Manual De Exploatare A Echipamentelor De Navigație Navale Corectat Var. 3 [311084]

Capitolul 1

COMPASE GIROSCOPICE

1.1 PROPRIETĂȚILE GIROSCOPULUI LIBER

În anul 1765 apare lucrarea „Teoria mișcării corpurilor solide” a [anonimizat]. Ecuațiile mișcării stabilite de Euler stau la baza teoriei giroscopului.

În anul 1852, renumitul fizician Leon Foucault a inventat acest dispozitiv pe care l-a numit „giroscop” de la cuvintele grecești „ghiurius”, [anonimizat] „scopein”, care înseamnă a urmării.

Posibilitatea de folosire a giroscopului ca girocompas a fost demonstrat pentru prima dată de Leon Foucault în anul 1882 după ce savanții francezi Lagrange (1788) și Poisson (1834) rezolvaseră unele probleme complicate ridicate de teoria girocompasului.

[anonimizat], greu, care se rotește cu o [anonimizat].

[anonimizat]-[anonimizat] (rotorul exterior statorului) prevăzut la partea exterioar cu o coroană din oțel ce constituie torul giroscopului.

Ansamblul electromotor și tor se numește giromotor. (Figura 1.1.)

[anonimizat], [anonimizat] (cu trei înfășurări în stea). [anonimizat] 99%.

[anonimizat]. La exteriorul rotorului se află o [anonimizat].

Figura 1.1.

Giromotorul este introdus într-o carcas din silumin, (aliaj Si+Al) închis ermetic și vidat. Carcasa constituie și inelul cardanic orizontal (Figura 1.4. a).

Figura 1. 2. a. Figura 1.2. b.

Figura 1.3.a. Figura 1.3.b

Figura 1.4.a Figura 1.4.b.

În figura 1.4.a. sunt reprezentate următoarele elemente:

1 – lagărul brațului vaselor cu mercur;

2 – flanșa de fixare a jumătăților de carcasă;

3 – șurub pentru fixarea greutăților de echilibrare;

4 – nivelă;

5 – fereastră pentru verificarea sensului de rotație;

6 – locaș de bronz al lagărelor axului principală xx;

7 – capacul locașului;

8 – rulmentul axului orizontal yy.

În figura 1.4.b. sunt reprezentate:

1 –inelul vertical;

2 – fusurile axului orizontal yy;

3 – lagărul de ghidare inferior;

4 – suporții greutăților de compensare;

5 – greutățile de compensare;

6 – adaosuri pentru fixarea roților de contact;

7 – suporți pentru rotițele de contact;

– cablu de suspensie din sârmă de oțel.

1.2. CONSIDERAȚII TEORETICE.

[anonimizat].

Se numește giroscop corpul simetric care se rotește cu o viteză mare în jurul axei sale de simetrie și este suspendat astfel încât aceast ax poate ocupa orice poziție în spațiu.

[anonimizat], un volan greu a cărui masă este distribuită uniforțăm în raport cu axa de simetrie și care se rotește cu o viteză de 6.000 – 30.000 rot/min. Axa în jurul căreia se rotește giroscopul se numește axa proprie de rotație sau axa principală. Aceast ax este perpendicular pe planul giroscopului și trece prin centrul lui de greutate.

Pentru ca axa principală să poată lua o direcție dorită în spațiu, giroscopul se montează într-o suspensie cardanică (Figura 1.5.).

Definirea poziției giroscopului se face în raport cu 3 axe de coordonate rectangulare (perpendiculare una pe alta: X-X, Z-Z și Y-Y), care se aleg în așa fel încât punctul lor de intersecție să coincidă cu centrul acestuia (O).

Axa X-X se consideră direcția de orientare a axei de rotație a giroscopului. Pe ea se află 2 lagăre ale inelului cardanic interior (2), în care se montează capetele axului giroscopului.

La rândul său inelul cardanic interior are 2 suporți care se montează în 2 lagăre dispuse pe inelul cardanic exterior (3). În acest fel inelul cardanic interior se poate roti în jurul axei Y-Y.

Figura 1.5.

În figura 1.5. sunt reprezentate:

giroscopul;

inelul cardanic interior;

inelul cardanic exterrior.

Inelul cardanic exterior are și el 2 suporți care se montează în 2 lagăre ale unui cadru vertical, având deci posibilitatea de rotire în jurul axei Z-Z.

