Морские течения. Учет течения (лекция № 3)

1.

Калининградский государственный технический университет
«Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота»
Морской институт
Кафедра судовождения и безопасности мореплавания
Раздел 6 «Счисление координат судна»
Лекция № 3 (6.3)
Тема:
Калининград
2022
Доцент кафедры судовождения и безопасности мореплавания,
кандидат военных наук, доцент Щавелев В.П.
1

2.

Учебная цель лекции. Учебные вопросы.
Учебная цель:
- формирование конвенционных компетентностей в части,
касающейся требований, предъявляемых к графическому
счислению пути судна с учетом постоянного, приливно-отливного
течений, и определение элементов суммарного течения на
переходе и на промысле течения на морской навигационной карте.
Учебные вопросы:
1. Морские течения. Учет течения. Графическое счисление с
учетом постоянного течения.
2. Особенности счисления при приливном течении.
3. Определение элементов суммарного течения на переходе и
на промысле.
4. Графическое счисление с учетом дрейфа и течения.
2

3.

Литература
3
Основная:
1. Дмитриев В.И, Рассукованый Л. С. Навигация и лоция, навигационная
гидрометеорология, электронная картография (+CD). Учебник. – Москва: Моркнига,
2018 . – 312 с.
2. Дмитриев В.И., Григорян В.Л., Катенин В.А. Навигация и лоция. Учебник для
вузов (3-е издание переработанное и дополненное)/Под общ. ред. д.ф.т.н., проф.
В.И. Дмитриева. – М.: «МОРКНИГА», 2009. – 458 с.: ил.

4.

Первый учебный вопрос
1. Морские течения. Учет течения. Графическое
счисление с учетом постоянного течения.
4

5.

Морские течения
5
Морское течение - поступательное движение масс воды в морях и
океанах, часть общего круговорота вод Мирового океана.
Морские течения вызываются действием:
- силы трения между водой и воздухом (ветрами);
- градиентов давления, возникающих в воде;
- приливообразующих сил Луны и Солнца.
На направление морского течения влияет сила вращения Земли.
Морское течение оказывает огромное влияние на распределение:
- температуры; - солености; - на биологические процессы;
- на деятельность человека.
Таким образом, морское течение это горизонтальное перемещение
водных масс океанов и морей и характеризуется:
- направлением (курсом) КТ ;
- скоростью VТ.

6.

Классификация течений
6
Данные об элементах течения (направление, скорость) выбираются из:
1. Атласов течений (издаются для различных районов Мирового океана).
2. Таблиц течений (издаются для отдельных районов со значительными
приливными течениями).
3. Из лоций морей (приближенные сведения о течениях).
Классификация течений (в зависимости от устойчивости направления
и скорости течения):
- постоянные;
- периодические;
- непериодические.
Постоянные течения – это течения, направление и скорость которых
длительное время остаются постоянными.
Периодическими называются течения, направление и скорость
которых изменяются с определенным периодом (приливные течения).
Непериодические течения это течения, направление и скорость
которых изменяются незакономерно (ветровые течения, вектор скорости у
них зависит от направления и скорости ветра).

7.

Влияние течения на движущее судно
7
При плавании в районе, в котором имеется
течение, судно участвует в двух движениях:
1. В движении относительно масс
воды по направлению истинного курса
со скоростью V0. Эту скорость будет
показывать относительный лаг.
2. В движении вместе с
массами
воды
по
направлению КТ
и со
скоростью течения VТ.
Результирующее движение - геометрическая сумма этих двух движений.
Для получения суммарного движения производится геометрическое сложение
двух векторов V0 и VТ.
Порядок построения:
- на карте прокладывается линия истинного курса ИК, на которой
откладывается вектор скорости судна V0;
- из конца вектора (V0) прокладывается линия по направлению течения КТ, по
которой откладывается вектор скорости течения VТ.;
соединив начало вектора V0 с концом вектора VТ, получаем вектор
суммарного перемещения судна с учетом течения (ПУß ) (рис. 7).

