книги из ГПНТБ / Земляновский, Д. К. Общая лоция внутренних водных путей учеб. пособие

С уменьшением углового размера порог контрастной чувстви­ тельности резко возрастает. Различают три степени видимости знаков:

1 ) на окружающем фоне глаз различает в месте знака пятно, но не может определить ни его формы, ни цвета,— это так назы­ ваемая «точечная видимость» (для такого восприятия знака до­ статочно видеть его под углом в Г);

2 ) глаз видит знак, различает его форму и очертания, но не может определить цвет — знак кажется светлее или темнее ок­ ружающего фона (в этом случае угловой размер должен быть не менее 3') ;

3) форма и цвет знака видны отчетливо.

Для надежной ориентировки судоводителя у сигналов долж­ на быть обеспечена видимость второй и третьей степени. В соот­ ветствии с этим требованием уста­ навливаются тип и размеры обста-

Лновочного знака, предусмотренные ГОСТом. Исключение делается для водохранилищ при протяжении

створной линии более 9 км. Для этих трасс максимальная высота щита 8 м и угловой размер около 1 ', поэтому такой знак с конца трассы

невооруженным глазом виден как темное пятно.

Обстановочные знаки, не требующие большого расстояния ви­ димости, например весенние, ходовые, «Сигнал», подводных и надводных переходов, окрашиваются в зависимости от наимено­ вания берега. У створных и перевальных знаков для повышения дальности видимости окраска выбирается исходя из условий обес­ печения наибольшего контраста с береговым фоном. Контраст­ ность знаков уменьшает решетчатая конструкция щитов, так как окружающий фон просвечивает между щелями, поэтому ширина промежутков не должна быть более 5 см.

Видимость плавучих знаков во многом зависит от освещенно­ сти водной поверхности.

В солнечные дни водная поверхность имеет светлый фон, по­ этому на ней лучше различаются красные бакены. В сумерки вод­ ная поверхность имеет темный фон и на ней лучше видны белые бакены.

Видимость огней обстановки. Сигнальные огни знаков нави­ гационной обстановки считаются точечными объектами (за исклю­ чением газосветных трубок). Дальность видимости огней зависит от коэффициента прозрачности атмосферы т, характеризующего степень ослабления светового потока на пути от огня до глаза. Необходимую силу света огня I, св, или расстояние действия огня можно определить по следующему выражению:

ной силы света нескольких белых огней, расположенных от наблю­

Для определения дальности видимости цветного огня надо в формулу (33) вместо Е0 подставить значение порога цветовой чув­ ствительности глаза для данного цвета. Цветовые пороги световой чувствительности наиболее распространенных огней будут равны: красный огонь — £ Kp= 1,5* 10- 7 лк; зеленый — Езел= 2,25-10- 7 лк; желтый — £ Жел=4,5-10- 7 лк. Например, для дальности видимости

ковой, сила света цветных огней должна быть больше, чем белых. Следует различать силу света цветного огня I и силу источни­ ка света (например, электролампочки). Цветной огонь создается

путем изъятия из светового потока источника света всех световых волн, кроме волн, соответствующих нужному цвету. Поглотителя­ ми световых волн являются светофильтры, изготовляемые из цвет­ ного стекла или пластмассы. Поглощая световые волны, они сни­ жают освещенность, создаваемую источником света на сетчатке глаза. Светофильтры характеризуются коэффициентом пропуска­ ния, который представляет собой отношение светового потока, прошедшего через светофильтр, к световому потоку, падающему на него. Коэффициенты пропускания красных светофильтров в среднем равны 0,13, зеленых — 0,23 и желтых — 0,80. В связи с тем что светофильтры поглощают значительную часть светового потока, силу света источника приходится увеличивать.

Выше было определено, что для дальности видимости 2 км сила света белого огня должна быть равна 0,5 се. Так как для белого огня не нужен светофильтр, его сила света может быть равна силе света источника. Чтобы определить мощность источ­ ника цветного огня, в расчет необходимо ввести коэффициенты пропускания светофильтра. После расчета окажется, например, что при использовании светофильтров для видимости красного ог­ ня с того же расстояния, что и белого, потребуется электролампа мощностью в 9 раз больше, а для зеленого в 14 раз больше, чем для белого огня.

