Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
ХЕРСОНСЬКА ДЕРЖАВНА МОРСЬКА АКАДЕМІЯ
ФАКУЛЬТЕТ СУДНОВОДІННЯ
КАФЕДРА СУДНОВОДІННЯ, ОХОРОНИ ПРАЦІ ТА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА
|
Шифр _________________ Реєстр. № ______________ |
|
МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНИХ РОБІТ
з дисципліни «Автоматизовані комплекси судноводіння»
підготовки бакалаврів
галузь знань 0701 «Транспорт і транспортна
інфраструктура»
напрям підготовки 6.070104 «Морський та річковий транспорт»
професійне спрямування «Судноводіння»
курс 4
форма навчання денна / заочна
Херсон – 2012
Методичні рекомендації до виконання практичних робіт з дисципліни «Автоматизовані комплекси судноводіння» розробив згідно навчального плану і галузевого стандарту вищої освіти підготовки бакалаврів напряму підготовки 6.070104 «Морський та річковий транспорт» професійного спрямування «Судноводіння» старший викладач кафедри судноводіння, охорони праці та навколишнього середовища О.М. Безбах (російською мовою).
Методичні рекомендації до виконання практичних робіт розглянуто та затверджено на засіданні кафедри судноводіння, охорони праці та навколишнього середовища 30 серпня 2012 р., протокол № 1.
Начальник
навчально-методичного відділу _____________________ В.В. Черненко
(підпис)
Завідувач кафедри судноводіння,
охорони праці та навколишнього
середовища д.т.н., професор ___________________ В.Є. Леонов
(підпис)
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1
Тема. Практическое ознакомление с переключением режимов работы адаптивных АР на примере ANSCHUTZ NAUTOPILOT D и с элементами их управления.
Цель работы. Практическое ознакомление с переключением режимов работы адаптивных АР и видами операций на примере ANSCHUTZ NAUTOPILOT D. Практическое ознакомление с взаимодействием АР с рулевым устройством в следящем режиме, с органами управления (мембранными кнопками, кнобом и т.п.), индикаторами. Усвоить операцию управления следящим / неследящим режимом, операцию управления курсом авторулевого.
Теоретические сведения. Панель управления авторулевым отображает реальную панель цифрового ANSCHUTZ NAUTOPILOT D. Поэтому управление тренажерным авторулевым аналогично действующему устройству. Чтобы оперировать вращающейся рукояткой авторулевого, необходимо взять ее с помощью мыши и перетащить в нужном направлении, сверяя с показаниями индикатора ввода. NAUTOPILOT D позволяет совершать следующие виды операций:
Авторулевой взаимодействует с рулевым устройством в следящем режиме, но допускает также использование тиллера, работающего в неследящем режиме. Поэтому для включения авторулевого используется переключатель на панели управления рулевым устройством. Авторулевой имеет следующие органы управления:
Рисунок 1 – Панель управления АР отображает реальную панель цифрового ANSCHUTZ NAUTOPILOT D
На панели авторулевого также есть следующие индикаторы:
У адаптивных АР на примере ANSCHUTZ NAUTOPILOT D есть следующие рабочие режимы. Операция управления следящего / неследящего режима. При этом виде операции, положение руля предварительно выбирается или регулируется положениями штурвала или тиллера. При следящем режиме управления руль устанавливается автоматически в выбранную позицию. При неследящем режиме управления руль поворачивает в предварительно выбранном направлении до тех пор, пока приведен в действие тиллер.
По положению рулевого индикатора можно в любой момент контролировать положение руля. При отключении ручного управления NAUTOPILOT D мгновенно устанавливает текущий курс как заданный курс. Таким образом, возможен быстрый обмен между ручным и автоматическим управлением.
Операция управления курсом (авторулевой). В соответствии с описанным выше переходом от ручного управления на автоматическое вызывается операция управления курсом (авторулевой). Мгновенно текущий курс судна сохраняется в окне заданного курса. Судно, направляемое авторулевым, продолжает двигаться в первоначальном направлении.
На устройстве управления может быть сделан выбор между курсом судна по магнитному компасу или гирокомпасу. Также могут быть введены предел аларма при отклонении судна с курса и коэффициент ограничения поворота руля.
Элементы управления. Авторулевой имеет органы управления и индикаторы для следующих настроечных функций:
Вся панель авторулевого может быть разделена на три поля для того, чтобы легче найти в описании перечисленные органы управления: левое поле (L); среднее поле (М); правое поле (R).
Контрольные вопросы:
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2
Тема. Практическое ознакомление с выполнением операций средствами адаптивных АР на примере ANSCHUTZ NAUTOPILOT D (внесение величин параметров, синхронизация и изменение курса и т.п.).