8.

Графическое счисление с учетом течения
Nи
х
Nи
х
ß
К
8
Вектор суммарного перемещения судна
с учетом течения называется путевой
скоростью
V.
Треугольник
КАВ,
образованный векторами V0 , VТ и V,
называется скоростным треугольником.
В
Рисунок 7 – Скоростной треугольник
Линия КВ, по которой фактически
перемещается судно с учетом течения,
называется линией пути при течении.
Путевой угол при течении (Пуß) - угол
между
северной
частью
истинного
меридиана и линией пути.
Угол между линией ИК и линией пути при течении называется углом
сноса ß. Угол сноса измеряется в полукруговой системе и рассчитывается
по формуле:
ß = ПУß – ИК
(1)
Формула (1) алгебраическая, в ней следует учитывать знак угла ß:
- знак «+» если течение направлено в левый борт судна;
- знак «-» если течение направлено в правый борт.

9.

Учет постоянного течения при графическом счислении
9
При графическом счислении по относительному лагу
решаются две типовые задачи:
Задача 1 (прямая):
Расчет пути и путевой
скорости при учете течения.
Задача 1 (прямая):
Задача 2 (обратная):
Расчет компасного курса для следования
по заданной линии пути при течении.
Nи
х
По истинному курсу ИК, скорости судна V0 и
элементам течения
КТ, VТ
необходимо Nи
определить путь судна и путевую скорость V. х
Порядок решения:
Из точки К
(начало учета постоянного
КТ
течения) прокладываем линию истинного курса
А
ИК (рис. 8).
На этой линии от точки К откладываем вектор
ß
скорости V0. Из конца вектора скорости судна
В
(точка
А)
прокладываем
линию
КТ К
(направления
течения).
По
которой
откладываем вектор скорости течения VТ.
Рисунок 8 – Определение пути при
Соединив точку К с концом вектора скорости
течении
течения (точкой В) получаем линию пути.

10.

Учет постоянного течения при графическом счислении
10
Измерив направление линии пути КВ транспортиром, получаем путь судна с учетом
течения ПУß. Величина отрезка КВ является вектором путевой скорости V . Угол сноса
рассчитывается по формуле (1).
Задача 2 (обратная): Расчет компасного курса для следования по
заданной линии пути при течении.
По заданному пути с учетом течения ПУß, известным: скорости судна V0 ,
элементам течения КТ, VТ и поправке компаса ∆ГК следует определить
необходимый компасный курс.
Из
точки
К
(начало учета течения)
прокладываем заданную линию пути ПУß
Nи
(рис. 9). Из этой же точки прокладываем
х
линию направления течения КТ и на ней
откладывается вектор скорости течения VТ .
Из конца вектора течения (точка А) радиусом,
равным скорости судна V0 делаем засечку на
линии пути (точка В). Линия АВ соответствует
ß
В
направлению истинного курса ИК. С помощью
К
параллельной линейки по направлению АВ из
точки К проводим линию истинного курса.
А
Направление ИК этой линии измеряется с
Рисунок 9 – Определение
помощью транспортира.
компасного курса

11.

Учет постоянного течения при графическом счислении
11
Угол ß рассчитывается по формуле (1).
Рассчитываем значение компасного курса КК = ИК - ∆ГК и задаем его
рулевому.
Как видно из построений при решении рассмотренных задач
графически решается выражение
V = V0 + VТ
НЕОБХОДИМО ПОМНИТЬ:
1. Относительный лаг измеряет пройденное судном расстояние по
направлению истинного курса и течения не учитывает.
Поэтому при ведении графического счисления с учетом течения
пройденное судном расстояние откладывается по линии
истинного курса, а затем полученное место переносится
на линию пути по направлению течения.
При этом решаются следующие типовые задачи:
- задача 3 - расчет координат текущего места судна;
- задача 4 – предвычисление отсчета лага и времени прибытия судна
в заданную точку.

12.