162

П р о б л е с к о в ы е огни. Эти огни более экономичны, луч­ ше отличимы от посторонних огней, чем постоянные; они харак­ теризуются п е р и о д о м п р о б л е с к а , представляющим сумму периодов вспышки и затемнения. Дальность видимости проблеско­ вого огня меньше, чем постоянного такой же мощности.

§ 37. ВИДИМОСТЬ В НОЧНОЕ ВРЕМЯ

Особенности. В ночное время снижается уровень освещен­ ности и возрастает порог контрастной чувствительности глаз, даль­ ность видимости объектов уменьшается.

Острота зрения ночью падает. Чтобы предмет был видимым, его угловой размер должен равняться нескольким градусам.

Втемное время суток обычно видимы силуэты предметов на более светлом фоне берега или неба. Фон, на который проекти­ руются береговые предметы, не бывает совершенно темным.

Ночью глаз не может различать цвета объектов. Все ориенти­ ры имеют белесоватый оттенок. Предметы синего и зеленого цветов выглядят светлее, чем красного и оранжевого.

Внепогоду или безлунные ночи видимость становится еще меньше; особенно мала она, когда моросит дождь или идет снег.

После заката и перед восходом солнца солнечные лучи осве­ щают только верхние слои атмосферы, поэтому контраст между ярким фоном неба в районе зари и темной земной поверхностью большой, и дальность видимости береговых ориентиров значитель­ ная. К концу сумерек освещение убывает, можно различать лишь контуры крупных ориентиров.

Основными ориентирами ночью могут служить характерные силуэты мысов, островов, опушек и т. д.

Вяркие лунные ночи от высокого берега на реку падает боль­ шая тень, скрывающая русло. Особенно трудно ориентироваться тогда, когда судно с освещенного места заходит в тень: возни­ кает опасность повернуть по направлению фарватера слишком рано или, наоборот, поздно. В светлые лунные ночи при тихой по­ годе вода блестит, беловато-желтые пески сливаются с ней по цвету, поэтому трудно определить урез воды.

Берега, покрытые снегом, отражаются в воде, что также ме­ шает определить урез воды. Ориентировка особенно ухудшается, когда светит луна и берега как бы сливаются с водой.

В лунную облачную или безлунную звездную ночь движение более удобно, так как теней нет и предметы хорошо видимы на сравнительно большом расстоянии.

Мгла также понижает дальность видимости. Она создается скоплением в долине реки дыма от лесных и торфяных пожаров или густой пыли. Мгла иногда бывает настолько густой, что вы­ нуждает прекратить движение судов.

При переходе из темного помещения в светлое или наоборот наступает временное ослепление глаз. Процесс восстановления

зрения в темноте называется т е м н о в о й а д а п т а ц и е й (он за­ нимает несколько минут). Восстановление зрения при переходе от

Чтобы приспособить глаза к темноте перед выходом на мо­ стик, следует несколько минут побыть в темноте.

Ночью необходимо принять меры, чтобы глаза судоводителей не испытывали воздействия белого света. В темную ночь все ил­ люминаторы, окна, люки должны быть закрыты так, чтобы их

свет не был виден из рубки.

На темновую адаптацию большое влияние оказывает цвет (спектральный состав) света. Например, при освещении глаз крас­ ным светом продолжительность темновой адаптации меньше, чем при освещении белым. Учитывая это, рубки надо снабжать крас­

У многих зрение таково, что цветные огни кажутся им даль­ ше или ближе, чем на самом деле. Это наиболее часто происходит при наблюдении красных огней вместе с синими или зелеными.

Применение прожекторов. Важное значение для плавания в ночное время имеет правильное применение прожекторов.

Видимость в луче прожектора зависит от формы и размера объекта и от их способности отражать световой поток. Например, светлые объекты правильной формы видны лучше, чем темные с ломаным контуром.

Судоводитель, находящийся у включенного прожектора, ока­ зывается в неблагоприятных условиях, так как его глаза освеща­ ются светом, проникающим через защитные устройства прожекто­ ра, и рассеянным светом от луча. Наблюдению мешают также лучи, отразившиеся от водной поверхности, и световые блики.

Судоводительская практика запрещает освещать прожектором другие суда. Луч, направленный на рубку, ослепит судоводителя, находящегося в ней. Наиболее сильное ослепление наступает, ког­ да освещение сменяется полной темнотой (направленный на руб­ ку луч гаснет, а не сдвигается предварительно в сторону). Ослеп­ ление бывает еще сильнее, когда рубка освещается вспышками.