Цель работы. Ознакомиться на практике с переключением АР ANSCHUTZ NAUTOPILOT D в режим AUTO. Усвоить алгоритмы действий при таких практических моментах работы с АР ANSCHUTZ NAUTOPILOT D, как: ввод величин параметров в адаптивный АР; синхронизация курса по гирокомпасу в адаптивном АР; изменение курса с помощью АР в адаптивном АР; ввод параметров управления курсом в адаптивном АР; ввод / проверка параметра Yawing в адаптивном АР; ввод / проверка параметра Rudder в адаптивном АР; ввод / проверка параметра Counter Rudder в адаптивном АР; ввод / проверка параметра Speed в адаптивном АР; ввод / проверка параметра Rudder Limitation в адаптивном АР; ввод / проверка параметра R.o.T.; ввод / проверка параметра Off-course в адаптивном АР.
Теоретические сведения. Авторулевой ANSCHUTZ NAUTOPILOT D включается при установке переключателя видов управления рулевым устройством в режим AUTO на панели управления рулевым устройством. При переключении в режим AUTO текущий курс судна устанавливается на панели авторулевого как заданный курс. Поэтому судно не меняет своего прежнего направления. На панели управления загорается индикатор кнопки Autop. ON. Информация о вводе данных, командах и изменении параметров (таких как заданный курс) будет приведена ниже.
Действие авторулевого, однако, можно прервать поворотом ручки тиллера. Тогда индикатор кнопки Autop. ON замигает и раздастся звуковой сигнал аларма. После этого можно опять вернуться к управлению в режиме авторулевого, нажав кнопки Test/Reset и Autop. ON. При этом уже изменившийся текущий курс мгновенно устанавливается в качестве нового заданного курса судна.
Ввод величин параметров. После нажатия одной из выбранных кнопок и включения нужной лампочки, в окне заданного курса появляется величина соответствующего параметра. Если требуется, то она может быть изменена поворотом вращающейся рукоятки. Чтобы уменьшить эту величину нужно повернуть рукоятку налево, и наоборот, чтобы увеличить ее поверните рукоятку направо. Мигающая стрелка у рукоятки служит напоминанием, что нужно использовать ее для ввода новой величины.
После нажатия кнопки Set введенная величина принимается к учету и исчезает из окна заданного курса. Если кнопка Set не нажата после изменения величины в этом окне или вызывается другой параметр, то сохраняется старая величина.
Например, если коэффициент – величина ограничения поворота руля, должен быть проверен, то необходимо нажимать одну из кнопок выбора: ↓ или ↑ до тех пор, пока не высветится нужная настроечная функция (Rud.Lim.). В окне заданного курса появится введенная ранее величина. Если не предпринимать никаких действий, то после 15 секунд ожидания высвеченное значение параметра погаснет и в окне снова появится величина заданного курса.
Синхронизация курса по гирокомпасу. Синхронизация необходима в тех случаях, когда может произойти сбой при передаче курса по гирокомпасу авторулевому. Она должна выполняться перед каждым рейсом:
Величина синхронизированного курса теперь введена на панель авторулевого и по ней откорректируется заданный курс. Таким образом, судно не меняет курс.
Изменение курса с помощью авторулевого. Изменение курса выполняется в соответствии с выбранной угловой скоростью поворота судна:
Установленная величина курса принимается авторулевым. В окне заданного курса появляется новое введенное значение. Разница между заданным и текущим курсом указывается в окне ухода с курса (в сегментном индикаторе).
Угловая скорость изменения курса не превышает ранее установленной величины ROT на небольшом повороте или равна ей в случае поворота на большое число градусов. Если Вы не нажмете кнопку Set при установке нового заданного курса, то изменение курса не произойдет и через 15 секунд снова появится значение старого заданного курса.
Ввод параметров управления курсом. Величины параметров должны быть установлены оператором для оптимальной работы авторулевого. Порядок их ввода одинаков для всех параметров. Чтобы выбрать параметр, нажимайте кнопку выбора ↑ или ↓ до тех пор, пока не высветится кнопка нужного параметра. Кнопка ↑ начинает выбор с функциональной кнопки Dimmer и далее вверх по панели. Кнопка ↓ начинает выбор с функциональной кнопки Yawing и далее вниз по панели.
Как только нужный параметр выбран и высветится его кнопка (например, Rudder), окно Set Course погаснет и в нем появится текущее значение выбранной функции. Поворачивая вращающуюся ручку это значение можно изменить.
Мигание стрелки у вращающейся рукоятки указывает на необходимость ввода нового значения выбранной функции. После ввода начинает мигать индикатор кнопки Set, нажмите эту кнопку.
Теперь новое значение выбранной функции принято. Стрелка гаснет и снова появляется в окне заданный курс. Ввод может быть прерван в любое время при нажатии кнопки Set Course, таким образом остается установленное ранее значение выбранной функции. Также, ввод параметра прерывается, если пользователь не введет нужную величину за 15 секунд.
Ввод / проверка параметра Yawing. Параметр Yawing (рыскание судна) позволяет регулировать чувствительность авторулевого. Установка коэффициента частоты перекладки руля при рыскании судна выполняется в зависимости от погодных условий. При плохой погоде выбирается более высокий коэффициент, чтобы избежать ненужного угла перекладки руля. При нормальных погодных условиях должен выбираться коэффициент более низкий.
