Скоростная девиация и её учёт

Движение судна считается однозначно заданным, если известны его скорость V и истинный курс ИК (рис.2.20). Другим вариантом определения движения является задание составляющих скоростей: V_N— вдоль меридиана и V_Е — вдоль параллели (см. рис.2.20). Связь между двумя вариантами устанавливается следующими соотношениями:

V_N= VcosИК; V_E= VsinИК.

Поскольку движение судна происходит по земной сфере, существование линейных скоростей неизбежно вызовет появление некоторых угловых движений. Для определения существующих угловых скоростей обратимся к рис.2.21, на котором положение судна на земнойсфере задано координатами φи λ, а его движение — составляющими V_Nи V_Е скорости. Отчетливо видно, что движение с линейной скоростью V_Nпо дуге большогокруга, имеющего радиус, равный , приводит к возникновениюугловой скорости, вектор которой равен отношению и направлен по линии EWк W.

Соответственно движение с линейной скоростью происходя­щее по дуге параллели радиусом , приводит к появлению угловой скорости, вектор которой равен отношению

Пользуясь тем свойством, что вектор угловой скорости является сво­бодным вектором, т.е. его можно переносить параллельно самому себе в любую точку, нанесем этот вектор на ось вращения Земли, т.е. на ось PNPSпо направлению к Р_N

Теперь установлена совокупность угловых скоростей

Рис. 2.21                                      рис. 2.22

(поле угло­вых скоростей), которые воспринимаются чувствительным элементом гирокомпаса, установленного на движущемся судне. Указанное поле угловых скоростей включает в себя составляющие ω1 и ω₂ угловой скорости суточного вращения Земли (переносные угловые скорости) и составляющие и угловой скорости вращения судна относительно Земли. Все перечисленные составляющие показаны на рис.2.22, там же отчетливо видно, каким образом они разложены по осям горизонтной системы координат ONEn.

В итоге поле угловых скоростей однозначно характеризуется сле­дующими тремя составляющими: а) по оси N- Sпо направлению к N; б) по оси Е - Wпо направлению к Е; в) по оси Z- п по направлению к n, т.е. соответственно

На рис.2.23 показана плоско­сть истинного горизонта (вид с зе­нита) и расположенные в этой плоскости составляющие U_lи U₂, данные в развернутом виде. Равно­действующая всех составляющих угловых скоростей, лежащих в пло­скости горизонта, определяется по значению выражением

(2.45)

 и по направлению — углом δ_V, тангенс которого находят по формуле

(знак «минус» означает, что при заданных исходных условиях угол имеет западное наименование). Поскольку положение равновесия главной оси ОХ чувствительного элемента гирокомпаса теперь распо­лагается в вертикальной плоскости, содержащей вектор равнодейству­ющей , указанная плоскость получает название плоскость компас­ного меридиана, а ее угловое отклонение от плоскости истинного мери­диана  получает название скоростная девиация гирокомпаса.

Основные закономерности скоростной девиации, вытекающие из анализа формулы (2.48), состоят в следующем.

1.  Возникновение скоростной девиации обусловливается наличи­ем у судна северной составляющей скорости движения.

2.  Девиация линейно зависит от скорости судна.

3.  Девиация имеет полукруговой характер зависимости от компас­ного курса (максимальные по абсолютному значению девиации дости­гаются на курсах 0 и 180°, нулевые — на курсах 90 и 270°).

4.Зависимость девиации от широты определяется функцией 1/cosφ = secφ, поэтому особенно резкое увеличение его численного значения происходит в широтах выше 70°

УЧЁТ: 1.Скоростная девиация в гирокомпасе «Курс-4» и «Курс-4М» учиты­вается путем ее исключения из показаний всех репитеров с помощью корректоров полуавтоматического типа. Необходимо подчеркнуть, что в обоих указанных типах компасов чувствительный элемент является автономным, т.е. его показания не корректируются.

2. Скоростная погрешность в ГК «Гиростар-2» и «Стандарт» рассчитывается с помощью микропроцессора, в который вводится широта и скорость (GPS, лаг) и далее исключается из показаний репитеров.

3.В старых ГК скоростная погрешность исключается из показаний репитера с помощью электромеханического корректора.

4. Если микропроцессор вышел из строя, скоростная погрешность определяется с помощью таблиц и учитывается (таблиц скоростной девиации(номограмм))

5.Формула (2.48) имеет важное практическое значение, поскольку при выходе корректора из строя скоростную девиацию приходится учитывать аналитическим путем с помощью указанной формулы.

Пример 2.2. Вследствие неисправности корректора рассчитать численное значение и определить знак поправки ДГК гирокомпаса на скоростную девиацию при следующих исходных данных: К= 25 уз; КК = 180°; φ= 70°. Поскольку скорость морских судов всег­да измеряется в узлах, при использовании формулы (2.48) целесообразно константу ,определяющую линейную скорость точки земной поверхности, расположенную на экваторе, также выразить в узлах Расчеты показывают, что Rз= 900уз. С учетом этого значения имеем:

Откуда