Ослепление от луча прожектора длится примерно 30—40 сек. За это время судно, идущее с большой скоростью, может укло­ ниться в сторону или пересечь границу судового хода, т. е. ока­ заться в опасном положении.

При встречах и обгонах судов прожекторы должны быть вы­ ключены или хотя бы направлены в противоположную сторону.

Дальность видимости объектов, освещенных прожектором, уве­ личивается при пользовании биноклем. Для наблюдений при про­ жекторном освещении бинокль должен иметь достаточную свето­

164

силу, просветленную оптику и большое увеличение при сравни­ тельно небольшом поле зрения.

У ночных биноклей потеря света не превышает 15—18%, поэто­ му они удобны при наблюдениях ночью. Недостаток их — сравни­ тельно малое увеличение (от 1,5 до б раз).

Применение технических средств. Для улучшения ориентиров­ ки при плохой видимости и в темные ночи на речном флоте полу­ чили большое распространение радиолокаторы. В последнее время проходят опытную проверку приборы ночного видения (инфра­ красная техника).

Рис. 85

Судовые радиолокационные станции (РЛС) служат для обна­ ружения надводных объектов и измерения расстояний до них при плохой видимости. Работа РЛС основана на излучении передатчи­ ком импульсов радиоволн и приеме отраженных от объекта радио­ волн (эхо-сигналов) приемником. Посылка и прием радиоволн производятся одной вращающейся антенной, последовательно об­ лучающей местность по окружности. Для судовождения исполь­ зуются станции кругового обзора.

На экране электроннолучевой трубки создается световой план окружающей местности, называемый радиолокационным изобра­ жением. Отражающие свойства облучаемых объектов различны. Например, высокие берега, лесные массивы, здания, крупные суда обладают хорошей отражательной способностью. Низкие берега, пески, осередки, плоты, мелкие суда, знаки обстановки — плохой.

Радиолокационное изображение представляет собой плоское изображение местности в виде бесформенных световых пятен. Иногда по такому изображению невозможно опознать окружаю­ щую местность, поэтому для судоводителей создаются радиолока­ ционные карты и пособия. Использование РЛС требует определен­ ного навыка.

На рис. 85, а приведен план участка реки. Радиолокационное изображение его дано на рис. 85, б. Белые пятна 1 на этом рисун­

165

ке представляют собой радиолокационное изображение берегов. Береговые з^наки обстановки и здания не видны, так как они сливаются с изображением берегов. Пятно 2 — «мертвая зона» дей­ ствия радиолокатора, радиус которой достигает 50—70 м. Корот­ кая белая черточка 3, отходящая от пятна мертвой зоны, изобра­ жает буксируемый судном плот. Тонкая прямая линия 4 — «кур­ совая черта», по ней судят о направлении движения судна.

Линии кругов представляют собой кольца дальности, по ко­ торым можно судить о расстоянии. РЛС можно переключать на различную дальность обзора — 0,5, 1,0, 1,5, 3,0 мили и т. д. Тогда расстояние между соседними кольцами равно соответствующей доле дальности обзора.

Кольца дальности и курсовую черту можно не включать, тог­ да на экране будет только радиолокационное изображение мест­ ности.

Несмотря на искаженное изображение местности, радиолока­ торы являются хорошим средством, способствующим улучшению ориентировки и позволяющим в большинстве случаев при навыке уверенно опознавать местонахождение судна и задавать безопас­ ный курс рулевому по компасу. Более подробно вопросы исполь­ зования РЛС при управлении судами рассматриваются в пред­ метах «Электрорадионавигационные приборы» и «Судовождение».

§ 38. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИИ

При управлении судном важно уметь быстро определить расстояние до ближних объектов (например, до встречного судна, знака и т. д.). Радиолокаторы негодны для этого, так как имеют большую мертвую зону и требуют заблаговременного включения. Для приближенного определения расстояний существует несколь­ ко способов.

Глазомерный способ. Точность глазомерного определения рас­ стояний зависит от фона местности, остроты зрения, натрениро­ ванности наблюдателя, освещенности, величины расстояния и т. д. Глазомерный способ может служить лишь для приближенной оценки расстояний.

Для развития глазомера необходимо чаще упражняться в оп­ ределении расстояния на глаз с последующей проверкой его ка­ ким-либо другим способом. Упражнения необходимо проводить и ночью, обращая внимание на разную видимость и размер одних

итех же предметов при дневном, сумеречном освещении, а также

вусловиях постепенно нарастающей темноты.