Нажимайте кнопки выбора ↑ или ↓ до тех пор, пока не высветится кнопка функции Yawing. Слова Set Course (заданный курс) погаснут. Теперь окно панели содержит текущее значение коэффициента. Если требуется, поворачивайте вращающуюся рукоятку до тех пор, пока не появится требуемое значение коэффициента в окне панели (от 1 до 6). Индикатор кнопки Set замигает.
Авторулевой примет новое значения коэффициента, когда Вы нажмете кнопку Set. Если кнопка не нажата, то в системе сохранится старое значение коэффициента. Система вернется в прежнее положение через 15 секунд.
Ввод / проверка параметра Rudder. Авторулевой задает коэффициент соответствия угла перекладки руля величине отклонения от курса. Чем выше этот коэффициент, тем больше изменение положения руля при том же отклонении судна от курса. Слишком большой коэффициент Rudder приводит к тому, что судно проскакивает заданный курс. А в случае очень низкого значения коэффициента, судно выходит на заданный курс слишком медленно.
Нажимайте любую из кнопок выбора ↑ или ↓ до тех пор, пока не высветится кнопка функции Rudder. Слова Set Course (заданный курс) погаснут. Теперь окно панели содержит текущее значение коэффициента. Если требуется, поворачивайте вращающуюся рукоятку до тех пор, пока в окне панели не появится нужное значение коэффициента (от 1 до 9).
Индикатор кнопки Set замигает; система принимает новое значение коэффициента при нажатии кнопки Set. Если кнопка не нажата, то система сохраняет старое значение коэффициента. Система вернется в прежнее положение через 15 секунд.
Ввод / проверка параметра Counter Rudder. Дифференциальный компонент авторулевого устанавливается по Counter Rudder (коэффициенту одерживания судна). Чем выше значение этого коэффициента, тем больше одерживание во время выхода на заданный курс. Поэтому слишком низкие значения коэффициента приводят к тому, что судно проскакивает заданный курс. А в случае слишком больших значений, судно слишком долго выходит на заданный курс, так как авторулевой рано начинает одерживать.
Нажимайте любую из кнопок выбора ↑ или ↓ до тех пор, пока не высветится панель настроечной функции Count. Rud. Слова Set Course (заданный курс) погаснут. Теперь окно панели содержит текущее значение коэффициента.
Если требуется, поворачивайте вращающуюся рукоятку до тех пор, пока в окне панели не появится нужное значение коэффициента (от 0 до 9). Индикатор кнопки Set замигает; система принимает новое значение коэффициента при нажатии кнопки Set. Если кнопка не нажата, то система сохраняет старое значение коэффициента. Система вернется в прежнее положение через 15 секунд.
Ввод /проверка параметра Speed. Параметр Speed необходим для автоматической адаптации авторулевого при управлении курсом судна на различных его скоростях. Скорость может вводится как вручную, так и автоматически от лага. Ручной ввод параметра скорости производится поворотом вращающейся рукоятки. По умолчанию при ручном вводе установлена скорость 20 узлов. Если судно часто меняет скорость, то лучше переключиться на лаг.
Нажимайте кнопку выбора ↑ или ↓ до тех пор, пока не высветится панель настроечной функции Speed. При вводе скорости по лагу, окно панели содержит текущее значение скорости по лагу, перед которым стоит буква L (Log). Слова Set Course (заданный курс) погаснут.
Если требуется ручной ввод, поворачивайте вращающуюся рукоятку до тех пор, пока в окне панели не появится нужное значение и буква h (hand – ручной) перед установленной величиной. Индикатор кнопки Set замигает. Система принимает новый параметр при нажатии кнопки Set. Если кнопка не нажата, то система сохраняет старое значение. Система вернется к прежнему положению через 15 секунд.
Если Вы снова намереваетесь использовать скорость по лагу: нажимайте кнопки выбора ↑ или ↓ до тех пор, пока не высветится панель настроечной функции Speed. Слова Set Course (заданный курс) погаснут. Теперь окно панели содержит последнее значение скорости, установленное вручную, с буквой h перед ним. С помощью вращающейся рукоятки установите значение 0.0 в окне панели и затем поверните слегка влево за 0.0 до появления в окне LOG. При нажатии кнопки Set система принимает ввод параметра скорости по лагу.
Ввод / проверка параметра Rudder Limitation. Максимально допустимое положение перекладки руля в градусах, которое рулевое устройство не должно превышать при управлении авторулевым, задается по параметру Rudder Limitation. Нажимайте кнопки выбора ↑ или ↓ до тех пор, пока не высветится панель настроечной функции Rud. Lim. Слова Set Course (заданный курс) погаснут. Теперь окно панели содержит текущий параметр.
Если требуется его изменить: поворачивайте вращающуюся рукоятку до тех пор, пока не появится в окне панели нужное значение (в пределах от 50 до max.). Индикатор кнопки Set замигает; система принимает новый параметр при нажатии кнопки Set. Если кнопка не нажата, то система сохраняет старое значение. Система возвращается в прежнее положение через 15 секунд.
