2.4 Гидрометеорологические наблюдения на судне

В объем этих наблюдений включают:

- описание гидрометеорологических наблюдений в рейсе;

- заключение об информативности показаний барографа;

- описание наблюдений характеристик ветра и волнения на море;

- сравнение значений параметров ветра (направление и скорость) с характеристиками ветра, снятыми с карты погоды;

- описание определения параметров ветра (скорость и направление) по приземной карте погоды;

- определение геострофического ветра.

Объем материала по разделу составляет 15-20 страниц.

Раздел 3 расчет ветро-волновых потерь скорости морских судов

В разделе, используя навыки, приобретенные на практических занятиях, необходимо произвести расчет потерь скорости судна вследствие ветро-волновых сопротивлений. Расчет производится на основе определения параметров ветра и волнения, расчета численных значений ветро-волновых потерь скорости морских судов и продолжительности плавания, а также расчет и осадки судна в порту прихода.

В соответствии с заданным месяцем и годом выхода выбирается необходимая карта «ветер у поверхности океана» из Атласов океанов. На нее накладывается калька с прокладкой. Для каждой точки, представляющей середину соответствующего отрезка с ближайшей «розы ветров» снимаются значения направления и скорости результирующего ветра. За направление принимается наиболее длинный луч «розы ветров», т.е. наиболее часто повторяющийся самый длинный луч « розы ветров».

Направление ветра отсчитывается от северной части меридиана по часовой стрелке -откуда «дует» в компас, (в отличие от течения воды которое «течет из компаса»). Данные о ветре (направление и скорость) заносят в таблицу 2, используя их для расчетов параметров волнения.

Считается, что направление ветра совпадает с направлением ветрового волнения. Поэтому за курсовой угол волнения принимается угол между вектором ветра и диаметральной плоскостью судна.

Отсчет курсового угла ветра (волнения) ведется от носа судна до вектора ветра с учетом того, что ветер «дует в компас». Курсовой угол волнения изменяется от 0 до180^о и может быть как левого, так и правого борта.

Средние параметры ветрового волнения: период, высота и длина волны могут быть рассчитаны по формулам Крылова [9]:

τ = 0,32 w (1)

где τ – средний период ветровых волн, с;

w – скорость ветра, м/с.

h = 0,059 τ², при τ>τ_c (2)

h = 0,019 τ, при τ<τ_c (3)

где h – средняя высота волны, м;

λ = 1,56 τ², (4)

где λ – средняя длина волны, м.

Таблица 2 – Параметры ветра и ветрового волнения по маршруту перехода

Номер участка маршрута перехода	Ветер истинный		Ветровое волнение
	Направление, град	Скорость w, м/с	Средняя высота волны,h, м	Средняя длина λ, м	Средний период волны τ, с	Курсовой угол волны qh, град
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Расчет численных значений ветро-волновых потерь скорости и продолжительности плавания

При ветре и волнении судно испытывает дополнительное сопротивление своему движению, что приводит к потере скорости и, как следствие, к увеличению продолжительности плавания. Для определения численных значений ветро-волновых потерь скорости хода судна используется универсальная формула Хохлова [19]:

V = V₀ – (0.745∙h – 0.275∙q_h∙h) (1 -1.35 10^-6DV₀), (5)

где V - скорость судна на волнении, уз;

- скорость судна на тихой воде, уз (выбирается из исходных данных к курсовой работе);

λ - высота волны, м (выбирается из табл.2);

q_h - курсовой угол волны, переведенный в радианы ( выбирается из табл. 2);

- водоизмещение судна, т (выбирается из исходных данных).

Приведенным способом рассчитываются только совместные ветро-волновые потери скорости. При этом полагают, что при определенной скорости ветра наблюдается соответствующая высота волны, и направление ветра совпадает с направлением волнения (установившееся волнение).

По формуле (5) рассчитывают скорость судна V для каждого участка маршрута. На кальке с учетом масштаба карты измеряют длину этих участков S_і в милях. Делением S_і на V_і находят время прохождения участка t_і. Полученные результаты заносят в таблицу 3.

Таблица 3 – Исходные данные для расчета продолжительности времени плавания

Номер участка маршрута і	Скорость судна на участке Vіі, уз.	Длина участка, м.мили	Время прохождения участка tі, час
1. 2. 3. . . і
Всего

^* Значения согласовываются с руководителем курсовой работы.

Продолжительность плавания, или собственно ходовое время рейса t_х, определяется простым суммированием t_і

t_х = , (6)

После расчетов ходового времени рейса t_х определяют дата (число, год, часы, минуты) прихода судна в порт назначения, а также сравнивают продолжительность плавання с учетом произведенных расчетов.

Расчет изменения осадки судна в порту прихода

Расчет изменения осадки судна в зависимости от изменения плотности морской воды выполняется по формуле [ 8-12, 15]:

∆T = , (7)

где ∆T – изменение осадки судна, м;

Т₀ – осадка судна в порту отхода, м;

D – водоизмещение судна, т;

F– площадь ватерлинии, м² (для торговых судов коэффициент 0,8);

∆ρ = ρ_п – ρ_о – изменение плотности морской воды, кг/л;

ρ_о – плотность морской воды в порту отхода, кг/л;

ρ_п - плотность морской воды в порту прихода, кг/л;

ρ_о и ρ_п – определяется из данных карт Атласов океанов для портов отхода и прихода соответственно [ 16 ];

0,8 – коэффициент, принимаемый для торговых морских транспортных судов.

Объем данного раздела составляет 10-15 страниц.

ВЫВОДЫ

В выводах дается оценка гидрометеорологических условий на маршруте перехода в конкретное время, а также анализируются факторы, способствующие формированию этих условий.

В результате знания нормативных документов и анализа оперативной гидрометеорологической информации прогнозируются ожидаемые гидрометеорологические условия перехода, проводится оценка безопасного и эффективного плавания, а также защиты морской, окружающей среды.

Приводится характеристика погоды и состояния моря во время рейса и определяются отклонения от плана перехода по метеорологическим условиям и насколько сложным в метеорологическом отношении был переход. Необходимо показать понимание сути процессов, которые происходят в атмосфере и в морской среде, умение читать синоптические карты, умение принимать самостоятельно оперативные решения при плавании в сложных и опасных погодных условиях.