Для измерения глубин на море применяются специальные приборы, называемые лотами. Они бывают ручные, механические и гидроакустические (эхолоты).
Ручным лотом измеряют глубины до 50 м при скорости хода до 5 узлов. Ручной лот — это свинцовая или чугунная гиря с привязанным к ней лотлинем. Гиря в нижней части имеет углубление для вмазывания в него смеси толченого мела с салом или размятого мыла при определении характера грунта.
На расстоянии 2–3 м от ушка гири в лотлинь вделывают клевант — колышек из дерева, за который лотовый держит лот перед бросанием. При разметке лотлиня за нуль принимают ушко гири и через 10 м вплеснивают флагдуки — куски материи с такой последовательностью цветов: 10 м — красный, 20 м — синий, 30 м — белый, 40 м — желтый, 50 м — бело-красный. Десятиметровые участки делят пополам и вплеснивают кожаные марки с «топориками». На расстоянии 5 м — марку с одним топориком, 15 м — с двумя, 25 м — с тремя и т. д. Каждый пятиметровый участок разбивают на метры и вплеснивают марки с зубчиками: с одним зубчиком — на местах, соответствующих 1,6,11,16 м и т. д. через 5 м; марку с двумя зубчиками — на местах, соответствующих 2, 7, 12 м и т. д. через 5 м; марку с тремя зубчиками — на местах, соответствующих 3, 8, 13 м и т. д. через 5 м. При надобности метровые участки разбивают на более мелкие участки с вплесниванием кожаных марок поменьше.
Показания эхолота и как правильно встать на точку. Джиг
Лот бросают со специальных лотовых площадок и обязательно с наветренного борта, поэтому необходимо постоянно тренироваться, чтобы уметь бросать лот как правой, так и левой рукой. Перед замером глубин лотовый обязательно надевает специальный пояс — брест-роп, конец от которого крепится на корабле.
Кроме замера глубин, ручной лот используют для определения характера грунта, для обнаружения дрейфа корабля при стоянке на якоре, для замера осадки носом и кормой.
При подходе корабля к месту якорной стоянки перед прохождением отмели, узкости и других опасных в навигационном отношении мест подается команда: «Лотовым на лот, приготовиться брать глубину!». Лотовый, заняв место, готовит лот: в руку, обращенную внутрь корабля, набирает 10–15 шлагов лотлиня, укладывая его так, чтобы лотлинь при работе мог свободно вытравливаться, гиря лота вываливается за борт и удерживается в подвешенном состоянии за клевант.
По команде «Как глубина!» лотовый раскачивает гирю вдоль борта, с силой бросает ее по ходу корабля и начинает потравливать лотлинь. При касании гирей грунта лотлинь прекращает травиться. Лотовый быстро подбирает слабину лотлиня и в момент прохождения кораблем места слегка приподнимает гирю за лотлинь и ударяет ею о грунт, замечая при этом марку лотлиня у поверхности воды.
Результаты замера лотовый сразу же докладывает на ходовой мостик: «Глубина 15 метров». Если гиря не дошла до грунта, а корабль проходит место падения гири — лотовый замечает марку у поверхности воды и докладывает: «Двадцать метров пронесло». Произведя один замер, лотовый быстро выбирает лот, набирая шлаги лотлиня, и повторяет все действия по замеру глубины. О характере грунта судят по частицам, прилипшим к салу (мылу), вмазанному в выемку основания гири.
Ручной лот успешно используют для обнаружения дрейфа корабля, при стоянке его на якоре в свежую погоду. С этой целью лот опускают до грунта в носовой части корабля, дают некоторую слабину лотлиню и закрепляют его на палубе. Если через некоторое время лотлинь (при том же курсе корабля) окажется натянутым вперед, следовательно, якорь не держит (ползет).
Замер глубины механическим лотом осуществляется следующим образом. На лотлине с грузом в море опускают стеклянную запаянную с одного конца трубку. Внутренние стенки трубки покрыты легко смывающейся краской. По мере погружения воздух в трубке сжимается под действием давления заполняющей ее воды.
Вода, заполняя трубку до соответствующего глубине предела, смывает окраску со стенок трубки. Глубину определяют при помощи специальной шкалы, к которой прикладывают трубку после ее подъема. Недостатком этого лота является трудоемкость при измерении глубин.
В настоящее время на кораблях устанавливаются эхолоты, принцип работы которых основан на измерении времени прохождения ультразвукового сигнала от вибратора-излучателя, установленного в днище корабля, до морского дна и обратно до вибратора-приемника, который расположен рядом с излучателем.