Ввод / проверка параметра Off-course. Предел ошибки в управлении курсом задается по параметру Off Course (уход с курса). Отклонение между заданным и текущим курсом показывается следующим образом. Если превышается параметр Off Course, включается индикатор кнопки Test/Reset и звучит сигнал аларма. Нажимайте кнопки выбора ↑ или ↓ до тех пор, пока не высветится панель настроечной функции Off Course. Слова Set Course (заданный курс) погаснут. Теперь дисплей панели содержит текущее значение параметра.
Если требуется его изменить: поворачивайте вращающуюся рукоятку до тех пор, пока не появится в окне панели требуемый параметр (в возможных пределах от 5 до 300). Индикатор кнопки Set замигает; когда Вы нажмете кнопку Set, система примет новый параметр. Если кнопка не нажата, то система сохранит старое значение. Система возвращается в первоначальное положение через 15 секунд.
Ввод / проверка параметра Rate of Turn. Угловая скорость поворота для маневра изменения курса задается параметром R.o.T. Ограничение угла перекладки руля остается в силе независимо от параметра R.o.T. Нажимайте кнопки выбора ↑ или ↓ до тех пор, пока не высветится панель настроечной функции R.o.T. Слова Set Course (заданный курс) погаснут. Теперь дисплей панели содержит значение текущего параметра.
Если требуется его изменить: поворачивайте вращающуюся рукоятку до тех пор, пока в окне панели не появится требуемый параметр. Индикатор кнопки Set замигает; Когда Вы нажмете кнопку Set, система примет новый параметр. Если кнопка не нажата, то система сохранит старое значение. Система вернется в первоначальное положение через 15 секунд.
Внимание! В случае изменения курса при регулировке угловой скорости поворота судна и в связи с изменением ограничения угла перекладки руля, должно быть принято во внимание следующее: Если, при заданном ограничении угла перекладки руля, требуемая угловая скорость поворота не достигается, ограничение угла перекладки руля может быть расширено только шаг за шагом (шаги ≤ 5 °).
Контрольные вопросы:
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3
Тема. Управление режимами работы адаптивных АР на примере ANSCHUTZ NAUTOPILOT D (Autopilot On, Course Control, Track Control и т.п.).
Цель работы. Ознакомиться на практике с управлением режимами работы адаптивных АР на примере ANSCHUTZ NAUTOPILOT D. Практическое освоение алгоритмов включения режима управления судном по курсу в адаптивном АР; переключения между показаниями курса по магнитному компасу и по гирокомпасу; управления судном по маршруту (Track Control); процедуру передачи маршрута в авторулевой с ECDIS; управления по угловой скорости в адаптивном АР.
Теоретические сведения. При выборе какого-либо режима используются кнопки, расположенные в правой части панели авторулевого. Действие назначенного Вами режима показывается непрерывным горением индикатора (LED) этой кнопки. Когда свет мигает, значит требуется выполнить дополнительное действие по этой операции.
Autopilot ON. При нажатии выбранной кнопки Autop. ON авторулевой включается в режиме управления судном по курсу. Текущий курс становится заданным, чтобы избежать внезапного изменения курса при вызове этого режима.
Если авторулевой NAUTOPILOT D сообщается с другими устройствами управления, то можно выбрать другой вид рулевого устройства. Установите переключатель видов управления рулевым устройством в положение AUTO (панель Steer). Тогда, при этой установке активизируется устройство NAUTOPILOT D. При этом виде операции загорается индикатор кнопки Autop. ON, кнопку нажимать не надо. Когда выбираются другие органы управления судна, индикатор кнопки Autop. ON начинает мигать, требуя вернуть управление авторулевому.
Соответствующее устройство управления включается при нажатии кнопки Autop. ON, тогда ее индикатор горит постоянно. Вид рулевого устройства судна указывается на сигнальной панели. Действие авторулевого может быть прервано на ручное управление судном (например, использованием тиллер). При этом индикаторы кнопок Autop. ON и Test/Reset начинают мигать и включается звуковой аларм.
Аларм может быть подтвержден нажатием кнопки Test/Reset. Звуковой аларм заглушается и индикатор кнопки горит постоянно. Действующее устройство и авторулевой отключаются при повторном нажатии кнопки Autop. ON.
Курс судна по магнитному компасу / по гирокомпасу (Magn./Gyro). Посредством кнопки выбора Magn./Gyro для авторулевого есть возможность переключаться между показаниями курса по магнитному компасу и по гирокомпасу. При этом загораются индикаторы кнопки Magn. или Gyro, и на дисплее указывается соответствующий текущий курс.
Управление судном по курсу (Course Control). Дисплей текущего курса указывает:
В случае расхождения между курсами по гиро- и магнитному компасу, после переключения разница автоматически добавляется системой к предыдущему заданному курсу, таким образом текущий курс остается неизменным. Таким образом существует возможность безопасно переключаться с Gyro на Magn.
