Расчет ожидаемой дальности видимости СНО.

Дата добавления: 2014-09-05 | Просмотров: 2116

На навигационных морских картах и в навигационных пособиях дальность видимости огня ориентира дана для высоты глаза наблюдателя над уровнем моря е = 5 м, т.е.:

D_K = D_h + D_e=5м = D_h + 4,7 мили

Если же действительная высота глаза наблюдателя над уровнем моря отличается от 5 м, то для определения дальности видимости огня ориентира необходимо к дальности, показанной на карте (в пособии), прибавить (если е > 5 м), или отнять (если е < 5 м) поправку к дальности видимости огня ориентира (ΔD_K), показанной на карте за высоту глаза.

D_O = D_K + ΔD_K

ΔD_K = D_e − D_e=5м = D_e − 4,7 мили = 2,08 · − 4,7 мили

Например:	DK = 20 миль, е = 9 м. ΔDK = 2,08 · − 4,7 = 6,24 − 4,7 = 1,54 мили тогда: DO = DK + ΔDK = 20,0 + 1,54 = 21,54 мили (+ так как е > 5)
Ответ:	DO = 21,54 мили.

 

 

2. Практическая работа № 2. Расчет дальности видимого горизонта и дальности видимости огней и предметов в море.

2.1. Тема. Расчет дальности видимого горизонта и дальности видимости огней и предметов в море.

 

Продолжительность 2 часа.

 

2.2. Учебная цель.

Закрепить понятия и определения по теме.

Освоить методику решения типовых задач на определение дальности видимости горизонта, предметов и огней в море.

 

2.3.Содержание работы:

 

2.3.1 Расчет с помощью математических формул дальности видимого горизонта и дальности видимости ориентиров в море.

2.3.1. Выборка из таблиц МТ – 75 или МТ – 2000 дальности видимости по известным аргументам.

2.3.2. Графическое определение дальности по номограмме Струйского.

2.3.3. Приведение дальности видимости ориентира, указанной на морской навигационной карте, к фактической дальности видимости (с учетом реальной высоты глаза наблюдателя).

 

2.4. Необходимые учебные пособия и инструменты.

2.4.1. Методические указания по выполнению практической работы.

2.4.2. Учебник: Ляльков Э.П., Васин А.Г. Навигация. Учебник для средних уч. завед. мор. трансп. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1981. – 349 с. § 6 - 7.

2.4.3. Задачник по навигации и лоции: Учебное пособие для вузов морского транспорта/Под редакцией М.И. Гаврюка – 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1984. – 312 с. Глава 2, п. 2.4.

2.4.4. Конспект лекций.

2.4.5. Мореходные таблицы МТ – 75 (МТ – 2000).

2.4.6. Калькулятор.

 

2.5. Основные понятия, определения, зависимости.

 

Истинный горизонт.

Предположим, что наблюдатель находится в точке А. Тогда линия АА₁будет представлять отвесную линию. Все плоскости, проходящие через эту линию, будут называться вертикальными, а плоскости, перпендикулярные ей, — горизонтальными.

Воображаемая горизонтальная плоскостьММ₁, проходящая через глаз наблюдателя, называется истинным горизонтом наблюдателя, или плоскостью истинного горизонта.Ее можно только вообразить.

Горизонтальная плоскость, перпендикулярная направлению отвесной линии и проходящая через место (глаз) наблюдателя называется плоскостью истинного горизонта наблюдателя.

Вертикальная плоскостьFF₁, проходящая через место наблюдателя и земную ось P_NP_S, в пересечении с поверхностью Земли отметит большой круг PnQPsEA, называемый меридианом наблюдателя, а сама плоскость называется плоскостью истинного меридиана.

Плоскость истинного меридиана в пересечении с плоскостью истинного горизонта MM₁ дает прямую линию NS, называемую линией истинного меридиана.

Ее также называют линией норда — зюйда. Вертикальная плоскость VV₁, перпендикулярная плоскости истинного меридиана места FF₁ и проходящая через место наблюдателя, называется плоскостью первого вертикала.

Плоскость первого вертикала в пересечении с плоскостью истинного горизонта образует прямую ЕW, называемую линией оста-веста.

Наблюдатель, находясь в море, всегда видит вокруг себя определенный участок земной поверхности, в центре которого находится он сам. Этот участок принято называть кругозором наблюдателя. Границей кругозора наблюдателя является линия, по которой небосвод как бы соприкасается с морем; называется она линией видимого горизонта. С увеличением высоты глаза наблюдателя его кругозор расширяется, линия видимого горизонта отодвигается от наблюдателя, дальность видимого горизонта увеличивается. Наблюдаемая в море линия, по которой море как бы соединяется с небосводом, называется видимым горизонтом наблюдателя.

Плоскость, проходящая через глаз наблюдателя перпендикулярно отвесной линии, называется плоскостью истинного горизонта. Ее можно только вообразить. В действительности наблюдатель, находясь на высоте (е) над уровнем поверхности, будет видеть в море поверхность воды ограниченную малым кругом (В, В₁, В₂, Вn), который называется видимым горизонтом наблюдателя. Видимый горизонт, в отличие от истинного горизонта, представляет собой окружность, образованную точками касания лучей, проходящих из глаза наблюдателя касательно к земной поверхности. Это было бы верно, если бы лучи света распространялись в атмосфере прямолинейно.

Однако действительная дальность видимого горизонтавсегда больше теоретической, так как луч, идущий от глаза наблюдателя к точке, находящейся на земной поверхности, из-за неодинаковой плотности слоев атмосферы по высоте преломляется (рефракция).

Рефракция - это преломление светового луча в атмосфере, обусловленное неодинаковым распределением плотности воздуха. Известно, что плотность атмосферы уменьшается с высотой. Поэтому световые лучи, идущие к земле от солнца и других небесных светил, переходя в нижние слои атмосферы, отклоняются от первоначального направления в сторону более плотных слоев воздуха. В результате траектория движения луча принимает форму кривой линии, обращенной выпуклостью вверх от земной поверхности.Глаз человека видит предмет по тому направлению, по которому луч входит в глаз.

Величина угла земной рефракции не является постоянной и зависит от преломляющих свойств атмосферы, которые изменяются от температуры и влажности воздуха, количества в воздухе взвешенных частиц. В зависимости от времени года и даты суток она также изменяется, поэтому действительная дальность видимого горизонта по сравнению с теоретической может увеличиваться до 15%.

В навигации увеличение действительной дальности видимого горизонта по сравнению с теоретической принимают 8%.

На рисунке распространение световых лучей показано кривой АС, и действительная дальность видимости горизонта показана малым кругом (С - С₁). Наблюдатель «заглядывает за горизонт».

Поэтому, обозначив действительную, или, как еще ее называют, географическую, дальность видимого горизонта через Dе, получим:

гдех – коэффициент земной рефракции (≈ 0,16).

Если принять дальность видимого горизонта D_e в милях, а высоту глаза наблюдателя над уровнем моря (е_М) в метрах и подставить значение радиуса Земли (R=3437,7 мили = 6371 км), то окончательно получим формулу для расчета дальности видимого горизонта

По формуле (2.8) составлена таблица № 22 «МТ-75» (с. 248) и таблица № 2.1 «МТ-2000» (с. 255) по (е_М) от 0,25 м ÷ 5100 м. (см. табл. 2.2)

Если действительная высота глаза не совпадает с числовыми значениями, указанными в таблице, то дальность видимого горизонта может быть определена линейным интерполированием между двумя близкими к действительной высоте глаза величинами.