Расчет координат текущего места судна
12
Задача 3 - расчет координат текущего места судна.
Условия задачи, известно:
- исходная точка А на момент Т1, отсчет лага ол1, истинный курс ИК, скорость
судна V0 , элементы течения КТ, VТ.
Для определения координат судна следует заметить:
• время Т2 по морским часам, по репитору лага - отсчет лага ол2.
Порядок решения задачи:
1. Рассчитываем пройденное судном расстояние S0 = (ол2 - ол1)kЛ.
Для контроля рассчитывается расстояние по времени плавания S0 = V0(Т2 - Т1).
Расстояния, рассчитанные по лагу и по времени должны сходиться.
2. Полученное расстояние S0 откладываем по линии истинного курса (рис.10).
Nи
х
3. Из полученной вспомогательной точки В
В
C
А
Т1
ОЛ1
Т2
ОЛ2
Рисунок 10 – Расчет координат
текущего места судна
проводим линию, параллельную направлению
течения, до пересечения с линией пути. Точка
пересечения С и будет искомой точкой текущего
места судна С. Возле нее записываются время
Т2 и ол2.
При необходимости с карты могут быть
измерены
счислимые
географические
координаты φС и λС этой точки.

13.

Расчет координат текущего места судна
13
Аналогичным способом решается задача предвычисления координат на
любой заданный момент времени. Так как в этом случае отсчет лага неизвестен.
Пройденное расстояние рассчитывают по времени и назначенной скорости
плавания:
S0 = V0(Т2 - Т1)
Задача 4 - предвычисление отсчета лага и времени прибытия судна в
заданную точку.
Условия задачи, известно:
- исходная точка А на момент Т1, отсчет лага ол1, истинный курс ИК, скорость
судна V0 , элементы течения КТ, VТ.
Nи х
Для решения из заданной точки С
проводим линию, параллельную вектору
течения, в противоположную сторону до
пересечения с линией ИК в точке В (рис. 11).
В
ПУß
А
Т1
ОЛ1
C
Рисунок 11 – Расчет прихода судна
в заданную точку
Далее с помощью циркуля измеряем
длину отрезка АВ, которая соответствует
относительному расстоянию S0. Именно это
расстояние предстоит пройти судну, чтобы с
учетом течения оказаться в заданной точке
С.

14.

Расчет координат текущего места судна
14
Далее рассчитывается время плавания t и момент Т2;
t = S0/V0 ;
Т2 = Т2 + t.
Рассчитываются разность отсчетов лага рол и отсчет лага ол2:
рол = S0/kл ;
ол2 = ол1 + рол.
При фактическом прибытии судна в точку С зафиксированные время и отсчет
лага сличаются с расчетными.
х
Nи
В
В
В
А
Т1
ОЛ1
Рис. 12 – Определение заданной точки
дистанцией, пеленгом и траверзом
Особенности решения рассмотренных
задач:
1. Точка С (прибытия судна в точку) может
задаваться:
- пеленгом на приметный ориентир или
дистанцией до нее;
- траверзом на приметный ориентир.
Точка С задана дистанцией на приметный
ориентир: от ориентира, как из центра
окружности радиусом, равным заданной
дистанции DЗАД, проводим дугу окружности до
пересечения с линией пути. Точка пересечения
будет заданной точкой С (рис. 12).

15.

Расчет координат текущего места судна
15
Точка С задана пеленгом на ориентир:
- для её нахождения необходимо заданный пеленг ИП ЗАД проложить из
центра ориентира до пересечения с линией пути (рис. 12).
Точка С задана траверзом:
- из центра ориентира опустить перпендикуляр на линию истинного
курса (провести ИП, перпендикулярный ИК) и продолжить его до линии
пути;
- точка на линии пути ПУß будет заданной точкой С (рис. 12).

16.