З а н и ж е н и е р а с с т о я н и й происходит в большинстве слу­ чаев при ярком солнечном освещении, светлом фоне, ярко осве­ щенных и ярко окрашенных предметах, большой разнице в окрас­ ке предметов и фона, расположении предметов яркой окраски на однообразной местности, чистом воздухе после дождя, положении солнца за спиной наблюдателя, наблюдении снизу вверх. Расстоя­

166

ния кажутся меньшими также на волнистой водной поверхности, когда отдельные участки невидимы, за водным пространством (на­ пример, противоположный берег всегда кажется ближе, чем в дей­ ствительности), при наблюдении огней и при угрозе опасности.

сверху вниз, мерцающем освещении, наблюдении против Солнца, пасмурной, тусклой, туманной или дождливой погоде, в сумерки и т. д.

Если известна высота объекта, то по кажущемуся уменьше­ нию высоты предмета может быть определено его расстояние от наблюдателя. Существует приближенная закономерность: если расстояние от наблюдателя до предмета 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000 м, то кажущаяся высота предмета види­ мая наблюдателем, соответственно равна 2 /з, 7г, 7з, 7 4 , 7s, 7б, xh, 7s, i/э, Vio. Например, если истинная высота известного предмета равна 1 0 м, а кажущаяся высота — 2 м, то доля последней будет равна Vs от истинной высоты, следовательно, предмет удален от наблюдателя примерно на 500 м.

Способ сопоставления измеряемого расстояния с единицей из­ мерения. Известной единицей измерения может служить длина судна, буксирного троса и т. д. Эту единицу мысленно откладыва­ ют по измеряемому расстоянию, сумма уложившихся единиц со­ ставит измеряемое расстояние. Для удобства и более точного определения измеряемого расстояния рекомендуется разделить его мысленно пополам и на ближайшей половине откладывать выбранную единицу измерения. Чтобы определить все расстояние, полученный результат надо удвоить.

По угловой величине судовых предметов. Способ прост, прак­ тичен, не требует больших расчетов.

Как видно из рис. 8 6 , высота глаза наблюдателя слагается из высоты мостика Н при действующей осадке судна и высоты h глаза наблюдателя над мостиком. Расстояние между наблюдате­ лем и объектом по горизонтали равно S. Если соединить вообра­ жаемым лучом глаз наблюдателя с урезом объекта (берег, судно, бакен и т. д.), то из треугольника ток расстояние S определится

167

Луч зрения то проходит через какой-либо предмет судового оборудования, например через верхний край леерного огражде­ ния с, расстояние по горизонтали до которого nc = s. Высота пред­ мета над уровнем плоскости, где стоит наблюдатель (в данном случае леерного ограждения), bc — р. Как видно, треугольник men со сторонами s и (h—р) подобен треугольнику ток. Из тре­ угольника men tg а определится следующим образом:

По этой формуле можно предварительно рассчитать необхо­ димые расстояния. Для этого измеряется высота судового пред­ мета и расстояние до него от места, где обычно находится вахтен­ ный штурман. Высоту мостика Н над уровнем воды для опреде­ ления величины D можно найти с помощью отвеса или по чер­ тежу. Таким образом, для основных осадок можно рассчитать несколько расстояний, которые легко запомнятся в процессе работы. Можно составить памятную табличку или, например, разделить носовую мачту или флагшток делениями, соответствующими опре­

меняется единица радиан, равная 57,3°. Отсюда можно прибли­ женно считать, что величина предмета, занимающего 1 ° дуги кру­ га, равна Veo ее радиуса. Таким образом, если какое-либо судно длиной 1 0 0 м занимает дугу, равную 1 °, то очевидно, что расстоя­ ние от наблюдателя до него будет в 60 раз больше, т. е. равно 6000 м. Если это же судно занимает дугу в 10°, то расстояние от него до наблюдателя составит уже 600 м. Этот способ прост, но требует сведений о размерах предмета, до которого определяется расстояние.

ние времени движения от последнего известного пункта на ско­ рость хода. Откладывая на карте вычисленное расстояние, опре­ деляют местонахождение судна, которое затем уточняют на мест­ ности по приметным объектам.

