Способ определения вертикальной структуры поля течения на ходу судна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) еюС 0 0 КОМ ИТЕ РЕТЕНий И ОтнСР1 ТИй ГОСУДАРСТВ О ДЕЛАМ И ТЕН л. Р 24нов и В.Аидрофизической ССР8,8)дство по гокеанах и2-е изд, Л Бю ух Горбань й инстичес. идидрол морях19 свидетельство 01 Р 5/00, 19 орск кл. ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРТИ Ы ПОЛЯ ТЕЧЕНИЯ НА ирующего.измеритель иками, распределеи, путем перемещения(54)(57) СПОСОБ ВУАЛЬНОЙ СТРУКТУ ХОДУ СУДНА, бук ную линию с дат ными по ее длин ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(прототип). судна галсами и определения на каждом галсе направления движения судна о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения быстродействия процесса съема поля течения,осуществляют не менее трех галсовс постоянной скоростью судна и накаждом галсе с помощью датчиковизмерительной линии определяют скорость потока, обтекающего измерительную линию, глубину погруженияучастков измерительной линии отклойение измерительной линии отдиаметральной плоскости судна вплане, затем определяют направление потока в географических координатах и по векторам скорости потока распределенным по глубине, определяют составляющие вектора течения в вертикальной плоскости.10260 Ь 7 10 20 25 30 40 60 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров " течений, распределенных по глубине океанов или мооей в океанографии.Известен способ Макарова-Нансена определения течения с судна, заключающийся в одновременных наблюдениях с двумя вертушками: первой опущенной на горизонт, где следует измерить течение, и второй, опушенной на значительную глубину, где течение, как предполагается. отсутствует, Нижний прибор регистрирует скорость дрейфа судна, но в противоположном действительному направлении, а верхний - равнодействующую измеряемого истинного течения на глубине его погружения и движения (обратного) судна, По этим данным на основании параллелограмма скоростей определяют направление и скорость течения на заданном горизонте, как вторую составляющую 1.Однако на больших глубинах существуют течения, скорости которых иногда сравнимы со скоростями течения в поверхностных слоях, а направление может значительно отличаться от направления поверхностного течения, поэтому определение этим способом параметров течения приводит к значительным ошибкам, Кроме того, измерение параметров течения возможно только в дрейфе судна, что усложняет осуществление съемки намеченного полигона, так как судно при дрейфе почти неуправляемо. Скорость дрейфа в сравнении с возможной скоростью хода судна мала, что увеличивает время съемки полигона.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения параметров течения по ходу судна, заключающийся в том, что на судне буксирующем измерительную линию с датчиками, распределенными по ее длине, путем его геремешения галсами определяют на каждом галсе направление движения судна 2). Недостатком известного способа яв.ляется невозможность измерить параметры течения, распределенные поглубине всего слоя в котором находится измерительная линия. Цель изобретения - повышение быстродействия процесса съема поля течения.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения вертикальной структуры поля течения на ходу судна, буксируюшего измерительную линию с датчиками, распределенными по ее длине, путем перемещения судна галсами и определе 15 35 45 50 ния на каждом галсе направления движения судна, осуществляют не менее трех галсов с постоянной скоростью судна и на каждом галсе с помощью датчиков измерительной линии определяют скорость потока, обтекающего измерительную линию глубину погружения участков измерительной линии, отклонение измерительной линии от диаметральной плоскости судна в плане, затем определяют направление потока в географических координатах и по векторам скорости потока, распределенным по глубине, определяют составляющие вектора течения в вертикальной плоскости.На фиг. 1 изображеныгалсы судна 3,и 3, выполненные на участке йолигойа океана при буксировке измерительной линии, на фиг. 2 - гидрологическая измерительная линия, буксируемая судном, проФиль которой определяется соответственно для каждого галса 1,ина фиг, 3 - судно, буксирующее гидрологическую линию по галсув пространстве, а также плоскость Е, в которой лежит измерительная линия и поток жидкости 1 , распределенный по глубинам и, пи пэ и формирующий профиль измерительной линии, и распределение истинного течения 1 по глУбинам п, пи пэ, на Фиг. 4-6 - эпюры потока жидкости Ч , распределенные по глубинам ,п 1, и и пэ для галсов3. и.удна, на Фиг. 7 - распределениедля глубины и в плоскости горизонта глубины (вид сверху), поясняющее определение координат х и у для концов вектора 1 соответственно для галсов 21,и, 3 ; на фиг. 8-10 - векторй Ч для глубин соответственно и, пи и в плоскости горизонта глубины (вид сверху), поясняющие определение координат точки О,модуля и направление истинного течения, т,е. определение Ч на Фиг, 11 - вектор Ъ для глубины"п, где вместо галса (фиг. 10) введен галс )4, что показывает, что при любых галсах конец вектора Ч 2 лежит на окружности с центром О; на фиг. 12 - эпюра значений модуля истинного течения участка полигона, на котором осуществлялись галсы1 и 1 , на Фиг. 13 - векторы т, т и истинного течения в географических координатах (вид сверху) на участке полигона, на котором осуществлялись галсы.1 , 1 и Способ осуществляют следующим образом.Исследуемый полигон океана условно делят на участки (или обозначают точки координат, в которых бу 102605710 ч= атсйя (пЬ) 20 25 30 пбд любым углом образующих ломаную линию.Определяют модуль истинного течения Чт для каждой глубины (фиг. 8-10) по фо м леЧ =.а + Ьтак как было замечено, что вектор истинного течения Ч всегда выходит из центра географических координат О, и его конец лежит в точке О .Определяют направление истинного течения Чт (фиг. 8-10) по Форму- ле учитывая по знакам при а и в, в какой четверти координат лежит угол 9 . Если +в, +а, то Чт направлен относительно севера под углом 9так как ).= 9 + 9; У= О.Если -в, +а, то 7, направлен под углом ., т.е. . = 90 +90.Если -в, -а, то Ч. направлен под углом Х = 180 +, так как ч = =180 ф. Если +в, -а, то 1 т направлен под углом = 270 ф+ 92700Привязка параметров течения по глубине осуществляется по показаниям датчиков давления, которые дают глубину нахождения всех участков измерительной линии, Датчики давления могут быть в точках ЛВ или С фиг, 2 пункт 3). После измерений необходимых параметров для опредеЛения векторараспределенного по глубине, судно выполняет галсы и измерения в другом районе океана (или в точке полигона), После определения7 распределенного по глубине на участках (точках) фиг, 12 и 13) всего выбранного полигона, строят псе течения, т.е. строят векторы 1 . по площади и вертикали полигона.На фиг, 11 показан один из примеров определения 1 на глубине ипри изменении галсов, в частности изменение галса 1 на галс 1 Полученные данные Ч показаны на фиг. 12 и 13.Преимущество предлагаемого способа заключается в воэможности на ходу судна, осуществляя минимальное число галсов (три), определять параметры течения (модуль и нагФавление), распределенные по глубине, т.е. возможно получить зпюру течения, а также построить годограф скорости,Параметры течения по глубине возможно получать в реальном масштабе времени, используя судовую ЭВМ, так как один конец кабель-троса гидрологической измерительной линии закреплен на судне и связан с бортовой аппаратурой, в структуру которой входит ЭВМ. Сокращается время съемки поля течения на исследуемом полигоне океана.1026057 юг 1 д Составитель Л,Техред А; Ач анКоррект едактор А, Кур екм ака) ш шшФавав Ввв ю шФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 550/36 Тираж 873 ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и 035, Москва, Ж, Раушс Подписноомитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5