Управление судном по курсу – обычный вид операции для авторулевого. Операция Course Control всегда приводится в действие первая, когда рулевое устройство судна изменяется с ручного на авторулевой. Если впоследствии Вы переключитесь на управление судном по маршруту, то существует два способа вернуться к управлению судном по курсу:
Управление судном по маршруту (Track Control). Режим предназначен для управления движением собственного судна по маршруту. Маршрут задается координатами поворотных точек, которые транслируются в авторулевой с ECDIS. Режим обеспечивает:
Включение режима возможно при одновременном выполнении следующих условий: боковое отклонение судна от ближайшего галса маршрута составляет не более 0,3 мили и отклонение по курсу на данном галсе не более 30 °. При выполнении этих условий автоматически определяется ближайший галс маршрута и осуществляется вывод судна на этот галс.
При невыполнении этих условий срабатывает аларм, сигнализирующий о невозможности запуска режима. После прохождения судном последней путевой точки маршрута авторулевой автоматически переключается в режим Course Control, о чем судоводитель предупреждается сигнализацией. Процедура передачи маршрута в авторулевой заключается в следующем:
После этой процедуры загруженный в ECDIS маршрут будет автоматически передаваться в авторулевой и Вам останется только нажать его управляющую кнопку Track Control в нужный момент времени. Если ECDIS не включен в конфигурацию мостика, на авторулевой всегда автоматически передаются путевые точки маршрута и в этом случае никакие настройки не нужны.
Управление по угловой скорости. Этот вид операции особенно важен для речных и морских судов во время маневров. Управление по угловой скорости активизируется при помощи выбранной кнопки R.o.T. Tiller. Заданная угловая скорость указывается внешним тиллером и сохраняется авторулевым. В этом операционном режиме включен индикатор кнопки R.o.T. Tiller, дисплеи заданного и текущего курсов указывают те же самые значения.
Ввод параметров. За исключением ввода параметра по Yawing, здесь ввод остальных параметра производится точно также, как излагалось выше. Устройство управления угловой скоростью судна может регулироваться посредством коэффициента Yawing:
Контрольные вопросы:
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4
Тема. Определение помех, которые влияют на практическое использование судовой РЛС в составе АКС
Цель работы. Ознакомиться на практике с управлением режимами работы адаптивных АР на примере ANSCHUTZ NAUTOPILOT D. Практическое освоение алгоритмов включения режима управления судном по курсу в адаптивном АР; переключения между показаниями курса по магнитному компасу и по гирокомпасу; управления судном по маршруту (Track Control); процедуру передачи маршрута в авторулевой с ECDIS; управления по угловой скорости в адаптивном АР.
Теоретические сведения. При радиолокационном наблюдении на практике неизбежно встречаются различные помехи, которые нередко значительно сокращают дальность обнаружения объектов и затрудняют чтение (расшифровку) изображения. Для эффективного использования радиолокатора необходимо знать характер помех, условия возникновения и возможности уменьшения их влияния на радиолокационное наблюдение.
Туман, частицы воды тумана рассеивают и поглощают часть электромагнитной энергии, излучаемой радиолокатором, что приводит к уменьшению дальности обнаружения объектов. Чем больший путь должен пройти сигнал через туман, тем значительнее будет его ослабление, а значит и сокращение дальности радиолокационного обнаружения.
Дальность визуальной видимости находится в определенном соотношении с количеством воды в тумане. Следовательно, вызываемое туманом сокращение дальности обнаружения различных плавсредств может быть поставлено в зависимость от визуальной видимости. При визуальной видимости более 100 м сокращение дальности радиолокационного обнаружения незначительно, но при видимости менее 100 м, т. е. при плотных густых туманах, дальность радиолокационного обнаружения значительно сокращается. Имеются сообщения о сокращении дальности обнаружения на 40 и даже 50 %, которое имело место при очень густых туманах.
Песчаные бури также уменьшают дальность радиолокационного обнаружения. Причем степень сокращения дальности, как и при тумане, зависит от содержания в воздухе твердых частиц. Дальность обнаружения при песчаных бурях и дымке несколько меньше, чем при тумане для одной и той же дальности визуальной видимости.
Атмосферные осадки. Количество воды, содержащейся в единице объема, зависит от интенсивности осадков, а поэтому и дальность радиолокационного обнаружения зависит от количества осадков. При малом количестве осадков отраженная ими энергия недостаточна, чтобы на экране появились сигналы, способные «забить» сигнал от объекта. Но вместе с тем ослабление сигналов уменьшает дальность радиолокационного обнаружения. Сокращение дальности обнаружения происходит не только за счет ослабления сигналов. При увеличении количества осадков наступает момент, когда отраженная от капель дождя энергия становится достаточной, чтобы вызвать свечение экрана радиолокатора, способное «забить» отметку сигнала от объекта. Этот эффект сильнее сокращает дальность обнаружения, нежели ослабление сигналов, и в этих случаях максимальная дальность обнаружения определяется расстоянием, на котором интенсивность сигнала от объекта становится равной интенсивности сигналов от осадков.
Град и снег также сокращают, хотя и менее, чем дождь, дальность радиолокационного обнаружения, но главным фактором, влияющим на дальность обнаружения, является интенсивность осадков.
