Морские астрономические инструменты и работа с ними
Скачать 428.98 Kb.
|
| Часть II МОРСКИЕ АСТРОНОМИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ И РАБОТА С НИМИ Глава 8 ИЗМЕРИТЕЛИ ВРЕМЕНИ. СУДОВАЯ СЛУЖБА ВРЕМЕНИ § 36. ХРОНОМЕТР И ДРУГИЕ ИЗМЕРИТЕЛИ ВРЕМЕНИ НА СУДНЕ Для решения астрономических и навигационных задач на судне требуется иметь Тгр с точностью до 0,5—1е, а для целей эксплуатации требуется Те до 10с или 1м. Поэтому на судне должно храниться и воспроизводиться точное «эталонное» время Тгр и приближенное поясное — судовое время. Измерителями эталонного времени и его хранителями являются механические и кварцевые хронометры; воспроизводится оно палубными часами и секундомерами. Судовое время воспроизводится судовыми часами — механическими судовыми часами или системой электрических часов, работающих от центрального датчика. Механический морской хронометр 6-МХ (рис. 57: 1 — корпус хронометра и крышка; 2 — карданов подвес; 3 — стопор подвеса; 4 — циферблат завода; 5 — заводной ключ). Хронометром называются высокоточные-переносные часы с пружинным маятником, позволяющие получать достаточно точное время Тгр в течение длительного промежутка времени. Для обеспечения равномерности движения хронометр имеет ряд механических устройств, отличающих его от обычных часов. Внешне хронометр отличается наличием циферблата завода и тем, что у хронометра слышны четкие удары каждые 0,5е. Хронометр, как и обычные часы, состоит из следующих основных узлов: двигателя, хода или спуска, регулятора (маятника) и счетчика со стрелками. Рассмотрим особенности узлов хронометра, отличающие его от обычных часов. Рис. 57  Двигатель хронометра — источник энергии, приводящий в движение его части. Он представляет собой сжатую пружину, действие которой передается на систему шестерен через специальный барабан в форме улитки (рис. 58). Улитка 3 соединена с пружиной / цепью Галля 2 так, что при полном заводе пружины действие ее передается цепью на малый радиус улитки, а в конце завода — на большой радиус, поэтому крутящий момент на валу зубчатого колеса 4 будет постоянным. Завод пружины осуществляется через головку 5 и цепь 2. Число часов работы пружины от полного завода показывается указателем завода на циферблате. Хронометрический спуск (ход) предназначен для равномерного (в такт маятнику) пуска и остановки всего счетного механизма. Спуск представляет устройство, пропускающее зубец спускового колеса 6 (см. рис. 58) через 0,5е и передающее энергию двигателя на регулятор (балансир) 12 без трения толчками-импульсами. Для этого на оси балансира 11 помещены ролики с укрепленными на них спусковым 8 и импульсным 7 камнями. Энергия от пружины передается на балансир через удары зубцов спускового-колеса 6 об импульсный камень 7. Регулятор является основным элементом, воспроизводящим колебательный процесс со строго постоянным периодом. Регулятор представляет собой пружинный маятник с температурной компенсацией. Он состоит из балансира 12, цилиндрической пружины «волоска» 14, баррета 13 и грузиков Период колебаний маятника выражается формулой  где J — момент инерции балансира относительно оси вращения; К. — момент упругости волоска на 1 рад. Момент инерции J зависит от массы балансира и грузиков и расстояния от них до оси вращения, т. е. от радиуса инерции. Сохранение постоянства периода колебаний маятника при изменении температуры достигается изменением радиуса инерции грузиков. Для этого балансир 12 изготовляется из двухслойных полукруглых пластин: внутренняя — из никелевой стали, внешняя — из латуни. При повышении температуры все-детали балансира расширяются. При этом внешние пластинки расширяются значительно больше внутренних и грузики q^ и q^ приближаются к центру, вследствие чего их радиус инерции уменьшается, а общий момент J остается постоянным. При понижении температуры происходит обратное явление. Примечание. Для регулировки хода хронометра, если суточный ход превысит 4е в сутки, при крайней необходимости можно слегка отдать или зажать дополнительные грузики — винты на балансире (см. рис. 58).  