Морские единицы длины и скорости на море. Лаги

Основной единицей длины на море принята морская миля, равная длине одной минуты дуги меридиана в данной широте. По формуле для дуги имеем

.

Переходя здесь от дифференциалов к малым конечным приращениям, обозначим длину морской мили D, а вместо dj подставим угол, равный 1¢ в радианах :

.

Вычисления по формуле дают следующие значения длины одной морской мили в зависимости от широты:

; ; .

Очевидно, что переменная величина неудобна в качестве единицы длины. Поэтому международным соглашением, принята стандартная миля, равная 1852,0 м.

Для измерения небольших расстояний применяют кабельтов (кб), равный 1/10 стандартной мили, т.е. 1 кб = 185,2 м.

На берегу иногда применяется близкое по звучанию единица – статутная миля, равная » 1609 м, но это тысяча пар шагов римского легионера.

Кроме того, еще применяется морская сажень, равная 6 футам; ярд, равен 3 футам (1 фут = 12 дюймов = 0,3048 м; 1 дюйм = 2,54 см).

Основной единицей скорости на море служит узел (уз) – скорость, равная 1 миле в час. Этому соответствует скорость 0,514 м/с. Для ориентировочных расчетов (например, скорости ветра) надо скорость в узлах поделить пополам чтобы выразить ее в м/с.

Судно, движущееся по поверхности моря, перемещается как относительно воды под действием судовых движителей и ветра, так и относительно дна моря – вместе с водой под действием течения. Собственное движение судна относительно воды принято называть относительным движением со скоростью V_о, его перемещение за счет движения среды называют переносным движением со скоростью V_П, а результирующее движение относительно дна моря – абсолютным движением со скоростью V = V_o + V_П.

Навигационные приборы, предназначенные для измерения скорости судна и пройденного им расстояния, называются лагами.

Название "узел" происходит от ручного лага, который применяется на парусном флоте. Такой лаг состоит из деревянного сектора и нетонущего лаглиня. Сектор утяжелен с круглого края настолько, что плавает вертикально почти полностью погруженным. В идущий от него лаглинь через 1/120 мили (» 15 м) вплетены кончики с одним, двумя и т.д. узлами. Для измерения скорости сектор спускали за корму и свободно травили лаглинь, чтобы сектор оставался почти неподвижным в воде. При этом вели счет кончикам с узлами в течение полминуты (1/120 часа). Число подсчитанных таким образом узлов дает скорость судна в милях за час, т.е. в узлах.

На смену описанному ручному лагу пришли вертушечные лаги забортные (буксируемые за кормой), затем – вертушечные механические днищевые, затем гидродинамические, которые сменились на индукционные. Их сменяют лаги доплеровские и корреляционные. Которые (в отличие от всех предшествующих) позволяют измерять не относительную, а абсолютную скорость судна, т.е. с учетом течения.

Для определения скорости судна и пройденного им расстояния необходимо знать и учитывать поправку DЛ или коэффициент К_л лага. Эти поправка и коэффициент взаимно однозначно выражаются друг через друга:

; .

Поэтому наряду с традиционной поправкой DЛ в процентах все чаще применяют более удобный для расчетов коэффициент лага К_л.

Для расчета поправки или коэффициента лага по результатам наблюдений служат формулы

; ,

где S – достаточно точно известное плавание судна, принимаемое за эталонное, а рол – разность отсчетов лага: рол = ОЛ₂ – ОЛ₁

Все способы определения DЛ или К_л отличаются друг от друга лишь тем, как определяют эталонное (иногда называют "истинное") плавание S, входящее в формулы.

Наиболее точно и надежно поправку или коэффициент лага, а также скорость судна определяют на мерной линии. Мерная линия – это полигон для скоростных испытаний судов.

По обсервациям (т.е. по определениям места судна по приборам), расстояние между которыми S принимают за эталонное, рассчитывают по формулам, строго говоря, не DЛ (или К_л), а поправку плавания DS, тоже в процентах, которую, однако, называют и обозначают как DЛ. Полученная так поправка плавания DS (принимаемая за DЛ) тем точнее, чем меньше погрешность обсерваций и больше плавание S между ними. Поправкой DS можно пользоваться пока условия (предполагаемое течение) неизменны. Вместе с тем, систематическое определение DS, сопоставление с плаванием по лагу S_л с учетом его поправки (или К_л) и по частоте вращения винта при данной загрузке судна, служат для контроля работы лага в плавании.

Если лаг не работает, то плавание за время t определяют используя скорость хода V_об по частоте вращения n (об/мин) гребного винта: S_об = V_об t. Для этого зависимость V_об от n при разных загрузках судна и режимах работы двигателя должна быть определена на ходовых испытаниях и представлена в виде графика и таблицы на мостике.

Как резервное средство определения относительной скорости судна служит "планширный" или "голландский лаг". Его применение состоит в измерении секундомером времени t, в течение которого сброшенная с носа судна чурка пройдет вдоль борта отмеренную на судне базу l : V = l/t. Заранее рассчитанную таблицу зависимости V(уз) от t (с) для базы своего судна полезно иметь на мостике.