Giroscopul din Figura 1.5. denumit „giroscop de laborator”, posedă 3 grade de libertate, adică 3 coordonate independente care determină poziția lui în spațiu.

Prin numărul de grade de libertate se înțelege în mecanică numărul de mărimi independente care determină poziția corpurilor. În cazul giroscopului, asemenea mărimi sunt unghiurile de rotație ale axului său în raport cu direcțiile celor 3 axe de coordonate: X-X, Z-Z, Y-Y. Dacă va fi exclusă posibilitatea de rotire a axului giroscopului în jurul uneia din axele Y-Y sau Z-Z, atunci giroscopul va avea 2 grade de libertate, deoarece poziția lui se va determina prin 2 unghiuri de rotire în jurul a numai 2 axe.

Dacă se exclude posibilitatea rotirii în jurul axelor Y-Y și Z-Z atunci giroscopul va avea un singur grad de libertate și va deveni un corp care se va roti în jurul axei principale X-X.

Giroscopul cu 3 grade de libertate asupra căruia nu acționează nici un fel de moment ale forțelor exterioare, se numește, în mod convențional, giroscop liber.

Pentru ca giroscopul să fie liber este necesar ca el să aibă un punct de suspensie care coincide cu centrul său de greutate. În acest caz, momentul forțelor de gravitație va fi egal cu 0 pentru orice inerție a axelor.

Punctul de suspensie sau centrul giroscopului este chiar punctul de intersecție a celor 3 axe de coordonate.

În jurul acestui punct se execută:

mișcarea de rotație a giroscopului în jurul axei principale, sau în jurul axei X-X;

mișcarea axei principale în plan vertical în jurul axei Y-Y;

mișcarea axei principale în plan orizontal în jurul axei Z-Z.

Proprietățile giroscopului liber. Inerția giroscopului liber

Dacă giroscopulului i se va imprima o mișcare de rotație cu o viteză mare, se va observa că axul lui principal capătă „stabilitate”, adică își va menține direcția principală în raport cu spațiul interstelar. În această situație, în timpul rotirii suportului cu suspensia cardanică într-o anumită direcție, axul principal își menține direcția principală, iar dacă se aplică o forță de deviere a axului principal de la această direcție inițială se observă că giroscopul va opune o rezistență însemnată.

Tendința giroscopului de a păstra în mod constant poziția lui inițială în spațiu este rezultatul acțiunii legii momentelor cantității de mișcare.

Prin definiție, în cazul giroscopului liber, momentul M al forțelor exterioare, inclusiv momentul produs de forța de gravitație, trebuie să fie egal cu 0. În această situație relația care exprimă legea momentelor cantității de mișcare se notează astfel:

dH = M = 0

adică viteza extremității vectorului momentului cinetic este egală cu 0, deci H nu se modifică, rămânând constant ca mărime și direcție.

Acest fenomen reprezintă prima proprietate a giroscopului cunoscut sub numele de inerția giroscopului.

De reținut că această direcție invariabilă a axului giroscopului se menține față de stele și nu față de Pământ, a cărui forță de rotație nu produce nici un moment al forțelor exterioare și deci nu influențează cu nimic direcția axului.

Precesia giroscopului

La un giroscop cu 3 grade de libertate se constată că, dacă este supus acțiunii mai multor momente deviatoare, fiecare dintre ele provoacă o mișcare de deplasare a axei asupra căreia se exercită într-o direcție perpendiculară pe direcția forței care acționează asupra unuia din capetele axei.

Mișcarea giroscopului datorită acțiunii momentului forței deviatoare exterioare, care se transmite în direcție perpendiculară pe direcția în care acționează forța se numește mișcarea de precesie sau precesia giroscopului.

Pentru înțelegerea mișcării de precesie a giroscopului cu 3 grade de libertate, al cărui rotor are o viteză unghiulară în jurul axei X-X și un moment de rotație Mr, se presupune că în punctul A al inelului cardanic interior se exercită o forță exterioară F, al cărui moment deviator Md = FxR, tinde să rotească axa principală X-X a giroscopului în jurul axei Y-Y cu o viteză unghiulară . Sub acțiunea momentului deviator Md și a momentului de rotație Mr se produce mișcarea de precesie a giroscopului, adică rotirea inelului cardanic exterior în jurul axei Z-Z, cu viteza unghiulară. Deci, apare un cuplu care provoacă această mișcare de precesie și a cărui moment se numește momentul giroscopic (Mg).