Счетчик, или передаточный и стрелочный механизмы, состоит из системы зубчатых колес и стрелок. От часов он отличается конструкцией подшипников, комбинированных из рубина (втулка) и алмаза (опора), куда введена постоянная смазка. Все эти устройства и высокое качество изготовления делают хронометр чрезвычайно надежным инструментом, который при соблюдении правил ухода может непрерывно работать 10—15 лет (срок службы его 25 лет) и обеспечить получение на судне Ггр с точностью до ±0,5—1е. Кварцевые хронометры (часы). Кварцевые часы представляют электронное и электромеханическое устройство, в котором регулятором равномерного хода стрелок являются периодические колебания пластинки кварца под воздействием электрического тока. На блок-схеме (рис. 59, а) этих часов показана пластинка кварца /, которая под воздействием тока то расширяется и замыкает электроды 2, то размыкает их с постоянной частотой / == _ . В результате этого с такой же частотой происходит колебательный процесс в электромагнитном контуре 3. Эти колебания усиливаются в усилителе 4, затем их частота уменьшается в делителе частоты 5. Полученный переменный ток вращает со строго определенной частотой асинхронный двигатель 6, который перемещает стрелки на циферблате и, кроме того, дает импульсы на репитеры — вторичные часы 7, показывающие установленное на них среднее время Тгр- Кварц заключен в термостат 8, а полупроводниковый контур и усилитель — в общий термостат 9. Питание часы получают от преобразователя или батарей. Судовая модель кварцевого хронометра фирмы КН (рис. 59, б) обеспечивает работу еще четырех репитеров. Стрелка движется импульсами по 0,2е; ошибка хода не превышает 0,01° в сутки, что позволяет определять и поправку реже, чем для обычного хронометра, однако принято получать ее также ежесуточно. Специальной кнопкой поправка вводится в показания хронометра, поэтому он всегда дает точное Ггр- Механический хронометр в таких случаях сохраняется как контрольный и запасной. Палубные часы. Палубные часы представляют собой точные переносные часы с температурной компенсацией, воспроизводящие Тгр и служащие для производства астрономических наблюдений, а также для замены хронометра в случае его порчи. Эти часы имеют анкерный спуск, как у обычных часов, балансир с компенсацией и регулировку хода путем изменения длины волоска (секундная стрелка делает скачки в 0,2е по большому светящемуся циферблату). Секундомеры. Для измерения промежутков времени на судах применяют секундомеры. Секундомеры разделяются на три класса точности;обычно на судах встречаются секундомеры третьего класса (ошибка меньше 0,8с за 15м хода). Однако для астрономических наблюдений следует применять секундомеры I и II класса, например двухстрелочный «СД спр-1 или однострелочный «С-1-2А» (за 30м дают отклонение меньше 1с).   