Похибки гірокомпасів, їх джерела, методи компенсації і облік в різних умовах плавання

Відповідно до міжнародних стандартів, точність будь-якого встановленого на судні гірокомпас повинна відповідати наступним мінімaльним вимогам.

Встановлена ​​похибка гірокомпаса - це paзность відліків істинного і усталеного курсів. Сталий курс - середнє значення з 10 відліків, взятих один за іншим через 20 хв після того, як гірокомпас прийшов в меридіан. Вважається, що гірокомпас прийшов в меридіан, якщо різниця між значеннями будь-яких двох відліків, взятих через 30 хв, не перевищує ± 0,7 о. Встановлена ​​похибка на будь-якому курсі в шіpoтax # 966; 60 про не повинна перевищувати ± 0,75 про sec # 966 ;. Середня квадратична похибка paзностей між окремими відліками курсу і його середнім значенням повинна бьпь менш 0,25 про SЕС # 966 ;.

Стабільність усталеною похибки гірокомпаса від пуску до пуску повинна бути в межах 0,25 про SЕС # 966 ;. Стабільність усталеною похибки основного приладу гірокомпас повинна бути в межах ± 1 ° sec # 966; в звичайних умовах експлуатації і варіацяях магнітного поля, які може відчувати судно.

Потрібно також, чтроби в широтах # 61472; # 966; 60 про:

включений відповідно до інструкції гірокомпас прийшов в меридіан за час не більше 6 год при бортовий і кільової качків з періодом коливань від 6 до 15 с, амплітудою 5 про і максимальному горизонтальному прискоренні 0,22 м / с 2;

залишкова постійна похибка після введення корекції за швидкість і курс при швидкості 20 уз не повинна перевищувати ± 0,25 про sеc # 966;

похибка, викликана швидким зміною швидкості, при початковій швидкості 20 уз не повинна перевищувати ± 2 о;

похибки, викликані бортовий і кільової хитавицею з періодом коливань від 6 до 15 с, амплітудами 20 о. 10 про та 5 про відповідно при максимальному горизонтальному прискоренні не перевищує 1 м / с 2. і рисканням судна повинні бути не більше 1 про sеc # 966; # 61486;

Максимальна розбіжність в звітах між основним приладом гірокомпаса і репітерами в робочому стані не повинно перевищувати ± 0,5 о.

За своїм характером похибки гірокомпас прийнято ділити на методичні та інструментальні. Основними методичними похибками є швидкісна і інерційна.

Швидкісний похибкою гірокомпас називається постійне в даній широті азимутальное відхилення осі гірокомпаса від істинного меридіана, що відбувається внаслідок руху судна з постійною швидкістю на постійному курсі.

Швидкісна похибка має напівкруговій характер: для курсів північної половини горизонту вона негативна, південній - позитивна. У більшості конструкцій гірокомпасів вона виключається автоматичними або напівавтоматичними коректорами. У деяких конструкціях швидкісна похибка виключається тільки зі свідчень приймають.

Інерційні похибки гірокомпас викликаються возмущающими моментами сил інерції, що виникають при прискореному русі судна. При появі моментів цих сил вісь гірокомпаса виходить зі свого положення рівноваги і робить процесійний рух зі швидкістю, яка залежить від значення моменту сили інерції. Інерційна девіація проявляється у формі згасаючих коливань після закінчення маневру судна (курсом і / або швидкістю).

Настає внаслідок маневру змінна похибка називається інерційною похибкою гірокомпас. Вона властива більшості сучасних гірокомпасів незалежно від їх конструкції.

Розрізняють інерційну похибка з вимкненим на час маневру успокоителем і інерційну похибка з включеним успокоителем. Першу іноді називають балістичною похибкою першого роду, другу (в окремому випадку виконання умови апериодических переходів) - балістичної похибкою другого роду, або похибкою прискорення-загасання.

Найбільше значення інерційна похибка першого роду має в момент закінчення маневру. Інерційна похибка другого роду досягає найбільшої величини приблизно через 20-25 хв після закінчення маневру.

На практиці в умовах часто повторюваних маневрів будь-які розрахунки по визначенню інерційних похибок виробляти недоцільно. Однак судоводитель повинен критично оцінювати їх можливу величину і характер зміни. Для цього необхідно враховувати наступне:

інерційні похибки носять гироскопический характер, т. е. виникають не відразу після появи інерційних збурень і зникають не відразу після їх припинення;

зміна інерційних похибок в часі після припинення дії факторів, що обурюють відбувається за законами власних коливань ГК, т. е. тим же періодом і фактором загасання;

для транспортних судів величина інерційної похибки в середніх широтах після одноразових маневрів зазвичай не перевищує 2-3 °;

показання гірокомпас слід вважати помилковими протягом 40-50 хв після закінчення маневру. В особливо складних умовах (при плаванні в високих широтах і на великих швидкостях) інерційна похибка може зберігатися протягом 1,5 год після маневрування;

істотні інерційні похибки з'являються при полуціркуляціі судна з курсу 0 ° або 180 °, а також при зигзагоподібний маневруванні на четвертної генеральних курсах;

при відсутності вимикача загасання інерційна похибка гірокомпаса принципово не може бути усунена;

вимикання успокоителя коливань гірокомпасів з нерегульованим періодом доцільно в широтах менше розрахункової (для вітчизняних конструкцій менше 60 °);

при пеленгацією орієнтирів за допомогою гірокомпаса інерційна похибка повинна розглядатися як систематична (повторювана) помилка, якщо термін спостережень значно менше періоду власних коливань гірокомпас;

при обчисленні шляху по Гірокомпаси інерційна похибка повинна розглядатися як випадкова помилка курсоуказанія;

при складному маневруванні (плаванні по звивистих фарватерах, в льодах і т. д.) можливе накладення інерційних похибок або накопичення їх до істотного значення, що залежить від широти плавання. В широтах 75-80 ° це значення може становити ± 10-15 ° для звичайних неаперіодіческіх компасів.