Sensul mișcării de precesie (adică al vectorilor și Mg) se determină, știind că giroscopul tinde să-și rotească axa sa principală în direcția mișcării unghiului dintre vectorul momentului de rotație Mr și vectorul momentului deviator Md.

Figura 1.6.

Aplicații tehnice ale giroscopului.

Efectul giroscopic în mișcarea unui tren în curbă

Roțile unui vagon formează un giroscop cu axa orizontală, având o rotație proprie cu viteza unghiulară:

unde v este viteza trenului iar r este raza roții (Figura 1.7.). Când trenul se află

într-o curbă de rază R roțile vagonului capătă o mișcare de precesie de viteză unghiulară:

Momentul giroscopic:

are direcția și sensul de deplasare al trenului mărind presiunea (apăsarea) pe șina exterioară și micșorând presiunea (apăsarea) pe șina interioară cu aceeași forță F al cărei scalar este:

unde d reprezintă ecartamentul căii (distanța între șine).

Figura 1.7.

Efecte giroscopice în mișcarea navelor și aeronavelor

Turbina unei nave având axa ei în coincidență cu axa longitudinală a vaporului formează un giroscop având o rotație proprie cu viteza unghiular (Figura 1.8.). La girația navei, care poate fi considerată o mișcare de precesie cu viteza unghiular , se produce cuplul giroscopic de moment având direcția și sensul indicate în Figura 8., de scalar:

efectul său fiind două forțe:

care acționează asupra lagărelor turbinei imprimând vaporului o mișcare de tangaj (rotație în planul longitudinal al navei).

Figura 1.8.

Fenomene analoage se întâmplă și în mișcarea aeronavelor (Figura1.9.) influența cuplului giroscopic este mai mare decât în cazul unei nave, deoarece la aeronave raportul dintre greutatea propulsorului sau a motorului rotativ și greutatea total a aeronavei este mai mare decât raportul dintre greutatea turbinei și greutatea total a navei.

Figură 1.9.

Efectul stabilizator antiruliu al navelor

În Figura 1.10. este arătat principiul de funcționare al giroscopului marin Schlick. În secțiunea transversală făcută în navă în dreptul giroscopului se observă că giroscopul, având un moment de inerție J3 foarte mare în jurul axei proprii de rotație AB, verticale, este fixat de o cutie care se poate roti în jurul unei axe orizontale CD în raport cu nava. Se observă că axa giroscopului nu este perturbată în timpul girației, axa de rotație rămânând în acest caz verticală. Nici tangajul (rotația în jurul axei transversale a navei) nu va modifica direcția axei giroscopului, datorită posibilității cutiei de care este fixat giroscopul, de a se roti în jurul axei CD a cărei direcție rămâne neschimbată în timpul mișcării de tangaj.

Singura mișcare ce perturbă axa AB a giroscopului este ruliul (rotirea în jurul axei longitudinale a navei) și care este cea mai periculoasă pentru stabilitatea sa. Datorită proprietății de stabilitate a axei giroscopului ea nu se va depărta decât foarte puțin de poziția verticală, atunci când viteza unghiulară proprie este foarte mare:

unde: – unghiul cu care se deplasează axa principală a giroscopului

J1 – momentul de inerție față de axa Z-Z

J3 – momentul de inerție față de axa principală a giroscopului (X-X)

– constant de integrare

Figura 1.10.

Compasul giroscopic

Acest aparat se bazează pe influența pe care o are rotația Pământului asupra unui giroscop obligat să se miște într-un plan orizontal. Prin metoda coborârii centrului de greutate sau a vaselor comunicante, giroscopul se comportă ca un pendul și axa principală va executa oscilații cu perioada:

unde: – viteza unghiulară de rotație a giroscopului în jurul axei principale;

– viteza unghiular de rotație a Pământului în jurul axei proprii;

J3 – momentul de inerție față de axa principală a giroscopului (X-X);

– latitudinea punctului.

Această perioadă este cu atât mai mică, cu cât este mai mare. Deci la turații foarte mari în jurul axei proprii a giroscopului el devine foarte stabil și oscilează rapid în jurul axei X-X, deci a direcție meridianului respectiv N-S.