Рис. 59 В настоящее время астрономические наблюдения рекомендуется производить с двухстрелочным секундомером, пущенным по хронометру или непосредственно по сигналам времени, так что секундомер представляет основной инструмент, воспроизводящий точное Тгр при наблюдениях. Судовые (морские) часы. Кроме эталонного гринвичского времени, на судне широко применяется судовое Те, по которому осуществляется организация службы, быта и отдыха команды и пассажиров. Для измерения судового времени служат судовые механические и электрические часы и различные бытовые часы. Судовые часы представляют собой стенные пружинные часы с анкерным ходом в специальном корпусе с циферблатом, разделенным на 12ч (старые — на 24ч); некоторые образцы часов, например 5-ЧМ, имеют секундную стрелку. Судовые часы с секундной стрелкой устанавливаются в радиорубке, штурманской и рулевой рубках и в машинном отделении. В остальных помещениях и каютах можно устанавливать часы без секундных стрелок или обычные настенные часы. Судовые часы идут по Гд, кроме часов в радиорубке, установленных по московскому времени. Наиболее современной является система электрических судовых часов, работающих от центрального датчика (электронного или механического). Электрические часы устанавливаются, во всех помещениях и дают время до 1с. Они переводятся и согласовываются с центрального поста и не требуют завода. § 37. ПОПРАВКА ХРОНОМЕТРА И ЧАСОВ Поправкой и хронометра называется разность между гринвичским средним временем Ггр и показанием хронометра 7\р в один и тот же момент, т. е. и=Ггр-Г^,. (119) Поправка может быть положительной «+», если хронометр позади, или отрицательной «—», если хронометр впереди Ггр, но величина ее не превышает ±64. Однако практически невыгодно иметь большую поправку, поэтому, если поправка велика, то стрелки хронометр а переводят так, чтобы и была порядка 1м и со знаком «+». Перевод стрелок выполняют с помощью ключа, надетого на головку минутной и часовой стрелок, поворотом их «по ходу» вправо до нужного отсчета; секундную стрелку трогать нельзя. Однако если хронометр остановился, то пуск его после завода лучше выполнить, подождав, когда показания хронометра сравняются с Ггр, которое рассчитывается по другим часам. Все сказанное выше о поправке хронометра относится также к палубным и обыкновенным часам. Аналогично определяется и поправка часов относительно московского времени или другого поясного времени, т. е.[ "ч = Тмск - Г,, (12Q) или "ч == 7п - 7\. (121) Показания любых часов дают соответствующее время только после введения поправки, т. е. Ггр == 7\р + и (122) и Гп==Г,+ы. (123) При расчете Грр предварительно надо определить гринвичскую дату я приближенное Ггр по формуле Ггр=ГсЧ=.М^ . Этот расчет рассмотрен выше в § 27. Определение поправки хронометра по радиосигналам времени. Все сигналы времени в настоящее время передаются в шкале всемирного координированного времени TUC (сокращенно — координированного времени Гц, см. § 28). Оно отличается от Тур на величину поправки ДТц, т. е. Try = Гк + ЛГк. (124) Величина поправки ЛГк передается вместе с сигналами точного времени, как показано ниже, или выводится по предыдущей. С учетом величины АГк поправка хронометра, полученная по радиосигналам, определяется по формуле и = (Гк - 7\р) + ЛГк. (125) Поправка и', полученная без учета АГк, имеет точность около ±1с; требуемая же точность поправки ^О.б0. Сигналы времени. Передача сигналов времени как у нас, так и за рубежом производится широковещательными и специальными радиостанциями по двум типам программ: вещательные сигналы (шесть точек) и сигналы точного времени. Вещательные сигналы, для проверки времени передаются всеми нашими и большинством зарубежных станций в виде «шести точек», т. е. импульсов длительностью 0,1е, через 1е в шкале TUC, т. е. в атомных секундах, начиная с бЭ^б^и до 0,0е следующего часа. Точность их подачи московскими станциями на европейской территории СССР до 0,1е; для других районов погрешность может достигать 0,5е. Однако после вещательных сигналов не дается разность шкал ЛГк. Ее нужно получить по сигналам точного времени, как показано ниже, записать в журнал наводить после приема вещательных сигналов по формуле (125). При этом обеспечивается точность