航海學I第五部分.ppt

航海學I N0113 0114班海達樓120教室2002年11月5日0940 1140第十一次課 航跡推算 航跡推算 trackmadegood 是根據(jù)航向 航程和風流資料 不借助外界物標或航標推算出有一定精度的船舶航跡和船位的方法 航跡推算應在船舶駛出領航水域或港界 定速航行后立即開始 推算起始點必須是準確的觀測船位 航跡推算工作在整個航行過程中 應該是連續(xù)不斷的 不得無故中斷 直至駛?cè)腩I航水域或接近港界有物標可供導航時 方可終止 航跡推算的起點 終點應記人航海日志 在狹水道或漁區(qū)航行時可中斷推算 但是應該將中止點和復始點在海圖上畫出并記入航海日志 航跡推算在沿岸水流影響顯著的航區(qū)應該每小時進行一次 在其他航區(qū) 一般每2h一4h進行一次 航跡推算包括航跡繪算 trackplotting 和航跡計算 trackcalculating 兩種方法 第一節(jié)航跡繪算 航跡繪算法即海圖作業(yè)法 chartwork 一是根據(jù)船舶航行時的真航向 航程和風流要素 在海圖上繪畫出推算航跡和推算船位 estimatedposition EP 二是根據(jù)計劃航線 預配風流壓差 作圖求出應駛的真航向和推算船位 一 無風流情況下的航跡結(jié)算所謂無風流影響 是指風流很小 其對航向的影響小于 1 可以忽略不計 在海圖上擬定的計劃航線 就是船舶將要航行的計劃航跡 計劃航跡的前進方向 叫計劃航向 courseofadvance CA 在無風流情況下 船舶駕駛?cè)藛T就是以計劃航向作為真航向 TC 換算成羅航向 CC 或陀羅航向 GC 駕駛船舶航行在計劃航線上 其推算航程 S 就是航行時刻計程儀讀數(shù)差 L2 L1 經(jīng)計程儀改正率 L 修正后的計程儀航程 SL 無風流情況下的航跡繪算就是在海圖上由推算起點畫出計劃航線即真航向線 在其上以計程儀航程 SL 或航速與航時之積 VL t 為推算航程 S 截得積算點為船位的方法 此船位稱為積算船位 deadrockoningposition DR 二 有風無流情況下的航跡繪算 由于船舶自身運動產(chǎn)生的風 叫做船風 船風的風向與航跡向方向相同 風速等于船速 因此 船舶在風中航行時駕駛?cè)藛T所測得的風 不是真風 而是真風與船風的合成風 叫做視風 真風 船風 視風三者之間關系可以用風速矢量三角形來求得 風對船舶航行的影響與風舷角QW密切相關 所謂風舷角是指風向與船首尾線的夾角 風向是指風的來向 而流向是指流的去向 兩者正好相反 航海上把風舷角小于10 的風稱為頂風 風舷角大于170 的風稱為順風 風舷角在80 100 之間的風稱為橫風 而把風舷角在10 80 之間的風稱為偏逆風 風舷角在100 170 之間的風稱為偏順風 船舶是在船速矢量VE和漂移矢量R的共同作用下 沿著風中航跡向 航行 此時 雖然船首在真航向上 但是船舶的航跡是壓向下風的風中航跡向 上 此時 而實際推算航程 計程儀航程 即S SL 為風壓差 leeway 即真航向與風中航跡向之間的夾角 航海學I N0113 0114班海達樓407教室2002年11月6日1900 2200第十二次課 影響風壓差的因素 1 風舷角 風舷角近90 最大 2 風速 風速愈大 愈大 3 船速 船速愈大 愈小 4 吃水和水下船型阻力 吃水愈大 愈小 平底船要比尖底船的大 5 船舶受風面積和船型 受風面積大 亦大 經(jīng)過實測并以統(tǒng)計學方法可以得到如下求風壓差經(jīng)驗公式 VW VL 分別表示風速和船速 m s QW 風舷角 K 風壓差系數(shù) 以度計 上述公式僅適用于風壓差值不超過10 15 的情況 根據(jù)進一步地研究 人們又提出了以下的風壓差經(jīng)驗公式 風壓差系數(shù)K 各船必須在各種風力和吃水情況下 進行實測25次 30次風壓差值 然后根據(jù)上述風壓差系數(shù)公式 反推出風壓差系數(shù)K 的平均值來 風中航跡繪算 海圖作業(yè)如圖所示 從推算起點畫一小段真航向線 然后順著風向加風壓差角得風中航跡向 在其上截取計程儀航程 相對計程儀計風不計流 所以航程是受風影響后相對于水的航程 也就是在無流時的實際航程 并進行正確標注 三 有流無風情況下的航跡結(jié)算 當船舶航行在有水流影響的海區(qū)時 船舶將同時受到兩個力的作用 一個力使船舶沿著真航向 以相對于水的計程儀航速 speedbylog VL航進 另一個力則使船沿著水流流向 以流速Vc漂移 因此 船舶是沿著這兩個力的合力方向 即沿著計劃或推算航跡向 以推算航速 speedmadegood 航行的 式中為流壓差 drift 即真航向與航跡向之間的夾角 當船舶航行在已知水流要素的海區(qū)時 航跡繪算工作主要是要解決以下兩類問題 1 已知真航向 計程儀航速 流向 流速 求船舶相對于海底的推算航跡向和推算航程 2 已知計劃航跡向和計程儀航速 求預配流壓差后船舶應該采用的真航向和推算航程 1 已知真航向 計程儀航速 流向 流速 求推算航跡向與推算航程的海圖作業(yè) 1 從推算起點畫出真航向線 沿真航向線截取計程儀航程 SL L2 L1 1 L VLt 得積算點 2 從積算點畫水流矢量 