1.3 MIȘCAREA APARENT Ă AXULUI PRINCIPAL AL

GIROSCOPULUI LIBER

Folosind giroscopul liber se poate observa mișcarea de rotație a Pământului în jurul axei sale. Astfel, orientând axa principală a giroscopului liber spre un astru, axa giroscopului, păstrând neschimbată poziția spre astru datorit stabilității pe direcție a acesteia (inerției), își va schimba azimutul și înălțimea față de planul meridianului și planul orizontului. Aceste două plane se rotesc în spațiu solidar cu Pământul. Schimbarea de poziție ale axei principale a giroscopului în raport cu meridianul și orizontul se numește mișcare aparentă.

Planul meridianului are următoarele caracteristici:

conține tot timpul axa polilor PN-PS și se rotește în jurul acesteia cu viteza unghiulară de rotație , solidar cu Pământul;

este perpendicular pe planul orizontului în orice punct de pe suprafața Pământului.

Planul orizontului are următoarele caracteristici:

este tangențial la suprafața Pământului și se rotește în jurul axei polilor PN-PS cu viteza unghiular de rotație , solidar cu Pământul;

este perpendicular pe planul meridianului în orice punct de pe suprafața Pământului.

Pentru a înțelege mai bine această proprietate, vom considera giroscopul dispus în diferite puncte de pe glob.

Giroscopul liber dispus la unul din poli cu axa principală în planul orizontului

Considerăm la orele 00:00 axa giroscopului orientată pe direcția punctului “b” de pe glob și a astrului “A” în spațiu (Figura 1.11.). După 3 ore punctul “b” se va deplasa față de axa principală care contină să rămână orientaăt pe direcția punctului “A”. Observatorul va constata că în decurs de 24 de ore axa giroscopului rămâne în planul orizontului, dar execuăt o rotație completă în sensul acelor de ceasornic. În concluzie axa principală a giroscopului execută mișcare aparentă doar față de planul meridianului, în raport cu planul orizontului nu execută mișcare aparentă deoarece axa principală a giroscopului rămâne în plan pe timpul rotației complete a Pământului.

Figura 1.11.

Giroscopul liber dispus la unul din poli cu axa principală în prelungirea axei de rotație a Pământului

Observatorul nu constată mișcarea axei giroscopului care rămâne în aceeași poziție față de obiectele înconjurătoare și față de planele orizontului și meridianului. În 24 de ore giroscopul se va roti cu o tură mai mult sau mai puțin (în funcție de sensul de rotație al torului) fapt ce va trece neobservat (Figura 1.12.).

În realitate, în ambele cazuri giroscopul se comportă astfel datorită faptului că la pol, planul orizontului rămâne fix, iar planul meridianului se rotește în jurul axei PN-PS cu viteza unghiular , solidar cu Pământul.

Figura 1.12.

Giroscopul liber dispus la Ecuator cu axa principală în planul orizontului pe direcția E-W

La orele 00:00 axa principală este perpendiculară pe planul meridianului și este paralelă cu planul orizontului corespunzător punctului 1 din Figura 1.13.. Datorită mișcării de rotație a Pământului și a stabilității giroscopului liber, capătul axei supus observației nu va mâne în planul orizontului, ci va începe să se ridice (punctul 2). Dup 6 ore axa principală va fi perpendiculară pe planul orizontului (adică capătul supus observației se va îndreptat către Zenit) moment în care începe coborârea. Dup 12 ore capătul supus observației coboară până în planul orizontului, însă orientarea lui este inversă, spre vest. Din acest moment urmează o nouă ieșire din planul orizontului, capătul supus observației coboară. Această coborâre continuă până la orele 18:00 când din nou axa principală este perpendiculară pe planul orizontului, însă capătul supus observației este îndreptat spre Nadir. Începând cu orele 18:00 urmează ridicarea capătului supus observației spre planul orizontului, astfel că după 24 de ore axa principală revine în poziția inițială.

În concluzie, în acest caz axa principală a giroscopului execută mișcare aparentă atât față de planul meridianului, cât și în raport cu planul orizontului pe timpul rotației complete a Pământului

Figura 1.13.

Giroscopul liber dispus la Ecuator cu axa principală în planul orizontului pe direcția N-S

Giroscopul este dispus cu axa principală inclusă în planul meridianului și este paralelă cu planul orizontului corespunzător punctului 1 din Figura 1.14.. Se observă că pe timpul mișcării de rotație complete a Pământului, axa principală a giroscopului își păstrează poziția constantă față de cele dou plane, al meridianului și al orizontului.

În 24 de ore giroscopul execută o rotație mai mult sau mai puțin (funcție de sensul de rotație), fapt ce trece neobservat.

