航海学I第五部分.ppt

航海学I N0113 0114班海达楼120教室2002年11月5日0940 1140第十一次课 航迹推算 航迹推算 trackmadegood 是根据航向 航程和风流资料 不借助外界物标或航标推算出有一定精度的船舶航迹和船位的方法 航迹推算应在船舶驶出领航水域或港界 定速航行后立即开始 推算起始点必须是准确的观测船位 航迹推算工作在整个航行过程中 应该是连续不断的 不得无故中断 直至驶入领航水域或接近港界有物标可供导航时 方可终止 航迹推算的起点 终点应记人航海日志 在狭水道或渔区航行时可中断推算 但是应该将中止点和复始点在海图上画出并记入航海日志 航迹推算在沿岸水流影响显著的航区应该每小时进行一次 在其他航区 一般每2h一4h进行一次 航迹推算包括航迹绘算 trackplotting 和航迹计算 trackcalculating 两种方法 第一节航迹绘算 航迹绘算法即海图作业法 chartwork 一是根据船舶航行时的真航向 航程和风流要素 在海图上绘画出推算航迹和推算船位 estimatedposition EP 二是根据计划航线 预配风流压差 作图求出应驶的真航向和推算船位 一 无风流情况下的航迹结算所谓无风流影响 是指风流很小 其对航向的影响小于 1 可以忽略不计 在海图上拟定的计划航线 就是船舶将要航行的计划航迹 计划航迹的前进方向 叫计划航向 courseofadvance CA 在无风流情况下 船舶驾驶人员就是以计划航向作为真航向 TC 换算成罗航向 CC 或陀罗航向 GC 驾驶船舶航行在计划航线上 其推算航程 S 就是航行时刻计程仪读数差 L2 L1 经计程仪改正率 L 修正后的计程仪航程 SL 无风流情况下的航迹绘算就是在海图上由推算起点画出计划航线即真航向线 在其上以计程仪航程 SL 或航速与航时之积 VL t 为推算航程 S 截得积算点为船位的方法 此船位称为积算船位 deadrockoningposition DR 二 有风无流情况下的航迹绘算 由于船舶自身运动产生的风 叫做船风 船风的风向与航迹向方向相同 风速等于船速 因此 船舶在风中航行时驾驶人员所测得的风 不是真风 而是真风与船风的合成风 叫做视风 真风 船风 视风三者之间关系可以用风速矢量三角形来求得 风对船舶航行的影响与风舷角QW密切相关 所谓风舷角是指风向与船首尾线的夹角 风向是指风的来向 而流向是指流的去向 两者正好相反 航海上把风舷角小于10 的风称为顶风 风舷角大于170 的风称为顺风 风舷角在80 100 之间的风称为横风 而把风舷角在10 80 之间的风称为偏逆风 风舷角在100 170 之间的风称为偏顺风 船舶是在船速矢量VE和漂移矢量R的共同作用下 沿着风中航迹向 航行 此时 虽然船首在真航向上 但是船舶的航迹是压向下风的风中航迹向 上 此时 而实际推算航程 计程仪航程 即S SL 为风压差 leeway 即真航向与风中航迹向之间的夹角 航海学I N0113 0114班海达楼407教室2002年11月6日1900 2200第十二次课 影响风压差的因素 1 风舷角 风舷角近90 最大 2 风速 风速愈大 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 船舶受风面积和船型 受风面积大 亦大 经过实测并以统计学方法可以得到如下求风压差经验公式 VW VL 分别表示风速和船速 m s QW 风舷角 K 风压差系数 以度计 上述公式仅适用于风压差值不超过10 15 的情况 根据进一步地研究 人们又提出了以下的风压差经验公式 风压差系数K 各船必须在各种风力和吃水情况下 进行实测25次 30次风压差值 然后根据上述风压差系数公式 反推出风压差系数K 的平均值来 风中航迹绘算 海图作业如图所示 从推算起点画一小段真航向线 然后顺着风向加风压差角得风中航迹向 在其上截取计程仪航程 相对计程仪计风不计流 所以航程是受风影响后相对于水的航程 也就是在无流时的实际航程 并进行正确标注 三 有流无风情况下的航迹结算 当船舶航行在有水流影响的海区时 船舶将同时受到两个力的作用 一个力使船舶沿着真航向 以相对于水的计程仪航速 speedbylog VL航进 另一个力则使船沿着水流流向 以流速Vc漂移 因此 船舶是沿着这两个力的合力方向 即沿着计划或推算航迹向 以推算航速 speedmadegood 航行的 式中为流压差 drift 即真航向与航迹向之间的夹角 当船舶航行在已知水流要素的海区时 航迹绘算工作主要是要解决以下两类问题 1 已知真航向 计程仪航速 流向 流速 求船舶相对于海底的推算航迹向和推算航程 2 已知计划航迹向和计程仪航速 求预配流压差后船舶应该采用的真航向和推算航程 1 已知真航向 计程仪航速 流向 流速 求推算航迹向与推算航程的海图作业 1 从推算起点画出真航向线 沿真航向线截取计程仪航程 SL L2 