§ 39. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ

Точность ориентировки во многом зависит от достоверных сведений о скорости движения судна. При плавании на озерах и водохранилищах средняя скорость относительно дна может быть определена по лагу.

168

Л а г и — сложные электромеханические приборы различной конструкции. Вертушечные лаги, работающие на принципе гидро­ метрической вертушки,— стационарные и выдвигаются по мере на­ добности из днища судна. Гидродинамические лаги представляют собой две трубки, с помощью которых измеряют давление заборт­ ной воды при движении и стоянке. Чем больше скорость, тем боль­ ше давление в одной из трубок. По разности давлений можно су­ дить о скорости судна.

Речной поток, воздействуя на лаг, позволяет определять по не­ му только скорость судна относительно спокойной воды. К тому же неровные течения и движение судна на поворотах русла искажают показания лага.

Скорость движения судна относи­ тельно дна можно определить ниже­ следующими способами.

По длине корпуса судна. На носу и корме выбирают две плоскости над­ строек, перпендикулярных диаметраль­ ной плоскости судна, или два предме­ та, создающих створные визирные пло­ скости. В носовой и кормовой визир­ ных плоскостях стоят два наблюдате­ ля Я и К. Они выбирают неподвиж­

ный предмет Я, расположенный на берегу или воде (рис. 87). В момент прихода предмета в носовую визирную плоскость на­ блюдатель Я подает сигнал, по которому наблюдатель К заме­ чает время. В момент прихода предмета Я в кормовую визирную плоскость наблюдатель К также делает отметку времени. По рас­ стоянию между визирными плоскостями I и времени рассчитыва­ ется скорость.

Засечку времени может делать третий наблюдатель, находя­ щийся на мостике, по знаку наблюдателей Я и К в момент при­ хода предмета Я в визирные плоскости.

Менее точно скорость рассчитывают при визировании объекта Я по одному судовому предмету, когда створная визирная пло­ скость отсутствует или когда объект визирования окажется на траверзе форштевня и ахтерштевня судна.

Спомощью пеленгования предмета. Сущность этого простого

инадежного способа заключается в следующем. В диаметраль­ ной плоскости судна, движущегося прямолинейным курсом, между

При обработке полученных замеров на листе бумаги про­ водят произвольную линию, на которой ставят точку, обозначаю­ щую пеленгуемый предмет. Из этой точки под замеренными уг­ лами ai, Pi и т. д. проводят линии пеленгов произвольной длины. Замечая на линейке в любом масштабе длину базиса, вмещают

169

ее между линиями пеленгов, параллельно курсу, пока она не кос­ нется их соответствующими отметками. Таким образом опреде­ ляются положения корпуса судна в моменты пеленгования. Прой­ денное судном расстояние за время пеленгования с учетом при­ нятого масштаба снимается непосредственно со схемы.

Для упрощения обработки замеров можно поступить следую­ щим образом. На листе бумаги в масштабе откладывается линия базиса V (рис. 8 8 , 6 ). Из кондов базиса а и b под замеренными углами сд и pt и т. д. проводятся линии пеленгов. Пересечение пеленгов даст центры положений судна I, II и III и т. д. в момен­

Пеленгование предмета осуществляется при помощи компаса или другого угломерного инструмента. При отсутствии их исполь­ зуется планшет, которым может служить лист фанеры, плотный картон, обрезок широкой доски или палубный столик.

Планшет с листом бумаги устанавливается над местом визи­ рования. На листе чертится линия, совпадающая с линией бази­ са. Пеленгатором служит деревянный брусок с ровным краем.

В момент пеленгования наблюдатель, направляя срез бруска на предмет, проводит карандашную линию и обозначает ее но­ мером замера. Углы с планшета снимаются при помощи транспор­ тира. Для построения схемы без транспортира к линии базиса на схеме надо приложить бумагу с планшета и совместить центры планшета, концы базиса и их направления. Линии пеленгов пере­ кладываются на схему. Пересечение линий одноименных пеленгов определит положения центра судна-— I, II и III и т. д. (см. рис. 8 8 , б).

Пеленгование осуществляется следующим образом. Наблюда­ тели, сверив свои часы, расходятся по местам. В одни и те же мо­ менты, например через 15 или 20 сек, они пеленгуют один и тот же предмет. Пеленгование может происходить по сигналу третье­ го наблюдателя. Определив пройденное расстояние и время, лег­ ко рассчитать скорость.

170