截流程 得推算終點 3 連接起點與終點的矢量 即為推算航跡向和推算航程 并進行正確標注 2 已知計劃航跡向 計程儀航速 流向 流速 求真航向和推算航程的海圖作業(yè) 1 從推算起點畫計劃航跡線 2 從推算起點畫流向 截取流程 3 以水流矢量終點為圓心 以計程儀航程 SL L2 L1 1 L VLt 為半徑畫弧 與計劃航跡線的交點 即為推算船位 4 從推算起點作流程終點與推算終點連線的平行線 即為真航向線 5 在計劃航線上推算起點至推算船位的長度即為推算航程 并進行正確標注 航海上經(jīng)常遇到的水流有三種 1 海流 current 又稱洋流 oceancurrent 它是由于相鄰海區(qū)間 海水長期存在溫度 密度或氣壓的不同 或長期受定向風的作用 使海水產(chǎn)生水平方向的流動 一般在一定時間里流向 流速基本不變 故稱恒流 海圖上用表示 箭頭方向為流向 上面注記平均流速 2 潮流 tidalstream 由于潮汐形成海水周期性的漲落而引起的海水水平方向的運動 1 往復流 alternatingcurrent rectilinearcurrent 由于受地形的影響而產(chǎn)生的漲 落潮流向相反或基本相反的潮流 稱為往復流 漲潮流用 落潮流用表示 箭頭方向為流向 箭矢上流速是指大潮 小潮 時的最大流速 只標一個流速是指大潮時的最大流速 認為大潮前后一兩天內(nèi)當日最大流速都是大潮最大流速 而在小潮前后一兩天內(nèi)當日最大流速都是小潮最大流速 在大小潮中間的數(shù)天內(nèi)當日最大流速則可以認為是大 小潮最大流速的平均值 平均最大流速 大潮最大流速十小潮最大流速 大潮最大流速小潮最大流速 在僅知道大潮最大流速時 一般假定小潮最大流速為大潮最大流速的一半 潮流流速在一天之中也是在不斷地變化著的 半日潮港一天之中流速的變化 可以認為是漲潮流和落潮流的時間都約為6h 小時 一般可以運用l 2 3 3 2 l的簡諧運動規(guī)律 來估算概略的任意時潮流流速 從轉(zhuǎn)流到其后1h的平均流速是當日最大流速的l 3 從轉(zhuǎn)流后lh 2h的平均流速是當日最大流速的2 3 從轉(zhuǎn)流后2h 3h的平均流速是當日最大流速 從轉(zhuǎn)流后3h 4h的平均流速是當日最大流速 從轉(zhuǎn)流后4h 5h的平均流速是當日最大流速的2 3 從轉(zhuǎn)流后5h 6h的平均流速是當日最大流速的l 3 2 回轉(zhuǎn)流 rotarycurrent 一些開闊海區(qū) 在一個潮汐周期內(nèi) 潮流流向隨時間順時針 或逆時針 方向變化360 流速也隨時間變化 這種潮流稱回轉(zhuǎn)流 其中心地名為主港港名 0表示主港高潮時的潮流 l 2 3 表示主港高潮前l(fā)h 2h 3h 的潮流情況 則表示主港高潮后lh 2h 3h 的潮流情況 3 風生流 wind driftcurrent 是本海區(qū)或相鄰海區(qū)受較長時間定向風的作用 使海水表層產(chǎn)生水平方向的流動 m s 按此公式計算 五級風可能產(chǎn)生1 3kn 八級風可能產(chǎn)生2 3kn風生流 流向約從下風向偏開45 在北半球向右偏開 在南半球向左偏開 課堂練習題 1 已知流向075 流速3kn 真航向085 計程儀航速12kn 求 計劃航跡向和推算航速 2 已知流向135 流速2kn 計劃航跡向為155 計程儀航速10kn 求真航向和推算航速 航海學I N0113 0114班海達樓407教室2002年11月7日0800 0940第十三次課 四 有風流情況下的航跡繪算 在有風流情況下 真航向與風流影響下的航跡向之間的關系是 為風流合壓差 簡稱風流壓差 1eewayanddriftangle 是真航向與風流影響下的航跡向之間的夾角 它等于風壓差與流壓差的代數(shù)和 1 已知真航向TC 計程儀航程SL或計程儀航速VL和風流資料 求推算航跡向和推算航程S 2 已知計劃航跡向CA 計程儀航程SL或計程儀航速VL和風流資料 求真航向TC和推算航程S 1 已知真航向TC 計程儀航程SL或計程儀航速VL和風流資料 求推算航跡向和推算航程S 這種情況 應采取 先風后流 的海圖作業(yè)方法 即先加風壓差 求得風中航跡向后 再加水流影響 即在風中航跡線上作水流三角形 從而求得推算航跡向來 從推算起點畫出真航向線 真航向加風壓差 順風加角 得風中航跡向 在風中航跡線上截取計程儀航程 SL L2 L1 1 L VLt 得截點 由截點作水流矢量得推算船位 連接推算起點和推算船位 此連線即為推算航跡線 其長為推算航程S 風中航跡向與推算航跡向之間夾角為流壓差 并進行正確標注 0800 10 5 o o o o o 10 4 1 055 070 D b a g G GC CG a TC b g L S S 1000 40 0 g CG 40 0 a CG C S 2 已知計劃航跡向CA 計程儀航程SL或計程儀航速VL和風流資料 求真航向TC和推算航程S 這種情況 應采取 先流后風 的海圖作業(yè)方法 即先作水流三角形預配流壓差 然后再頂風預配風壓差 從而求得應駛的真航向 從推算起點畫出計劃航跡向CA 從推算起點畫水流矢量 以水流矢量終點為圓心 以計程儀航程