Влияние волнения. При спокойном море отражение радиолокационного луча от поверхности воды близко к зеркальному и направлено в сторону от антенны. Если же на поверхности моря имеются волны, то часть отражённой от них электромагнитной энергии воспринимается радиолокатором, и на экране появляются сигналы от волн.
Мощность сигналов зависит от степени волнения и быстро уменьшается с увеличением расстояния. При небольшом волнении на экране РЛС наблюдается множество слабых сигналов, которые меняют свое место и яркость с каждым оборотом антенны. При значительном волнении сигналы от волн сгущены и засвечивают полностью большую часть площади в центре экрана. Современные судовые радиолокационные станции при высоте антенны до 20 м воспринимают сигналы от волн в радиусе до 4 миль.
Засветка центра экрана РЛС сигналами от волн в значительной степени затрудняет радиолокационное, наблюдение. Если же сигналы от объекта по силе не превосходят сигналы от волн, то обнаружить их на фоне помех невозможно.
В некоторых случаях сигналы от судов могут быть выделены среди помех от волнения. Для этого используют схему временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ). Следует помнить, что если сила сигнала от другого судна не превышает силу сигналов от волн, то оно не может быть обнаружено.
Когда волнение отсутствует, то регулятор ВАРУ должен быть выведенным, так как нет необходимости уменьшать чувствительность приемника на малых расстояниях. При волнении, помехи от которого желательно уменьшить, необходимо правильно отрегулировать ВАРУ величину начального усиления. Если начальное усиление будет уменьшено незначительно, то отражение от волн по-прежнему будет давать яркие сигналы, способные забить отметки судов. Если же начальное усиление будет уменьшено очень сильно, то сигналы не только от волн, но и от других судов.
Влияние работы других радиолокаторов. Иногда на экране радиолокатора появляются сигналы в виде точек, пунктирных линий или сплошных линий. Положение таких сигналов на экране и их взаимное расположение может быть разнообразным, но наиболее часто встречаются сигналы в виде спиральных пунктирных линий.
Контрольные вопросы:
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5
Тема. Определения местоположения судна с помощью судовой РЛС, работающая в составе АКС.
Цель работы. Усвоить на практике основное отличие РЛС от радиотехнических систем типа берег-судно (радиопеленгование, импульсные и фазовые системы) и спутниковых систем. Узнать какие из способов радиолокационных определений места судна рекомендует морская практика. Влияние резолюции А.422 (ХI) Ассамблеи ИМО на тотальное внедрение САРП на современных судах. Усвоить на практике какие особенности технического оснащения РЛС Furuno модели FR-2135S, а также что в себя включает функциональная зона, информационная зона, контрольная зона радиолокатора FR-2135S?
Теоретические сведения. В отличие, от радиотехнических систем типа берег-судно (радиопеленгование, импульсные и фазовые системы) и спутниковых систем, судовая радиолокационная станция – автономный прибор, обычно не требующий каких-либо дополнительных береговых устройств или околоземных спутников. Однако, это ни в коем случае не дает права считать РЛС прибором, заменяющим другие радиотехнические и спутниковые средства ОМС. Радиолокатор – навигационное устройство ближнего действия, дополняющее спутниковые системы, системы средней и дальней навигации.
Радиолокатор, воспроизводя на экране план местности, позволяет объективно и с высокой точностью оценить положение судна относительно берегов или отдельно лежащих надводных опасностей. Он позволяет определять место судна, как по пеленгам отметок наблюдаемых объектов, так и по расстояниям до них. Дистанционные способы исключают ошибки в обсервациях, возникающие в результате недостатков при ОМС по пеленгам (ошибки в поправке компаса, понижение точности с увеличением расстояния до объектов наблюдения и т.п.). Пользоваться лишь радиолокационными пеленгами методами не следует, так как способ пеленга и расстояния всегда будет точнее, чем способ двух или даже трех пеленгов. Когда отметка пригодна для пеленгования, то до нее всегда можно измерить расстояние. В то же время отметки объектов, годные для измерения расстояния до них, часто оказываются непригодными для пеленгования. Поэтому из большего числа возможных способов радиолокационных определений места судна можно рекомендовать лишь следующие:
Первые четыре способа имеют свои модификации в зависимости от характера объектов наблюдения. Любые другие варианты использования визирного и дальномерного устройства радиолокатора не имеют практической ценности и уступают в точности перечисленным.
Система автоматической радиолокационной прокладки (САРП). В течение многих лет создавались и внедрялись различные методы, устройства и системы обработки радиолокационной информации. Традиционным методом обработки информации РЛС является прокладка на маневренном планшете эхосигналов цели с последующим определением элементов движения цели и маневра на безопасное расхождение. Но по мере совершенствования технической базы для автоматических систем, их эффективность ИМО Резолюцией Ассамблеи А.422 (ХI) признала, что надлежащие применение САРП окажет судоводителям помощь в правильном использовании радиолокационной информации, что в свою очередь позволит уменьшить опасность столкновений и загрязнения окружающей среды.