Схема устройства эхолота приведена на рис. 31. Преобразователь электротока через сопротивление заряжает конденсатор, к которому через контакты подключена обмотка вибратора-излучателя.
При замыкании этих контактов импульс тока высокого напряжения от конденсатора пойдет на обмотку излучателя, где вызовет появление переменного электромагнитного поля, и поверхность вибратора совершит несколько колебаний. Механические колебания вибратора в виде импульса передадутся воде и распространятся до морского дна.
Отраженный сигнал импульса частично достигнет вибратора-приемника, вызовет колебания его намагниченного никелевого пакета, что наведет в нем небольшую электродвижущую силу. Возникшее на концах обмотки вибратора-приемника напряжение поступит на усилитель, где повысится до 500 В. С усилителя ток поступит на неоновую лампочку, которая даст короткую вспышку. Следовательно, измерение пройденного ультразвуковым импульсом расстояния в воде производится за время с момента замыкания контактов до момента вспышки неоновой лампочки. Скорость распространения ультразвука в воде принимается равной 1500 м/с. Для измерения столь малого времени в эхолотах используется специальное устройство, но измеряется не само время, а другая величина, которая зависит от него.
Рис. 31. Схема действия эхолота:
1 — преобразователь электротока; 2 — сопротивление; 3 — конденсатор; 4 — вибратор-излучатель; 5 — контакты; 6 — вибратор-приемник; 7 — усилитель; 8 — неоновая лампочка; 9 — электродвигатель; 10, 11 — диск
От электродвигателя с постоянной скоростью вращаются два диска. Диск 10 с помощью кулачка один раз за полный оборот замыкает контакты.
Происходит посылка сигнала вибратором-излучателем, и на диске 11, на месте, которое в этот момент находится против неоновой лампочки, ставится знак 0. До прихода эхо-сигнала диск 11 успевает повернуться на некоторый угол, пропорциональный времени прохождения сигнала. С приходом эхо-сигнала неоновая лампочка даст вспышку и отметит на диске 11 место, соответствующее этому углу. Окружность диска 11 разбита на равномерные деления, обозначающие метры. Таким образом, включив в работу эхолот, показания глубины снимают с градуированной шкалы по вспышке неоновой лампочки. К эхолотам подключают приборы-самописцы, которые на специальной ленте непрерывной линией записывают глубину места, и получается линия рельефа дна по ходу корабля.
Зимние эхолоты (флэшеры)
Зимние эхолоты (флэшеры) Как правильно называть эти прибор, даже не знаю. Зимний эхолот? Но производители и продавцы – в отличие от рыболовов – этим термином не пользуются, справедливо указывая, что хоть и работает флэшер по тому же принципу сонара (принимает и
РЫБОПОИСКОВЫЕ ЭХОЛОТЫ
РЫБОПОИСКОВЫЕ ЭХОЛОТЫ Процесс ловли рыбы довольно прост – достаточно обнаружить рыбу, а затем поймать ее. Но если для выполнения второй задачи в течение тысячелетий человек совершенствовал орудия лова, то поиск и обнаружение рыбы всегда осуществлялось вслепую, на
Эхолоты для зимней рыбалки
Эхолоты для зимней рыбалки Эхолоты для зимней рыбалки должны работать в весьма специфических условиях – на морозе, при ограниченных возможностях источников электропитания. Помимо этого, они должны осуществлять те же задачи, что и обычные эхолоты – поиск и обнаружение
ЭХОЛОТЫ ПЕРЕДНЕГО ОБЗОРА
ЭХОЛОТЫ ПЕРЕДНЕГО ОБЗОРА Общие сведения Эхолоты переднего обзора или, как принято их называть, «сонары» или, по-русски, «гидролокаторы», появились на малом флоте совсем недавно, каких-нибудь лет 10 назад. Детище военно-промышленного комплекса, они вобрали в себя все
Источник: hobby.wikireading.ru
36. Судовые эхолоты. Принцип измерения глубин. Источники погрешностей и учет их в судовождении. Эксплуатационные проверки.
Принцип работы современных эхолотов основан на измерении времени прохождения в воде импульса ультразвуковых колебаний от судна до дна моря и обратно.
Гидроакустические антенны эхолотов подразделяются на пьезоэлектрические и магнитострикционные. Пьезоэлектрические антенны имеют КПД до 0,6—0,7 и позволяют преобразовывать колебания частотой до сотен килогерц. Магнитострикционные антенны имеют КПД порядка 0,3—0,5 и удовлетворительно работают на частотах до 30—40 кГц.