În realitate, în ambele cazuri, giroscopul se comportă astfel datorită faptului că la Ecuator planul orizontului se rotește în jurul liniei N-S cu viteza unghiulară de rotație a Pământului, iar planul meridianului rămâne fix, față de linia verticală și de linia N-S.

Figura 1.14.

Giroscopul liber dispus la o latitudine oarecare cu axa principală în planul orizontului pe direcția N-S

Giroscopul este dispus cu axa principală inclusă în planul meridianului și este paralelă cu planul orizontului corespunzător punctului 1 din Figura 1.15.. Datorită mișcării de rotație a Pământului, capătul supus observației se va ridica față de planul orizontului și se va deplasa spre est ieșind din meridian.

Dup 12 ore axa revine în meridian dar unghiul față de planul orizontului este maxim, . Din acest moment capătul supus observației iese din nou din meridian, însă spre vest și în același timp începe să coboare spre planul orizontului. După 18 ore se va constata ieșirea maximă din meridian spre vest și o continu coborâre a axei spre orizont. Dup o rotație completă se revine la poziția inițială.

Există și un caz particular, atunci când axa giroscopului liber instalat la o latitudine oarecare este orientată pe direcția stelei Polare (adică axa principală a giroscopului este paralelă cu axa de rotație a Pământului). În acest caz nu se observă mișcarea aparentă a giroscopului liber.

Figura 1.15.

În concluzie mișcarea aparentă, diurnă a axei principale a giroscopului liber este o consecință a mișcării diurne a Pământului și a proprietății de inerție a axei principale a giroscopului liber.

Componentele vitezei unghiulare de rotație a Pământului

Pentru a înțelege mișcarea aparentă, diurnă a axei principale a giroscopului liber ca o consecință a mișcării diurne a Pământului terbuie să întelegem și influența mișcării diurne a Pământului asupra axei principale a giroscopului liber.

Pământul execută o mișcare de rotație diurnă în jurul axei polilor cu viteza unghiular (Figura 1.16.).

Conform dinamicii corpului solid orice punct de pe suprafața Pământului are aceeași viteză unghiulară de rotație dispus pe o axă paralelă cu axa Pământului în punctul de latitudine .

Vectorul se descompune în două componente:

una orizontală dispusă pe direcția N-S;

una verticală dispusă pe verticala locului.

Mișcarea de rotație diurnă poate fi studiată utilizând sistemul de coordonate orizontale ONEZn legat de Pământ și care este reprezentat față de sfera cerească pentru un observator aflat la latitudinea nordică .

Figura 1.16.

Vectorul vitezei unghiulare de rotație al Pământului dispus pe axa lumii PN-PS. Sistemul de axe ONEZn execută o mișcare de rotație în spațiu împreună cu Pământul cu viteza.

Această mișcare de rotație poate fi considerată ca mișcare compusă formată din:

– mișcarea de rotație a axelor ZnNd și EW împreună cu planele meridianului și orizontului în jurul axei NS cu viteza unghiular ;

– mișcarea de rotație a axelor NSn și EW împreună cu planele meridianului și primului vertical în jurul axei ZnNd cu viteza unghiular .

Din Figura 1.17. reiese că și .

Componenta orizontal de rotație a Pământului reprezintă viteza unghiulară de rotație a planului orizontului în jurul direcției N-S (estul coboară, vestul se ridică).

Componenta orizontal de rotație a Pământului reprezintă viteza unghiulară de rotație a planului meridianului în jurul direcției ZnNd (nordul se deplasează spre vest).

Figura 1.17.

1.3. Mișcarea aparentă a axului principal al giroscopului liber

În figura 1.18. este prezentat mișcarea aparentă a axului giroscopului liber dispus pe sfera terestră la o latitudine nordică, cu axa principală în planul orizontului și înclinată cu un unghi față de meridian.

Proiectăm vectorii și ai vitezelor unghiulare de rotație a planelor orizontului și meridianului, pe axele OYși OZ, obșinem:

unde este unghiul de deviere a axului principal a giroscopului din planul meridianului, respectiv este unghiul de ridicare (coborâre) a axului principal a giroscopului din planul orizontului.

Expresiile anterioare determină vitezele unghiulare ale rotirii adevărate a planurilor orizontului și meridianului în raport cu axa principală fixă în spațiu a giroscopului liber și reprezintă vitezele unghiulare a variației aparente ale înălțimii și azimutului polului giroscopic.