Ассамблея рекомендовала правительствам стран-членов ИМО обеспечить установку на судах САРП, отвечающих требованиям ИМО, и организовать надлежащее обучение судоводителей правильному их использованию, чтобы они понимали принципы применения этих средств их достоинства, недостатки и возможные погрешности.
Рисунок 1 – Современная радиолокационная станция Furuno FR-2135S
Уже в настоящее время международная морская организация (ИМО) подготовила новые навигационные правила, направленные на повышения безопасности судоходства, учитывающие опыт мореплавания 20 века и результаты научно-технического прогресса последнего времени. Примером современной радиолокационной станции является «Furuno» модели FR-2135S. Тактико-технические данные:
Радиолокатор был разработан для широкого ряда пользователей: рыболовных судов, крупных грузовых и пассажирских судов, а также для любых быстроходных судов. Радар с 10-ти сантиметровой антенной обеспечивает определение цели и в ненастную погоду, в то время, 3-х сантиметровая антенна сильно подвержен помехам под влиянием дождя. Рекомендуется устанавливать на судах радары с антеннами и 3 и 10 см. Радары имеют следующую выходную мощность: 30 и 60 кВт. Изображение на экране имеет дневную или ночную подсветку, а для знаков, символов и текстов используются различные цвета.
Пульт управления может устанавливаться отдельно от радара. Эксплуатационные характеристики радаров включают все функции, требуемые ИМО, такие как ориентация по истинному курсу, заданному курсу, по северу, истинное движение, получение информации от компаса, SDME, GPS и других систем определения места, параметров ветра и т.д.
Другие особенности включают два ПКД, маркер дальности на ЭВН, два ЭВН с возможностью смещения из центра экрана, сохранение созданных оператором изображений, возможность использования мини-карт и видео плоттера. Система автоматической радиолокационной прокладки обеспечивает сопровождения 20 целей в автоматическом и 40 целей в ручном режиме.
Функции и режимы работы радиолокатора FR-2135S. Радиолокатор обеспечивает различные функции и настройки. Управление просто и удобно. Кнопки разбиты по зонам, в зависимости за какую опцию они отвечают. Функциональная зона:
Рисунок 2 – Функции и режимы работы радиолокатора FR-2135S
Информационная зона:
Контрольная зона, зона САРП: автоматический захват целей (до 20); обеспечивает контроль и поступление необходимой информации о целях; сигнализацию о моменте захода цели в охранную зону.
Контрольные вопросы:
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6
Тема. Минимальная дальность определения и разрешение по дальности в импульсных судовых РЛС.
Цель работы. Усвоить на практике как рассчитывают минимальную дальность обнаружения плавсредств с помощью РЛС, в чем отличие понятия «минимальная дальность обнаружения плавсредств с помощью РЛС» от «мертвая зона РЛС», а также как рассчитывается «мертвая зона» радиолокационной станции. Рассмотреть практическое значение разрешающей способности РЛ станции по дальности (РСД), разрешающей способностью РЛ станции по направлению. Определить по каким объектам определяют разрешающую способность РЛ станции по направлению.
Теоретические сведения. Минимальную дальность обнаружения плавсредств с помощью РЛС рассчитывают по формуле
, (1)
где, – длительность зондирующего импульса.
Под этим подразумевается наименьшее расстояние от антенны, ближе которого нельзя обнаружить объекты. Имеется еще понятие «мертвой зоны» радиолокатора, которое не следует отождествлять с минимальной дальностью обнаружения. Разница состоит в том, что дальность обнаружения определяется лишь техническими качествами станции, в то время как мертвая зона включает в себя и условия установки антенны на данном судне.
Рисунок 1 – «Мертвая зона» радиолокационной станции
«Мертвая зона» радиолокационной станции рассчитывается по формуле
, (2)
где – ширина диаграммы направленности в вертикальной плоскости
Рисунок 2 – Разрешающая способность РЛС по дальности
Разрешающая способность по дальности. Под разрешающей способностью станции по дальности (РСД) подразумевается то наименьшее расстояние между двумя объектами, расположенными вдоль линии облучения, при котором отметки объектов наблюдаются на экране раздельно. Разрешающая способность РЛС по дальности рассчитывается по формуле
, (3)
где, – диаметр сфокусированного пятна на ЭЛТ;
– длина радиальной развертки на ЭЛТ.
Разрешающая способность по направлению. Под разрешающей способностью станции по направлению подразумевается то угловое расстояние между двумя одинаково удаленными объектами, при котором их отметки наблюдаются раздельно:
Рисунок 3 – Разрешающая способность РЛС по направлению
Разрешающая способность РЛС по направлению рассчитывается по формуле
, (4)
где, – разрешающий угол (равен ширине ДН в горизонтальной плоскости);
– диаметр светового пятна на индикаторе.
Разрешающий угол равен ширине ДН в горизонтальной плоскости. Разрешающую способность станции по направлению определяют по двум одинаковым объектам небольших размеров, находящимся на расстоянии около 3 миль. Кроме того, проводят дополнительное измерение разрешающей способности станции по азимуту на шкале наиболее крупного масштаба на расстоянии 2/3 радиуса развертки.
