27(2КТ) и кнопка 29(2SB3). Несколько выше секции 26 размещена плата 28 с предохранителем F15 в цепи магнитного пускателя ПМТ.

В секции 25 можно производить контроль токов ТПГ. Здесь находятся контрольные гнезда 2XS5-2XS6, 2XS7-2XS8, 2XS9-2XS10.

Секция 24 имеет предохранители для защиты устройств прибора ВГ-1Б. Предохранители F1 и F2 защищают цепь рабочего обогрева гироблока, а предохранитель F5 - цепь форсированного обогрева. Предохранители F3, F4 и F9 защищают от перегрузки обмотки всех реле, питающихся током 24 В (от 500 Гц), двигатели 1М1 и 1М2, а также усилители 1А1 и 1А2 прибора ВГ-1Б соответственно. Предохранители F6, F7 и F8 защищают гироблок. Предохранители секции 23 защищают от перегрузки цепи штурманского пульта ВГ-ЗБ. Предохранители F11 и F10 защищают усилитель ЗА1 и двигатель ЗМ1 соответственно. Предохранители F13 и F14 защищают цепи однофазного тока 50 Гц 110 В, а предохранитель F12 - цепи однофазного тока 120 В 500 Гц. В обоих случаях эти цепи, в основном, относятся к репитерным системам гирокомпаса.

В секции 22 нижней платы размещены контрольные гнезда 2XS1- 2XS2, 2XS11-2XS12 для проверки линий питания реле и цепей обогрева гироблока. Гнезда 2XS3-2XS4 позволяют при нажатой кнопке 29(2SB3) проверить величину сопротивления 1R4 в гироблоке.

Подготовка ГАК «Вега» к пуску

Перед включением питания необходимо провести внешний осмотр всех приборов, проверить надежность соединения штепсельных разъемов, наличие всех предохранителей и сигнальных ламп.

В приборе ВГ-1А :

открыть колпак и убедиться, что индекс N на гироблоке обращен в сторону уровня установочного кольца, а пузырек уровня отклонен не более чем на одно деление от среднего значения;

если карданов подвес заарретирован, необходимо извлечь штифт вертикального карданова кольца, ослабить винты втулок, вывинтить и снять стойки вместе со втулками, закрыть колпак и снятые детали убрать в ЗИП;

переключатель режимов схемы установить в положение «Подготовка»;

риску на рукоятки резистора «Скорость приведения» совместить с риской на корпусе прибора.

В приборе ВГ-2А :

убедиться, что шкала реле времени установлена на 420 с;

переключатель «Контроль» установить в крайнее левое положение.

В приборе ВГ-3А :

переключатель режимов работы установить в положение «Гирокомпас»;

шкалу скорости установить на нуль;

шкалу широты установить на отсчет, соответствующий наименованию и широте места;

переключатель следящей системы установить в положение «Следящая система».

В приборе 23Т :

установить курсограмму, поджать стопорную гайку;

установить шкалу курса и курсовое перо на отсчет шкал курса прибора ВГ-3А;

установить переключатель «Приемник курса» в положение «Включено»;

установить рукоятку часового привода в положение «Стоп».

Показания всех репитеров согласовать с показаниями шкал прибора ВГ-3А.

Для включения гироазимуткомпаса при ошвартованном судне необходимо выполнить следующие действия :

На распределительном щите :

Включить переключатели «3-50 Гц 220 В» и «50 Гц 110 В», при этом начнет работать ревун прибора ВГ-3А.

В приборе ВГ-2А :

нажать кнопку «Пуск», при этом загорается табло : «Пуск», «Подготовка» на приборе ВГ-1А; «50 Гц 110 В», «Агрегат», «Система» на приборе ВГ-2А; «Подготовка» на приборе ВГ-3А (если какое - либо табло не загорелось, гироазимуткомпас следует выключить);

проверить напряжение в трех фазах питания гироблока, используя для этого вольтметр и переключатель «Контроль» (напряжение должно быть 40+\-4 В).

