Влияние стационарного режима движения судна на параметры гирокомпаса

При движении судна с постоянными скоростью и курсом изменяются такие параметры гирокомпаса как направляющий момент (R), период собственных незатухающих () и затухающих () колебаний, время прихода в меридиан и точность показаний. Рассчитаем некоторые параметры для гирокомпаса типа «Курс», используя следующие исходные данные курсовой работы:

· Широта φ = 75°N;

· Курс и скорость судна до маневра 145° - 13 уз (6,69 м/с);

· Курс и скорость судна после маневра 030° - 22 уз (11,32 м/с);

· Время маневра судна t₁ = 45 секунд;

· Угол отклонения главной оси гирокомпаса от плоскости истинного меридиана α = 14°.

Проанализируем приведенные выше формулы. Как видно, в них входят VN и VE, то есть величины R, Т₀, w_0, a_ч полностью зависит от скоростных составляющих VN и VE, и при изменении их величины параметров тоже меняются.

В рассматриваемом случае направляющий момент R зависит не только от горизонтальной составляющей вращения Земли (R_z = HwÅ cosj *a), но и от параметров движения судна. Следствием этого факта является важный вывод о возможности обращения в 0 направляющего момента, в широте отличной от 90°, где выполняется равенство

wÅcosj + VE/RÅ = 0 VE = -RÅwÅcosj

При движении судна только на запад (V_E/RÅ <0, а VN=0) может наступить явление «Остановки земли», когда wÅcosj - V_E/RÅ = 0. В этом случае R_z=0. Это означает, что скорость судна равна линейной скорости любой точки данной параллели. Относительно инерционных координат судно становиться неподвижным, небесные светила наблюдаются постоянно в одном положении. Широта, в которой при данной скорости теряется направляющий момент вследствие эффекта «Остановки Земли», называется критической. Положение главной оси гиросферы в азимуте становится неопределенным и гирокомпас больше нельзя использовать в качестве курсоуказателя. Критическую широту можно рассчитать по формуле:

cosjкр = - VE/RÅwÅ = - Vsin ИК/ RÅwÅ

Для широты 75° этот эффект возникает при V_E = 120,339 уз, т.е. невозможен для судов.

При движении судна с постоянными параметрами по сферической поверхности главная ось гиросферы отклоняется от плоскости истинного меридиана на угол, равный скоростной девиации. Скоростная девиация обусловлена наличием дополнительной угловой скорости, вызванной движением судна.

Судно перемещается с заданными параметрами 145° - 13 уз по сферической поверхности и, значит, приобретает угловую скорость собственного движения .

По линии N-S направлена горизонтальная составляющая угловой скорости суточного вращения Земли ω₁.

В результате геометрических построений и некоторых преобразований можно получить формулу для расчета скоростной девиации:

.

Рассчитаем значение скоростной девиации гирокомпаса для приведенных выше параметров:

до маневра ;

после маневра .

Следует иметь в виду, что более точное значение скоростной девиации рассчитывается по формуле:

.

Принципиальное отличие методов компенсации скоростной девиации у ГК «Курс» и ГАК «Вега» состоит в том, что у ГК погрешность Dd_v исключается только в репитерах, а на ЧЭ у ГАК Dd_v уничтожается непосредственно на ЧЭ, поэтому ГАК «Вега» называют корректируемым.