Рабочая частота эхолота, длительность импульсов и их скважность выбираются с учетом измеряемой глубины, затухания акустических колебаний в воде, акустических шумов, создаваемых судном, диаграммы направленности вибраторов и их размеров. В эхолотах последних разработок используется импульсный способ возбуждения, обеспечивающий большую точность измерения малых глубин.
В целях безопасности мореплавания последние навигационные эхолоты включают устройство, сигнализирующее о выходе судна на заданную глубину.
Эхолот НЭЛ-М2 устанавливают на крупнотоннажных судах; эхолот НЭЛ-М3Б — на судах всех классов, включая быстроходные катера, взрывоопасные суда и ледоколы. Он рассматривается в настоящее время как основной эхолот для судов Минморфлота.
Эхолот НЭЛ-М2 в отличие от эхолота НЭЛ-М3Б и всех предшествующих навигационных эхолотов является двухчастотным, т. е. имеет две рабочие частоты — 12 кГц и 169 кГц. Частота 169 кГц используется для измерения глубин до 400 м, частота 12 кГц — для измерения глубин от 400 до 3000 м. Переход с одной частоты на другую происходит автоматически с переключением диапазонов измерения.
Самописец, цифровой указатель и прибор сигнализации о выходе судна на заданную глубину могут подключаться в эхолотах НЭЛ-М2 и НЭЛ-МЗБ в, любом сочетании.
На частоте 169 кГц к эхолоту может быть подключено до четырех гидроакустических антенн: одна — в носу, вторая — в корме и остальные две — по бортам в средней части судна. Использование четырех антенн позволяет более полно контролировать малые глубины под днищем крупнотоннажных судов. Антенна, с которой поступает сигнал, выбирается в этом случае по желанию штурмана и подключается им вручную.
Погрешности эхолотов. Они возникают при отклонении действительной скорости распространения звука от расчетной. Скорость распространения звука в морской воде зависит от температуры, солености и гидростатического давления. При повышении температуры на 1° скорость уменьшается на 4 м/с, при увеличении солености на 1% возрастает на 1 м/с, при увеличении глубины на 10 м повышается на 0,2 м/с. Значение поправки к измеренной глубине DH за счет отклонения действительной скорости звука oт расчетной
,
где со— расчетная скорость звука;
с—фактическая скорость звука. Поправка ΔH положительна, если с>со, и отрицательна, если со.
При расчетной скорости 1500 м/с ошибка ΔН не превышает 3,5% измеряемой глубины для любой точки Мирового океана.
Влияние качки. При качке судна ось антенны отклоняется от вертикали. В результате эхолот показывает глубину несколько больше действительной.
Кроме того, когда угол крена превышает половину угла диаграммы направленности антенны, показания эхолота могут пропадать. Они могут исчезать и при меньших углах крена, если измерение ведется на предельной для эхолота глубине и больших уклонах грунта.
При плавании на волнении, особенно в балласте, судно носовой частью захватывает атмосферный воздух. Пузырьки воздуха, по павшие под корпус судна, вызывают сильное рассеяние, отражение и поглощение звуковой энергии, создавая помехи и даже длительные перерывы в индикации глубины.
Влияние структуры грунта. Наиболее четкая индикация получается при твердом грунте (каменная плита, плотный песок и т. п.). Однако в отдельных случаях при малых глубинах индикация от каменной плиты может пропадать ввиду зеркального отражения эхо-импульса и непопадания его на вибратор-приемник.
При илистом грунте индикации от верхней границы ила может не быть, а появится индикация от подстилающего твердого грунта. Может появиться и двойная индикация: от верхней границы ила и от подстилающего грунта. Двойная индикация хорошо просматривается на самописце.
Рекомендации по эксплуатации. При неизвестной глубине под килем измерения следует начинать с большего диапазона глубин. При измерении малых глубин (менее 10—15 м) необходимо включать гашение нулевой помехи и учитывать поправку на базу.
Источник: studfile.net
Определение поправки эхолота путём сличения показаний эхолота и ручного лота.
Эхолот, как и любое средство измерения, вырабатывает выходное значение измеряемого параметра с некоторыми погрешностями, которые необходимо учитывать или компенсировать в процессе его эксплуатации на судне. В практике судовождения принято в обязательном порядке, не менее одного раза в год, определять и компенсировать обобщенную инструментальную погрешность измерения глубины эхолотом, которая обозначается символом — ΔНэх и получила название инструментальная поправка эхолота.