поправки порядка 4=0,5е. Следовательно, на судне можно принимать сигналы шесть точек, но следует учитывать поправку АГк. Сигналы"точного времени. В настоящее время все радиосигналы точного времени подаются в шкале TUC и состоят из секундных сигналов (точек) и удлиненного сигнала (тире) на начало минуты. Такие сигналы называются «типа Ai». В СССР применяются восемь программ подачи радиосигналов точного времени. Программы отличаются последовательностью и продолжительностью подачи сигналов^Л! и других сигналов. Все данные о программах публикуются в брошюре «Эталонные сигналы частоты и времени» (издательство «Стандарты», Москва), а также в английском пособии «The Admiralty List of Radio Signals», vol. V. На западе страны и в Атлантике хорошо слышны московские станции РБУ (66,6 кГц) и РВМ (около 5, 10 и 15 тыс. кГц), работающие по первой и второй программам, горьковская УТР—3(25 кГц), работающая по седьмой программе; на востоке страны— РТЗ и РИД, работающие по первой и третьей программам, хабаровская УШЦ (25 кГц) — по седьмой программе, а также РНС-В по восьмой программе. Наиболее благоприятное поясное время приема радиосигналов от О до 7 ч; наименее благоприятное — от 8 до 164. Рассмотрим две основные программы сигналов точного времени. Первая программа подается станцией РБУ от 0 до \5''07"; с 17 до 22Ч07«• и с 22^'20M до 24" московского времени, а радиостанцией РТЗ с l до 24":
Вторая программа передается радиостанцией РВМ с 0 до 24 московского времени:
Во всех программах подачи сигналов А^ точки на 56—59-й секундах перед каждой 5-й и 10-й минутами пропускаются (чтобы определить номер минуты). Введены в строй мощные радиостанции УТР-3, работающая в течение 2 ч с б^б"1; ^Зб" и 21^!36M московского времени (седьмая програм-.ма) и УЩЦ-3. Получение поправки ДТк за разность шкал. Поправку ЛТц на данный .момент можно получить двумя способами: по «окрашенным» сигналам времени в ходе их передачи — при приеме поправки и; интерполированием поправки А7"к , принятой ранее и записанной в журнал. Получение АГк по «окрашенным» сигналам. Код передачи информации о разности шкал построен следующим образом. Разность шкал представлена в виде (126) АГ„ == DTUi + dTUi, .где DTU^ — десятые доли секунд разности; dTUi — сотые доли разности. После каждого минутного сигнала эти величины с их знаками передаются путем сдвоения — «окраски» — секундного сигнала (двойная точка), причем знак и величина определяются номером секунды. Положительные поправки даются путем «окраски» следующих сигналов: с 1 по 8е (-{-DTUi) каждая сдвоенная точка дает +0,1е поправки, положим их п; с 21 по 24е (+dTUi) каждая сдвоенная точка дает +0,02° поправки, положим их р. ,—- - —- „ --,--,-,""••"• """ •-•- к — и,ni. i \i,\i^fJ. например, сдвоены l, 2, У (п == 3); сдвоены 21,22е (р = 2); ДГк = 0,1^3 + 0,02е Х х 2 = +0,34°. Отрицательные поправки даются «окраской» следующих сигналов: с 9 по 16е (—DTUi) каждая сдвоенная точка дает —0,1е поправки, полежим их т; с 31 по 34е (—dTUi) каждая сдвоенная точка дает —0,02е, положим их q. Получим ДГ„ = —0,1т — 0,02<7. Положительные и отрицательные сигналы комбинируются. Например, (•двоены 9, 10, 11, 12° (т == 4); сдвоены 21, 22, 23е (р == 3). Получим ДТц== = —0,^-4 + 0,020.3 == -0,34е. Величина поправки Д7\ может доходить до 0,9е. Зарубежные радиостанции подают только десятые доли DTU^ no тому же коду, что и в наших программах. Получение ДТц по принятой ранее. Значение ДГц может быть принято в начале месяца, приведено к его середине и затем применяется весь этот месяц. Эстраполированное значение поправки ДГк получается по форму- ДГк=ДТ„+Дт, (127) где ДГ„ — поправка, полученная ранее (например, на начало месяца); Д — суточная разность