L1 1 L VLt 得积算点 2 从积算点画水流矢量 截流程 得推算终点 3 连接起点与终点的矢量 即为推算航迹向和推算航程 并进行正确标注 2 已知计划航迹向 计程仪航速 流向 流速 求真航向和推算航程的海图作业 1 从推算起点画计划航迹线 2 从推算起点画流向 截取流程 3 以水流矢量终点为圆心 以计程仪航程 SL L2 L1 1 L VLt 为半径画弧 与计划航迹线的交点 即为推算船位 4 从推算起点作流程终点与推算终点连线的平行线 即为真航向线 5 在计划航线上推算起点至推算船位的长度即为推算航程 并进行正确标注 航海上经常遇到的水流有三种 1 海流 current 又称洋流 oceancurrent 它是由于相邻海区间 海水长期存在温度 密度或气压的不同 或长期受定向风的作用 使海水产生水平方向的流动 一般在一定时间里流向 流速基本不变 故称恒流 海图上用表示 箭头方向为流向 上面注记平均流速 2 潮流 tidalstream 由于潮汐形成海水周期性的涨落而引起的海水水平方向的运动 1 往复流 alternatingcurrent rectilinearcurrent 由于受地形的影响而产生的涨 落潮流向相反或基本相反的潮流 称为往复流 涨潮流用 落潮流用表示 箭头方向为流向 箭矢上流速是指大潮 小潮 时的最大流速 只标一个流速是指大潮时的最大流速 认为大潮前后一两天内当日最大流速都是大潮最大流速 而在小潮前后一两天内当日最大流速都是小潮最大流速 在大小潮中间的数天内当日最大流速则可以认为是大 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 在仅知道大潮最大流速时 一般假定小潮最大流速为大潮最大流速的一半 潮流流速在一天之中也是在不断地变化着的 半日潮港一天之中流速的变化 可以认为是涨潮流和落潮流的时间都约为6h 小时 一般可以运用l 2 3 3 2 l的简谐运动规律 来估算概略的任意时潮流流速 从转流到其后1h的平均流速是当日最大流速的l 3 从转流后lh 2h的平均流速是当日最大流速的2 3 从转流后2h 3h的平均流速是当日最大流速 从转流后3h 4h的平均流速是当日最大流速 从转流后4h 5h的平均流速是当日最大流速的2 3 从转流后5h 6h的平均流速是当日最大流速的l 3 2 回转流 rotarycurrent 一些开阔海区 在一个潮汐周期内 潮流流向随时间顺时针 或逆时针 方向变化360 流速也随时间变化 这种潮流称回转流 其中心地名为主港港名 0表示主港高潮时的潮流 l 2 3 表示主港高潮前lh 2h 3h 的潮流情况 则表示主港高潮后lh 2h 3h 的潮流情况 3 风生流 wind driftcurrent 是本海区或相邻海区受较长时间定向风的作用 使海水表层产生水平方向的流动 m s 按此公式计算 五级风可能产生1 3kn 八级风可能产生2 3kn风生流 流向约从下风向偏开45 在北半球向右偏开 在南半球向左偏开 课堂练习题 1 已知流向075 流速3kn 真航向085 计程仪航速12kn 求 计划航迹向和推算航速 2 已知流向135 流速2kn 计划航迹向为155 计程仪航速10kn 求真航向和推算航速 航海学I N0113 0114班海达楼407教室2002年11月7日0800 0940第十三次课 四 有风流情况下的航迹绘算 在有风流情况下 真航向与风流影响下的航迹向之间的关系是 为风流合压差 简称风流压差 1eewayanddriftangle 是真航向与风流影响下的航迹向之间的夹角 它等于风压差与流压差的代数和 1 已知真航向TC 计程仪航程SL或计程仪航速VL和风流资料 求推算航迹向和推算航程S 2 已知计划航迹向CA 计程仪航程SL或计程仪航速VL和风流资料 求真航向TC和推算航程S 1 已知真航向TC 计程仪航程SL或计程仪航速VL和风流资料 求推算航迹向和推算航程S 这种情况 应采取 先风后流 的海图作业方法 即先加风压差 求得风中航迹向后 再加水流影响 即在风中航迹线上作水流三角形 从而求得推算航迹向来 从推算起点画出真航向线 真航向加风压差 顺风加角 得风中航迹向 在风中航迹线上截取计程仪航程 SL L2 L1 1 L VLt 得截点 由截点作水流矢量得推算船位 连接推算起点和推算船位 此连线即为推算航迹线 其长为推算航程S 风中航迹向与推算航迹向之间夹角为流压差 并进行正确标注 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 已知计划航迹向CA 计程仪航程SL或计程仪航速VL和风流资料 求真航向TC和推算航程S 这种情况 应采取 先流后风 的海图作业方法 即先作水流三角形预配流压差 然后再顶风预配风压差 从而求得应驶的真航向 从推算起点画出计划航迹向CA 从推算起点画水流矢量 以水流矢量终点为圆心 以计程仪航程