Графическое счисление с учетом течения
16.00
24.5
16.40
32.0
16.42
32.4
15.20
12.4
Рисунок 13 – Графическое счисление с
учетом течения
16
При счислении пути с учетом
течения:
1. - на карте обязательно
прокладываются две линии: линия
ИК и линия пути при течении (рис.
12);
- на линии ИК откладывается
пройденное судном расстояние S0
рассчитанные по лагу или по
скорости и времени плавания.
Полученные точки переносятся
на линию пути по направлению
течения.
2. Все надписи делаются вдоль линии пути, записываются (рис. 13):
- компасный курс;
- поправка компаса;
- угол сноса ß.
У точек, означающих место судна, подписывается время и отсчет лага.

17.

Расчет координат
текущего
места
судна
Графическое
счисление
с учетом
течения
17
3. При каждом изменении курса или скорости заново выполняются
графические построения для определения нового угла сноса ß.
Новый угол сноса ß рассчитывается и при изменении элементов
течения КТ или VТ.
Моменты начала и конца учета течения фиксируются в судовом
журнале с указанием учитываемых элементов течения и источника
сведений о течении.

18.

Второй учебный вопрос
2. Особенности счисления при приливном течении.
18

19.

Приливные течения
19
Особенности счисления при приливном течении
Приливные течения изменяются в соответствии с цикличностью
приливов. Период их изменения имеет суточный или полусуточный
характер. Поэтому приливные течения называют периодическими
течениями.
Скорость приливных течений уменьшается по мере удаления от
береговой черты.
В открытом море эти течения приобретают вращательный характер и
изменяются по эллиптическом у закону.
Элементы приливного течения непрерывно изменяются, поэтому их
рассчитывают через каждый час.
Элементы приливного течения определяются:
- по Атласу течений;
- с помощью таблиц течений;
- по данным, приведенным на некоторых путевых картах.

20.

Приливные течения
20
Атласы течений.
В них приводятся схемы приливного течения для определенного района
плавания. Каждая схема соответствует своему водному часу.
Водное время – это время, отсчитываемое в ту и другую сторону от момента
наступления полной воды в основном пункте, т.е. в пункте, относительно которого
произведены расчеты в Атласе.
Водное время в часах ВЧ, соответствующее судовому времени ТС,
рассчитывается как алгебраическая разность этого судового времени и судового
времени наступления полной воды ТПВ , т. е. ВЧ = ТС – ТПВ
Если в полученной
разности
количество
минут меньше 30, то
эти
минуты
отбрасываются,
если
превышает
30,
то
абсолютное значение
рассчитанного водного
часа увеличивается на
единицу.

21.

Приливные течения
21
Таблицы течений.
Таблицы течений составляются для районов с сильными приливными
течениями – для проливов и для прибрежных участков моря. В них
приводятся элементы приливных течений на каждый четный час суток.
С помощью таблицы течений можно решить задачу по выбору
времени, соответствующего наиболее благоприятным условиям плавания
– минимальной скорости течения.

22.

Приливные течения
22
Порядок определения направления и скорости приливного течения по
Атласу течений:
1. По МАЕ определяется фаза или возраст Луны на данные сутки и по ним
делается вывод о скорости течения при новолунии и полнолунии (сизигия)
скорость течения максимальная, при фазах Луны, соответствующих первой и
третей четверти (квадратура), скорость течения минимальна.
2. По таблице приливов для данного района плавания определяются судовое
время наступления полной воды ТПВ , высоты полных и малых вод на данные
сутки hПВ и hМВ , средняя сизигийная и средняя квадратурная величины приливов
hсзз и
hКВ; строится схема водного времени.
3. По судовому времени начала учета течения с помощью схемы водного
времени определяется водный час и судовое время его середины ТО.
4. На момент времени ТО с карты измеряются счислимые координаты судна и
по ним наносится точка на ту схему Атласа течений, которая соответствует
полученному водному часу.
5. Ближайшая к счислимому месту судна стрелка схемы течений укажет
направление течения и его скорость в сизигию VСЗ и в квадратуру VКВ.
6. Рассчитывается скорость приливного течения, соответствующая средней
величине прилива на данные сутки: VТПР = ½(
ℎ
VСЗ
ℎ