В приборе ВГ-1А :

отметить момент времени, когда погаснет табло «Пуск» (примерно через 3-5 мин. после срабатывания термореле 1ВК3). В этот момент автоматически подается питание на стабилизирующие двигатели, что сопровождается характерным «рывком» шкалы прибора ВГ-1А. Если этот рывок не наблюдается или шкала не начнет вращаться с большей частотой, гироазимуткомпас следует выключить. Если через 40 мин. после включения корпус прибора ВГ-1А не начал нагреваться или не гаснет табло «Пуск», температурный режим гироблока нарушен и гироазимуткомпас тоже подлежит выключению. Через 5 мин после выключения табло «Пуск» осторожно снять колпак прибора ВГ-1А и убедиться в том, что отклонение пузырька уровня не превышает 1-1,5 деления. Затем убедиться в том, что пузырек уровня возвращается в это же положение после отклонения установочного кольца с гироблоком от вертикали на 15-20°. После этого колпак поставить на место и закрепить;

через 10 мин после погасания табло «Пуск» переключатель режимов работы поставить в положение «Работа». С этого момента прибор начинает работать в режиме гирокомпаса, а в приборах ВГ-1А и ВГ-3А загораются табло «Гирокомпас» и гаснут табло «Подготовка».

В приборе 23Т :

включить часовой привод курсографа, поставив его рукоятку в положение «Пуск»;

отрегулировать подогрев перьев. С этого момента времени курсограф регистрирует (при надежно ошвартованном судне) кривую затухающих колебаний гтрокомпаса.

В приборе ВГ-3А :

установить переключатель «Следящая система» в положение «Отключено»;

снять отсчет курса со шкал прибора ВГ-3А и проверить, насколько показания курсографа и всех репитеров согласуются с этим отсчетом;

после согласования показаний репитеров переключатель поставить в положение «Следящая система».

Ускоренное приведение в меридиан. Если отклонение чувствительного элемента от меридиана превышает 3°, то можно выполнить ускоренное приведение его в меридиан. Эту операцию следует осуществить после погасания табло «Пуск». Движением гироблока управляют с помощью рукоятки «Скорость приведения», поворачивая ее в нужную сторону. Когда против курсовой черты прибора ВГ-1А установиться значение истинного курса, рукоятку возвращают в среднее положение.

Кривая затухающих колебаний

Полученные данные:

Паспортные данные:

Согласно полученным данным делаем вывод, что гироазимуткомпас не пригоден в навигационном отношении, т.к. фактор затухания должен быть больше 3, что б гироблок установился автоматически в меридиан при любом отклонении за 6 часов.

Оценка погрешностей гирокомпаса «Вега» и их влияние на точность судовождения

Оценка возможной погрешности в определении места судна, полученного способом пеленгования двух береговых ориентиров в условиях, когда гирокомпас вследствие состоявшегося маневрирования имеет инерционную девиацию.

Составили программу по формулам :

Где

В1=-В2=1743×10-8 см-1×с (от широты не зависят); параметры m=0,02565 c-1 (от широты не зависит); n=0,0003875 с-1 (от широты не зависит). Значения В3 и q см. в таблицах:

В3=1750×10-8см-1×с

=0.43×10-3 c-1

При расчетах будем иметь в виду, что в течении времени маневра t1=t, а после окончания маневра значение t1 остается фиксированным, а значение t непрерывно растет.

Рассчитали суммарную инерционную девиацию в интервале времени от t = 0 до t = 7200 сек. (с шагом Δt = 180 сек.)

Суммарная инерционная девиация

В соответствии с заданным значением времени t2=11 мин найдем величину

δj(факт.)= 1,0˚.

Произвели оценку возможной погрешности в значении поправки гирокомпаса при ее определении по навигационным створам в условиях, когда после маневра судна существует инерционная девиация.

Инерционная девиация, равноускоренное движение, t1=15 мин.

Используя табл. №10 инерционной девиации, равноускоренного движения для времени маневра 15 мин. построили кривую суммарной инерционной девиации гирокомпаса «Вега» для стандартного маневра ΔVN = -25 узл.

Погрешность гирокомпаса

Выбрали δj(табл.) = 2,4˚ на заданный момент времени t2 = 20 мин. после начала маневра.

Определили фактическую величину девиации δj(факт.) = - 1,4˚, пересчет производили по формуле :

Оценили погрешность ξΔГК, допущенную в определении величины поправки гирокомпаса в момент времени t2 = 15 мин. по формуле : xDГК= -dJ(факт.)(t2)= 1.4˚.

Так как фактическое значение инерционной девиации составило δj(факт.) = - 1,4˚, то делаем вывод, что т.к. время после маневра, по истечении которого инерционная девиация станет пренебрежимо мала, составляет 120 мин , то место судна следует определять минимум по трём пеленгам, но лучше использовать дистанции для ОМС в этот промежуток времени.

Произвели оценку возможной величины поперечного линейного сноса (бокового смещения) судна, возникающего с результате появления инерционной девиации гирокомпаса при маневрировании.

По формуле поперечного сноса судна при управлении по ГАК «Вега» :