Гирокомпасы с автономным ЧЭ. Инерционная девиация 2го рода, суммарная инерционная девиация.

Инерционная девиация второго рода. Анализ поведения чувствитель­ного элемента гирокомпаса при маневре судна проводился при отключенном успокоителе колебаний. Наличие жидкости в сосудах успокоителя при дей­ствии сил инерции нарушает апериодический переход главной оси в новое положение динамического равновесия и, следовательно, приводит к погреш­ностям в показаниях ГК. Погрешность, возникающая при маневре судна из-за наличия в чувстви­тельном элементе гирокомпаса включенного успокоителя колебаний, назы­вается инерционной девиацией второго рода.

Для выяснения сущности явления рассмотрим поведение гиросферы, снабженной успокоителем колебаний, когда судно, совершая маневр в рас­четной широте, получило ускорение вдоль меридиана. Инерционной по­грешности первого рода в этом случае не возникает (Т_о = 84,4 мин). Сила инерции F_х = M· ,приложенная к пониженному центру тяжести О ги­росферы, создает момент L_y = F_x·a относительно оси Y_r–Y_r(рис). Главная ось прибора будет совершать инерционное перемещение (прецессировать) в сторону нового гироскопического меридиана N_к2(рис 2).

В то же время, поскольку сосуды успокоителя не перекрыты, под дейст­вием силы инерции F_х(см. рис. 1) масло начнет перетекать из северного сосуда в южный. В южном сосуде постепенно будет увеличиваться избыток жидкости, момент силы тяжести которого действует также вокруг оси Y_r–Y_r но в противоположном моменту L_y направлении. Следовательно, ско­рость инерционного движения (под действием момента L_y) замедлится и глав­ная ось гиросферы к концу маневра (точка 2 на рис. 2) не дойдет до но­вого положения гироскопического меридиана N_к2 (положения равновесия - точка 1). В показаниях прибора появится инерционная девиация второго рода.

В момент окончания маневра сила инерции F_x (см. рис. 1) становится равной нулю, перетекание масла из северного сосуда успокоителя в южный прекратится, исчезнет и момент L_y, вызывающий инерционное движение главной оси в сторону нового гироскопического меридиана. Под действием момента L_* = С·γ силы тяжести избытка жидкости в южном сосуде гиросфера сразу после маневра будет прецессировать к старому (до маневра) по­ложению равновесия N_к1 (см. рис. 2).

В течение примерно 20—30 мин ось гиросферы будет все дальше отходить в сторону первоначального положения гироскопического мериди­ана N_к1. Вследствие выравнивания уровня масла в сосудах успокоителя и возрастания маятникового момента указанное дви­жение прекращается (точка 3); инерционная девиация второго рода до­стигает максимального значения. В этом положении последствия маневра исчезают и главная ось с затухающими колебаниями придет в новое поло­жение гироскопического меридиана N_K2.

Если приписывать инерционной погрешности знаки, принятые в навига­ции («+» к востоку и «–» к западу), то можно считать, что следствием влия­ния на жидкостный успокоитель сил инерции при маневрировании судна является появление в показаниях ГК инерционной девиации второго рода. Ее характерными особенностями являются: достижение максимального зна­чения не сразу после окончания маневра, а примерно через четверть перио­да затухающих колебаний гиросферы (через 20—30 мин); направление всегда (независимо от характера маневра) в сторону первоначального положения гироскопического меридиана. Инерционная девиация второго рода в обычных условиях плавания не превышает ±0,5°. Для ее устранения в некоторых конструкциях гирокомпа­сов предусмотрен выключатель затухания, перекрывающий на время манев­ра соединительную трубку сосудов успокоителя. основные особенности инерционной девиации вто­рого рода.

1. Причины появления — наличие невыключенного демпфирующего устройства гирокомпаса (гидравлического успокоителя колебаний).

2. Максимальное значение по времени — примерно через четверть периода затухающих колебаний гиросферы после окончания маневра.

3. Зависимость от широты места маневра — знак первого максиму­ма девиации и практически ее величина не зависят от широты места маневра. Максимум девиации всегда направлен в сторону того компас­ного меридиана, который был положением равновесия оси ОХ до нача­ла маневра.

4. Проявление в «чистом» виде имеет место либо в расчетной ши­роте в случае неапериодического гирокомпаса, либо в любой широте того диапазона, в котором компас является апериодическим.

5. Предотвратить возникновение можно при использовании на время маневра устройства выключения затухания, т.е. отключив де­мпфирующее устройство (реализация для гирокомпаса «Курс-4» не­возможна, так как в комплекте отсутствует прибор управления выклю­чателем затухания; в гирокомпасе «Курс-5» и «Курс-4М» указанный прибор имеется всегда).

Если по отношению к апериодическому гирокомпасу «Курс-5» ре­комендация об использовании выключателя затухания носит вполне определенный и однозначный характер, а именно: его использование с целью предотвращения появления инерционной девиации второго рода всегда целесообразно, то с неапериодическим гирокомпасом типа «Курс-4М» положение сложнее. Поскольку инерционная девиация первого рода, возникающая у неапериодического гирокомпаса, имеет противоположные знаки в зависимости от того, где расположена широ­та места маневра (выше или ниже φ*), а инерционная девиация второго рода в этом смысле однозначна, оптимальной является следующая рекомендация: если φ>φ* (включая φ=φ*), то использование вы­ключателя затухания целесообразно, так как это приводит к уменышению суммарной инерционной девиации; если же φ<φ* то использо­вание выключателя затухания неэффективно.

Суммарная инерционная девиация. Гирокомпасы, находящиеся в экс­плуатации на судах морского и речного флота, являются неапериодическими и, как правило, не имеют прибора для выключения затухания. Поэтому при маневрировании судна в их показаниях в общем случае возникают одновре­менно инерционные девиации первого и второго рода. Это означает, что судоводителю приходится иметь дело с суммарной инерционной девиацией, которая может накапливаться при повторном маневрировании. Получение достоверных таблиц или графиков суммарной инерционной девиации пред­ставляет значительные трудности, да и их применение по ряду причин совер­шенно не оправдано. Для уменьшения влияния суммарной инерционной девиации на точность судовождения можно рекомендовать судоводителям вычислять перед манев­ром изменение меридиональной составляющей скорости судна по формуле ΔV_N = V₂ cos KK₂ – V₁ cos KK₁. Если ΔV_N 5-7 уз, то суммарная девиация ГК незначительна и мо­жет не приниматься в расчет. Если ΔV_N>7 уз или предварительная оцен­ка значения ΔV_N не производилась, то в течение 1,5—2 ч после маневра определение места судна следует выполнять способами, не связанными с пе­ленгованием. При отсутствии такой возможности надо использовать не менее трех пеленгов, взятых в течение короткого промежутка времени, чтобы все пеленги содержали одну и ту же погрешность, которую затем исключить из­вестными в навигации способами.

Дата добавления: 2015-12-08