поправок, на 1972—1975 гг.; она составляла — 0,003о/сут; ее можно получить по разности с предыдущим месяцем (около —0,1е в месяц); т — число суток. Например, на 1 марта 1976 г. принята ДГк = +0,56с; на середину месяца ДГк = +0,56с — 0,003.15 w +0,50. Порядок определения поправки хронометра. Поправку хронометра можно определять с помощью секундомера и непосредственным приемом сигналов на хронометр. Прием сигналов времени на секундомер. Прием сигналов «шесть точек» рекомендуется производить так. Взять два секундомера, чтобы принять два сигнала, первый запустить с сигналом 59M55,OC, второй — О^. Затем записать два отсчета хронометра, намеченные на 30е — 1м вперед и в эти моменты остановить секундомеры. Добавляя ко времени Г„ подачи сигналов показания секундомеров, получим моменты Гц, соответствующие Гхр. Выводят две поправки, берут среднюю и к ней добавляют ДГ„ из журнала. Пример 35. 27/V 1977 г. в Те = О" приняты на секундомеры сигналы Тк = = Зч59"55<: и Т"» = 4ЧOO^«00^:; ДГк = +0,3с. Определить и. Решение.
Прием точных сигналов на секундомер производят пуском секундомера в намеченный момент Гц и остановкой его в намеченный момент Тхр по схеме примера 35. Рекомендуется брать три сигнала и выводить среднюю поправку, а к ней добавлять ДГк, определяемую по «окрашенным» сигналам. одновременно с приемом поправки. - Пример 36. По «окрашенным» сигналам определили ДГа ^ —0,48°. Принят один •сигнал (для сокращения схемы). Определить и. Решение.
и==и'+АТк. =—044,0е. Прием с и г н а л о в в р е м е н и н епосредственно на хронометр. При приеме поправки на хронометр по последним рекомендациям (см. ПШС—29 издания 1975 г.) следует к замеченному в момент сигнала 7\р добавить половину величины скачка стрелки, т. е. 0,25е. Прием сигналов «шесть точек». Рекомендуется брать также два сигнала — первый и последний. Далее вычисления производят в соответствии со схемой примера 37. Пример 37. Принято два сигнала времени; ДТц взято из журнала -^О.б0. Определить и. Решение.
и=- —29, ОО^О.б^ —28,4е. Прием сигналов точного времени на хронометр производят аналогично показанному в примере 37.. (Рекомендуется намечать разные сигналы, например 5; 30е и принимать пять сигналов.) Поправка ДГк принимается по «окрашенным» сигналам и вводится в среднюю поправку и. В этом случае прием поправки обеспечивается с точностью ±0,10. |
Похожие:
 | Учет векселей основывается на требованиях, определяемых мсбу (ias) 32 «Финансовые инструменты: раскрытие и представление информации»... |  | Местной Администрации муниципального образования муниципальный округ Морские ворота, осуществляющей полномочия в области предоставления... |
| Номинации: фортепиано, народные инструменты, оркестровые инструменты (струнные, духовые, ударные), камерный ансамбль, вокал, джаз,... | | Комфортных условий для получателей муниципальной услуги и определяет сроки и последовательность действий (административных процедур)... |
| К постановлению Местной Администрации муниципального образования муниципальный округ Морские ворота | | Прошу принять меня на платное обучение в состав слушателей программы «Современный менеджмент организации: инструменты исследования... |
| Приглашаем Вас принять участие в работе V международной научно-практической конференции «Статистика в современном мире: методы, модели,... | | Где опытные «райтеры» (мастера граффити) делятся своими советами по созданию изображений, используя такие инструменты и материалы,... |
| Е. В. Способы, типы, приемы и инструменты речевого воздействия// Классическое лингвистическое образование в современном мультикультурном... | | Например: Проверочная работа. Самостоятельная работа. Контрольная работа. Работа над ошибками. Изложение. Сочинение |