Контрольные вопросы:
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 7
Тема. Рекомендации по эксплуатационным требованиям к системам автоматической радиолокационной прокладки (САРП).
Цель работы. Усвоить на практике что должна САРП в целях повышения стандарта предупреждения столкновении судов в море, а также эксплуатационным требованиям к радиолокационному оборудованию (резолюция А.477(ХII)). Усвоить практические аспекты и принципы захвата и сопровождения целей в САРП, требования к конструкции САРП, требования к устройству отображения – дисплею САРП, в какой форме должна представляться вырабатываемая САРП информация о курсе и скорости захваченных целей.
Теоретические сведения. В целях повышения стандарта предупреждения столкновении судов в море средства автоматической радиолокационной прокладки (САРП) должны:
Возможности радиолокатора, обеспечиваемые дисплеем САРП, должны отвечать эксплуатационным требованиям к радиолокационному оборудованию (резолюция А.477(ХII)) согласно используемым режимам. Если обнаружение целей, помимо судоводителя, работающего с радиолокатором, производится отдельным устройством, то оно должно иметь эксплуатационные характеристики не хуже тех, которые могут быть получены при использовании дисплея радиолокатора.
Захват цели может быть ручным или автоматическим при относительных скоростях до 100 узлов. Однако в любом случае должна быть предусмотрена возможность ручного захвата и сброса цели: в САРП с автоматическим захватом должна быть предусмотрена возможность запрета захвата в определенных секторах.
На любой шкале дальности, на которой захват в определенных секторах запрещен, сектор захвата должен быть определен и указан на дисплее. Автоматический или ручной захваты должны иметь характеристики не хуже тех, которые могут быть получены пользователем на дисплее радиолокатора.
САРП должно быть способно автоматически сопровождать, обрабатывать, одновременно отображать и непрерывно обновлять информацию по меньшей мере в отношении 20 целей, независимо от того, осуществляется захват автоматически или вручную. Если предусмотрен автоматический захват, пользователю САРП должно быть предоставлено описание критериев выбора целей для сопровождения.
Если САРП сопровождает не все цели, наблюдаемые на дисплее, то сопровождаемые цели должны быть четко обозначены на дисплее соответствующим символом. Надежность сопровождения должна быть не хуже той, которая может быть получена при регистрации последовательных положений цели на дисплее радиолокатора вручную.
САРП должно продолжать сопровождение захваченной цели, четко различимой на дисплее, в течение 5 из 10 последовательных оборотов антенны, при условии что при этом не допускается переброса сопровождения.
Конструкция САРП должна быть такой, чтобы вероятность погрешностей сопровождения, включая переброс сопровождения, была сведена к минимуму. Пользователю САРП должно быть предоставлено качественное описание влияния источников погрешностей на автоматическое сопровождение и соответствующих погрешностей, включая влияние малых отношений сигнал / шум и сигнал / помехи, вызванных засветкой от моря, дождем, снегом, низкой облачностью и несинхронными излучениями.
САРП, по требованию, должно быть способно отображать на дисплее соответствующими символами по меньшей мере четыре равноразнесенных во времени предыдущих положения любой сопровождаемой цели за период, соответствующий используемой шкале дальности. Должна быть указана временная шкала прокладки предыдущих положений цели. Наставление по эксплуатации должно содержать объяснение того, что представляют собой предыдущие положения цели.
Дисплей может быть автономным или входить в состав судового радиолокатора. Однако дисплей САРП должен включать все данные, которые должны обеспечиваться дисплеем радиолокатора в соответствии с эксплуатационными требованиями к навигационному радиолокационному оборудованию.
Конструкция должна быть такой, чтобы любая неисправность компонентов САРП, вырабатывающих данные в дополнение к информации, обеспечиваемой радиолокатором в соответствии с эксплуатационными требованиями к навигационному оборудованию, не нарушала целостности радиолокационного изображения.
Должно быть возможным осуществлять автоматическую радиолокационную прокладку по меньшей мере на шкалах дальности 3, 6 и 12 морских миль; должно быть отчетливо указано, какая шкала дальности используется.
Автоматическая радиолокационная прокладка может также обеспечиваться на других шкалах дальности, допускаемых резолюцией А.477(ХII), и в таком случае она должна отвечать настоящим требованиям.
САРП должно быть способно работать в режиме относительного движения при ориентации изображения «Север» и «Курс» со стабилизацией по азимуту. Кроме того, в САРП может также предусматриваться режим истинного движения. В этом случае оператор должен иметь возможность выбрать для отображения режим истинного или относительного движения. Должно быть отчетливо указано, какой режим отображения и ориентации используется. Вырабатываемая САРП информация о курсе и скорости захваченных целей должна быть представлена в векторной или графической форме, четко указывающей соответствующими символами предвычисленное движение цели. В этом отношении:
Информация САРП не должна затенять радиолокационное изображение цели. Отображение данных САРП должно находиться под контролем наблюдателя. Должна быть предусмотрена возможность сброса ненужной информации САРП в течение 3 с.
Контрольные вопросы:
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основная:
Дополнительная: