Индикатор эффективности плавания парусного судна при лавировке на ветер

Индикатор эффективности плавания парусного судна при лавировке на ветер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (»)975494 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.01.78 (21) 2574703/27-11 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M Кл.з

В 63 В 49/00

Гееударствеииый комитет

Опубликовано 23.11.82. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 28.11.82 (53) УДК 629,12, .014 (088,8) ло делам изобретеиий и открытий (72) Автор изобретения!

Б. С. Тараторкин

1 / ,Ленинградский ордена Ленина кораблестро тельный институт

l (71) Заявитель (54) ИНДИКАТОР ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЛАВАНИЯ ПАРУСНОГО

СУДНА ПРИ ЛАВИРОВКЕ НА ВЕТЕР

Изобретение относится к навигационным устройствам и касается конструкции индикатора эффективности плавания парусного судна при лавировке на ветер.

Известен индикатор эффективности плавания парусного судна при лавировке на ветер, содержащий блок измерения скорости судна и выходной блок, связанный с указателем (1) .

Недостатком индикатора является невозможность получения объективных данных прибора.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что в индикатор введен блок измерения скорости ветра, причем выходной блок выполнен в виде делителя двух напряжений с двумя выходами, к каждому из которых подключены выходы блоков измерения скорости судна и ветра.

Кроме того, блок измерения скорости ветра выполнен с последовательно соединенными датчиком скорости, осредняющим фильтром с постоянной времени, соответствующей постоянной времени инерции судна, и блоком нелинейности с логарифмической характеристикой передачи.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого индикатора; на фиг. 2схема соотношения основных величин, действующих на судно; на фиг. 3 — принципиальная схема устройства.

Индикатор эффективности плавания парусного судна при лавировке на ветер содержит датчик 1 скорости ветра W, датчик 2 направления ветра вымпельного т, ручную установку 3 угла между направлением ветра W и генеральным курсом лавировки ч, датчик 4 скорости судна Ч, функциональный преобразователь 5, вычисляющий проекцию скорости судна Ч на направление генерального курса, осредняюший фильтр 6 с большой постоянной времени, измеритель 7 отношения сигналов, нелинейное звено 8 с логарифмической характе20 ристикой.

Введенный канал скорости ветра состоит из датчика 1 скорости ветра, соединенного последовательно с нелинейным звеном 8 с логарифмической характеристикой и осред975494 няющим фильтром 6, образуя канал скорости ветра, сигнал которого W"= 1од(Т1 J Wdt) подается на «знаменательный» вход йзмерителя 7 отношения сигналов.

Параллельный канал скорости судна образован датчиком 4 скорости судна, сигнал которого проходит через управляемый датчиком 2 направления ветра и ручной установкой 3 генерального курса лавировки относительно ветра функциональный преобразовательь 5, позволяющий получить си гнал, пропорциональный проекции скорости судна на направление генерального курса Ч*

= V cos(+- т ), который далее попадает на «числительный» вход измерителя 7, выходное отклонение которого пропорционально отношению т

V*/W =V cos(ч+-т)/log(—.1,; J Wdt), 1, о где V — вектор скорости судна;

W — вектор вымпельной скорости судна; — угол лавировки между направлением ветра и скорости судна; Г угол наветренности между направ- 20 лением ветра и генеральным курсом лавировки.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с датчика 1, сглаженный фильт- 25 ром 6 с постоянной времени, близкой к таковой у судна, и прошедший через нелинейное звено 8, подается на измеритель 7 отношения как знаменатель. На другой вход (числительный) подается выработанный функциональным преобразователем 5 сигнал, пропорциональный скорости судна относительно воды,с датчика 4, уменьшенный на коэффициент представляющий собою косинус угла вымпельного ветра у, уменьшенного (или на другом галсе увеличенного) на угол т, дающий генеральное напра вление лавировки относительно ветра и задаваемый вручную с учетом дрейфа.

В качестве измерителя 7 отношения в простейшем случае может быть использован двухобмоточный логометр, а в качест- 4р ве функционального преобразователя 5— потенциометр. Принципиальная электрическая схема в этом случае примет вид, показанный на фиг. 3. В схеме (фиг. 3) входной сигнал и(Ъ ) измерителя силы ветра датчика I осредняется фильтром 6 в виде Г- 45 образной ячейки R 1С) и поступает на нелинейное звено 8, составленное из балластного резистора R2 и набора стабилирронов

VI, V2 и МЗ с постепенно нарастающими напряжениями пробоя, последовательно соединенных с резисторами R3, R4 и R5 так, чтобы звено 8 в целом имело бы амплитуд ную характеристику передачи, близкую к логарифмической. Выходной сигнал канала скорости ветра W со звена 8 снимается на одну из обмоток логометра, используемого в качестве измерителя соотношения

V /W**.

Во втором канале скорости судна, входной сигнал и(Y) поступает от датчика 4 и проходит через функциональный преобразователь 5, состоящий из профилированного потенциометра с двумя движками и двух вспомогательных резисторов R7 и R8. Профиль каркаса обмотки резистора R6 и соотношение сопротивлений резисторов выбраны так, что при установленном угле 1 =

= 0 коэффициент передачи функционального преобразователя 5 воспроизводит косинусоидальную функцию в пределах 0 †+ .

Один из движков резистора R6 управляется от датчика 1 и так автоматически устанавливается угол, а другой устанавливается однажды вручную в соответствии со значением угла ч и требует корректировки только при изменении направления ветра или генерального курса плавания. Таким образом узел резисторов R6, R7 и R8 совмещает функции датчиков 2 и 4 и преобразователя 5 (фиг. 1). Сигнал, прошедший функциональный преобразователь 5, подается на вторую обмотку измерителя 7. В результате взаимодействия токов в обмотках стрелка измерителя 7 отклоняется, причем показания увеличиваются при прочих равных условиях с увеличением V. уменьшением % или .

Благодаря применению измерителя отношений и осредняющего фильтра 6 случайные функции скорости судна, вызванные естественными изменениями движущей силы ветра, сказываться на показаниях устройства не будут, в то время как контролируемые рулевым настройка парусов и выбранный курс будут влиять на показания.

Формула изобретения

l. Индикатор эффективности плавания парусного судна при лавировке на ветер, содержащий блок измерения скорости судна и выходной блок, связанный с указателем, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен блок измерения скорости ветра, причем выходной блок выполнен в виде делителя двух напряжений, с двумя выходами, к каждому из которых подключены выходы блоков измерения скорости судна и ветра.

2. Индикатор по и. 1, отличающийся тем, что блок измерения скорости ветра выполнен с последовательно соединенными датчиком скорости, осредняющим фильтром с постоянной времени, соответствующей постоянной времени инерции судна, и блоком нелинейности с логарифмической характеристикой передачи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Журнал «Practical Boat Owen», 1972, № 67, с. 69 — 71 (прототип) .

975494

Редактор О. Юрковецкая

Заказ 8265/28

Составитель В. Румянцев

Техред И. Верес Корректор У. Пономаренко

Тираж 462 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4