Інструментальні похибки гірокомпас з рідинним підвісом ЧЕ складаються з інструментальних похибок основного приладу, що стежить, коригувальних пристроїв, дистанційної передачі і приймають приладів.

Інструментальна похибка основного приладу сучасних гірокомпасів зазвичай не перевищує ± 0,3 °.

Похибка, що вноситься стежить системою, практично може розглядатися як випадкова, оскільки вона залежить від багатьох, важко прогнозованих факторів.

У гірокомпас з непрямим управлінням основними джерелами інструментальних похибок основного приладу є дефекти стежать систем і пристрої управління гіроскопом.

Одногіроскопние гірокомпаси з торсійним підвісом можуть мати специфічну сталу похибку, пропорційну статичної помилку стежить системи. В реальних умовах плавання гранична величина випадкової похибки, яка може бути внесена стежить системою, не перевищує ± 1,0 °.

Похибка, що вноситься коректором, складається з випадкової похибки, спричиненої люфтами і невідповідністю геометричних розмірів передач, і систематичних похибок за рахунок неточного введення істинної швидкості і широти.

Випадкова похибка коректора зазвичай оцінюється граничними значеннями ± (0,2-0,3) о.

Систематична похибка за рахунок неточного введення істинної швидкості, що може мати місце при невідомому перебігу або невідомої поправці лага, зазвичай невелика.

Систематична похибка за рахунок неточного введення широти може досягати істотного значення. Для її зменшення при плаванні в високих широтах слід проводити встановлення коректора по широті через кожен градус зміни широти або менше. Похибка за рахунок дистанційних передач гірокомпас звичайно розглядається як випадкова. Її граничне значення не перевищує ± 0,2 про в статичному режимі, але може досягати декількох градусів в динамічному режимі, що слід мати на увазі при пеленгацією об'єктів на циркуляція або після різкої зміни курсу.

Похибки приймають приладів можуть бути розділені на систематичні і випадкові. Систематичні зазвичай не перевищують ± 0,2 про (без урахування похибки за рахунок неточною установки Пелорус). Граничне значення випадкових похибок має такий же порядок.

До інструментальних погрішностей двухгіроскопних компасів може бути віднесена і спостерігається на хитавиці четвертна похибка (у одногіроскопних гірокомпасів з гідравлічним маятником її слід розглядати як методичну). Причиною цієї похибки є переміщення ЦТ чутливого елемента на хитавиці за рахунок зміни рівня наявних усередині нього рідких мас, головним чином рівня масла в заспокоювачами коливань. Величина цієї похибки залежить від конструкції успокоителя і для вітчизняних гірокомпасів типу «Курс» не перевищує ± 0,5 про (при відсутності власного руху судна).

Поправки і точність показань гірокомпас. Сукупність перерахованих вище похибок утворює сумарну похибка гірокомпаса, що підрозділяється на систематичну і випадкову складові. На практиці такий поділ не має великого значення, оскільки, як правило, загальна поправка визначається при одноразових спостереженнях або протягом занадто коротких проміжків часу, щоб можна було вимовити ефективну обробку вимірювань.

Однак слід мати на увазі, що за рахунок випадкових і змінних систематичних помилок значення загальної поправки гірокомпаса в будь-якої момент часу може істотно відрізнятися від значення, виведеного при останніх спостереженнях. З цієї причини, зокрема, при пеленгацією об'єктів в умовах тривалого маневрування або незабаром після закінчення маневру (наприклад, після виходу з порту), не слід брати до уваги загальну поправку, певну до виробництва маневру.

З іншого боку, зміна загальної поправки протягом деякого часу після маневрування не слід вважати ознакою несправної роботи гірокомпас. Іноді допускається помилка, коли загальна поправка гірокомпас визначається на повному ходу з введенням в коректор значенням швидкості, а потім цією поправкою користуються на малому ходу, середньому або на стоянці (наприклад, на якорі) без введення нового значення швидкості в коректор. Інша помилка виникає в тих випадках, коли загальна поправка визначається на стоянці, але з встановленим на коректорі значенням швидкості, при цьому помилково передбачається, що на ходу поправка компаса буде правильною.

У всіх випадках слід керуватися таким правилом: введена в коректор швидкість повинна завжди відповідати дійсної швидкості судна.

Загальна поправка гірокомпас визначається одним з прийнятих в навігації і морехідної астрономії методів, а також за допомогою радіотехнічних засобів.

Величина середньої похибки загальної поправки гірокомпаса становить:

по створах ± 0,2 °, пo пеленгам берегових орієнтирів ± 0,4 °, по небесним світилам ± 0,4 °.

До paдіотехніческім способам слід вдаватися тільки в тих випадках, коли внаслідок поганої або обмеженої видимості інші способи визначення поправки недоступні. Особливо ненадійні визначення поправки гірокомпаса з використанням ненапрямлених радіомаяків, що знаходяться за межами оптичної видимості.

Величина і характер зміни загальної поправки гірокомпаса є критерієм точності його показань. Точність гірокомпас в соостетствіі з природою його похибок прийняти оцінювати для конкретних цілей плавання: на нерухомому підставі (на швартовах); при плаванні прямими курсами з постійною швидкістю; при маневруванні судна; при хитавиці судна.