Ca urmare axa principală a giroscopului liber va executa o mișcare aparentă față de planul orizontului cu viteza V1 dată de viteza unghiular ă și una față de planul meridianului cu viteza V2 dată de viteza unghiulară .

Viteza liniară aparenăt V1 a axului giroscopului are sensul de ridicare pentru înclinarea axului spre est față de meridian și sens de coborâre când axa este înclinată spre vest, viteza de înclinare față de planul orizontului depinde de unghiul (azimut).

Viteza liniar aparent V2 a axului giroscopului are sensul spre est pentru latitudine nordică și spre vest pentru latitudine sudică, viteza de înclinare față de planul meridianului este constantă pentru o anumită latitudine.

În Figura 1.19. giroscopul este dispus la latitudinea nordică, în momentul inițial având axa principală (în planul orizontului) și pe direcția nord (în planul meridianului).

Giroscopul, datorit mișcării aparente V2, nu va rămâne în planul meridianului ci se va deplasa spre est, și imediat ce axa a ieșit din meridian apare mișcarea aparentă V1 de înclinare față de planul orizontului și axa se va ridica, astfel că după 6 ore axa va fi înclinată spre est cu unghiul și ridicat față de planul orizontului cu unghiul .

Figura 1.18. Figura 19.

După 12 ore axa revine în planul meridianului, dar este ridicat cu unghiul față de planul orizontului, după 18 ore axa se deplasează spre vest față de meridian cu unghiul și coboară spre planul orizontului fiind ridicat cu unghiul față de orizont. După 24 de ore axa revine în poziția inișială.

În concluzie chiar dacă inițial giroscopul a fost cu axa în planul meridianului și planul orizontului, acesta a executat oscilații atât față de planul orizontului cât și față de planul meridianului, oscilații cu durata de 24 de ore.

GIROCOMPASELE KURS 4 ȘI ANSCHUTZ – 6. DESCRIERE. IDENTIFICAREA ELEMENTELOR COMPONENTE PE BLOCURI

2.1. KURS 4

Compasele giroscopice KURS sunt de tipul pendular (cu centrul de greutate coborât), cu două giroscoape și amortizare prin lichid.

Aceste compase giroscopice au elementul sensibil (girosfera) suspendat în lichid. Suspensia în lichid asigură frecări foarte mici în timpul mișcărilor elementului sensibil în jurul axei verticale și orizontale și constituie avantajul principal al acestor compase giro-scopice. Girosfera este așezată într-o sferă de urmărire și este complet scufundată, împreună cu aceasta, într-un vas cu lichid de susținere. Girosfera plutește ca și cum ar fi suspendată în sfera de urmărire, fără să atingă pereții ei.

Realizarea constructivă a unei astfel de suspensii a elementului sensibil impune rezolvarea unor probleme ca:

asigurarea unei complete lipse de contact între girosferă și sfera de urmărire, deoarece în acest caz se vor produce – o dată cu orientarea sferei, a balansului și a manevrei navei – forțe de frecare inadmisibil de mari;

trebuie asigurată alimentarea girosferei cu energie electrică – fără conductori – prin intermediul lichidului de susținere. Alimentarea prin conductori ar reduce la zero avantajele suspensiei elementului sensibil în lichid deoarece, la orice rotire, vor fi aplicate girosferei momentele de rigiditate ale conductorilor;

trebuie asigurată comanda sistemului de urmărire în așa fel, încât la cea mai mică rotire a girosferei în jurul axei verticale, sfera de urmărire să urmeze girosfera.

Elementele componente ale girocompasului KURS 4 sunt:

Compasul mamă – aparatul 1 M;

Pompa de răcire – aparatul 12 M;

Convertizorul tip AMG-201A;

Aparatul de pornire a instalației compasului giroscopic – aparatul 4 D1;

Cutia cu rezistențele de pornire – aparatul SD;

Amplificatorul magnetic – aparatul 9 B;

Sirena cu becurlie de semnalizare – aparatul 10 M;

Aparatul de control, de semnalizare și de înregistrare – aparatul 34 A;

Cutia de distribuție pentru repetitoare – aparatul 15 A;

Repetitorul – aparatul 19 A;

Postamentul repetitorului – aparatul 20 A.