Порядок определения поправки эхолота:
Одним из наиболее используемых способов определения данной поправки основан на сравнении показаний эхолота с показаниями ручного лота, данные которого принимаются за истинные. Но необходимо понимать и учитывать следующую особенность: эхолот измеряет глубину моря под килем судна, а с помощью ручного лота измеряют фактическую глубину моря, которую можно представить как сумму двух значений: осадки судна в районе установки вибраторов и глубины моря под килем судна. Поэтому напрямую их сравнивать нельзя, при сравнении необходимо учитывать осадку судна в районе установки вибраторов эхолота, которую в общем случае непосредственно по маркам осадки на корпусе судна определить нельзя.
Для определения значения осадки судна в районе установки вибраторов эхолота – hв, необходимо знать осадку судна по носовой марке — hн и осадку судна по кормовой марке – hк, которые снимают непосредственно с марок осадки на борту судна. А так же расстояние по диаметральной плоскости между носовыми и кормовыми марками осадки – L и расстояние по линии диаметральной плоскости между носовой маркой осадки и вибраторами эхолота – l. Используя эти значения можно составить следующую пропорцию
Решив, которую относительно hв, можно рассчитать искомое значение
Источник: studopedia.net
Использование эхолота, как новый способ изучить водяное дно
С давних времён люди мечтали об возможности изучить морское дно. Одни решались на геройские поступки ради науки, придумывая способы длительного нахождения под водой в целях изучения дна, даже на глубине 100-200 метров. Другие же не стремились к научным прорывам в поисках чего-либо нового на дне озёр, морей и океанов. Люди боялись неизвестного, а это самый сильный страх из всех и преодолеть его невозможно.
Большинство первопроходцев погибали, утаскивая с собой на дно не только свои идеи, но и планы тех людей, которые хотели идти следом, изучать море. Первыми же людьми, которые смогли «прикоснуться» к дну морей были ловцы жемчуга. Они учились и тренировались в длительной задержке дыхания, что некоторым позволило выжить при очень кратковременном просмотре дна. Тем более они с собой не могли взять какое-либо средство освещения, поэтому многого им узнать не удалось.
История создания первого эхолота
Далее же учёные изобрели такое изделие, как подводный колокол. Названий у такого изобретения было масса, но все они были похожи своим описанием такого устройства. Похоже оно было на купол со шлангом, сильно напоминающим колокол на веревке. За это его так и прозвали. Под куполом, в котором находился воздух, поступая из шланга, конец которого находился над водой, был человек.
Разумеется, исследователь облачался в специальный костюм, чтобы не замерзнуть, находясь под водой, на глубине 200-400 метров. Тогда ученые могли узнать, что находится на дне большинства озёр, а также максимально изучить шлейф дна, который располагался от 500 метров и до 3-ч километров от берега.
К концу 19 века учёные стали изобретать изобретения похожие на акваланги, подводные лодки и прочие машины и приспособления, позволяющие уйти под воду как можно дальше. Когда началась Первая Мировая война, многие страны мира уже обладали подводными лодками превзойдённого качества того времени.
Морпехи стали делиться на подводных и надводных, причём первыми становились смельчаки, которые шли почти на верную смерть, ведь шанс погибели был очень высок, несмотря на то, что они находились вне зоны видимости. Подлодки могли утонуть из-за влияния большинства на них факторов. Течение, морские обитатели. Вражеские суда и подлодки и ещё масса прочего могла потопить их.
Самым большим минусом первых подлодок стала их «слепота». Подводные войска не имели такого оборудования, которое помогло им видеть дно, коралловые рифы, подводные вулканы и прочее.
ЧИТАТЬ ТАКЖЕ: Названа стоимость владения электромобилем
Тогда люди придумали эхолот, пользование которым до сих пор не прекратилось. Одной из новейших разработок является Эхолот-картплоттер.
Назначение эхолота
Эхолот используется рыболовами и не только по следующим причинам:
- для изучения водяного дна
- для изучения растительности на водяном дне
- для изучения рыб.
Особенности использования эхолота-картплоттера
Стоит отметить, что данное оборудование довольно непростое и имеет определенные особенности в своем использовании, а именно:
- Во время движения суда или подводные лодки с помощью этого аппарата могли увидеть рельеф морского дна и сориентироваться в пространстве. Работают эхолоты по простому принципу. Эхолоты испускают волны и начинают «считать» до того момента, когда волна вернётся обратно. После того как они её ухватили , они подают сигнал в пульт управления, который даёт картину морского дна.
- Новые же эхолоты, которые выпускают с 1970-ых годов умеют гораздо больше возможностей. Измерение температуры по Фаренгейту, вычисление скорости течения и движения подлодки. Визуализация морского дна, а также ближайших объектов вокруг судна и многое другое.
Источник: fraufluger.ru