Compasul mamă este partea principală a instalației și se compune din:

elementul sensibil (girosfera);

sfera de urmărire;

părțile exterioare fixe în raport cu nava (postamentul cu suspensia cardanică, vasul suport cu lichid de susținere, capacul vasului suport, cutia rozelor sau corectorul și sistemul de răcire).

Girosfera (Figura 2.1.) este o sferă din alamă compusă din două părți: partea inferioară (Figura 2.3.), unde sunt montate piesele componente ale girosferei și partea superioară (Figura 2.2.), care este capacul sferei.

In interiorul girosferei (Figura 2.4.) se află un cadru în care sunt fixate, pe rulmenți, axele verticale ale carcaselor giroscoapelor. În carcase, pe rulmenți cu bile sunt așezate giroscoapele, cu axele principale orizontale. Carcasele giroscoapelor sunt legate între ele printr-o bielă de cuplare. Arcurile bielei de cuplare mențin axele principale ale giroscoapelor sub un unghi de 90° unul față de altul. Bisectoarea unghiului între axele principale ale giroscoapelor determină axa nord-sud a girosferei. Cadrul, carcasa giroscoapelor și biela de cuplare sunt executate dintr-un aliaj ușor – etectron (aliaj de magneziu, aluminiu si siliciu). Aceasta este necesar pentru ca cea mai mare parte din greutatea totală (8750 g) a girosferei să fie destinată pentru giroscoape de ale căror mase depinde momentul director (cinetic) al girosferei.

Giroscoapele sunt rotoarele unor motoare asincrone, a căror statoare au trei înfășurări decalate la 120°. Alimentarea acestor motoare se face în curent alternativ trifazic cu tensiunea de 120 V și frecvența de 330 Hz.

Datorită frecvenței mari (330 Hz), motoarele asincrone amintite au o turație de circa 20.000 rot./min. La aceste motoare, rotorul se rotește în exteriorul statorului, putând îndeplini în acest fel rolul de giroscop.

La partea inferioară a girosferei se toarnă circa 110 grame ulei pentru ungerea rulmenților giroscoapelor. Ungerea rulmenților se realizează printr-un sistem de fitile care “absorb” ulei din girosfera și îl transmit la rulmenți.

Pe partea superioară a cadrului sunt fixate vasele comunicante cu ulei (Figura 2.5. și 2.6.) pentru amortizarea oscilațiilor girosferei. Vasele cu ulei sunt dispuse în partea nordică și sudică a girosferei.

Figura 2.1. Figura 2.2.

Figura 2.3 Figura 2.4.

Părțile inferioare ale vaselor sunt în comunicație printr-un tub de trecere a uleiului. Părțile superioare ale vaselor sunt în comunicație printr-un tub pentru circulația liberă a aerului care se află în vase, deasupra uleiului. In vase se află 70 grame de ulei de vaselină medicinală. În partea inferioară a tubului de legătură pentru ulei se găsește releul de întrerupere a amortizării.

Întrerupătorul amortizării este o cutie (Figura 2.7.,2.8.) în care intră tuburile (2) pentru trecerea uleiului. In exteriorul cutiei se află un electromagnet în formă de potcoavă (3). Armătura electrormagnetului (4) se află în interiorul cutiei întrerupătorului și are montată bila (5). În cazul manevrei de întoarcere a navei se conectează, prin intermediul unui întrerupător, înfășurarea electromagnetului.

Figura 2.5. Figura 2.6.

Acesta atrage armătura (4), și bila (5) obturează tubul (2). Astfel trecerea uleiului dintr-un vas într-altul încetează și eroarea balistică de gradul II este eliminată din indicația compasului giroscopic. Când manevra navei s-a terminat, înfășurarea electromagnetului prin deconectarea întrerupătorului nu mai este alimentată cu curent, și armătura sa fiind fixată de o lamă elastică, revine în poziția inițială; bila deblochează tubul și permite trecerea uleiului dintr-un vas în altul.

Figura 2.7. Figura 2.8.

Acesta atrage armătura (4), și bila (5) obturează tubul (2). Astfel trecerea uleiului dintr-un vas într-altul încetează și eroarea balistică de gradul II este eliminată din indicația compasului giroscopic. Când manevra navei s-a terminat, înfășurarea electromagnetului prin deconectarea întrerupătorului nu mai este alimentată cu curent, și armătura sa fiind fixată de o lamă elastică, revine în poziția inițială; bila deblochează tubul și permite trecerea uleiului dintr-un vas în altul.

Centrarea girosferei în sfera de urmărire se realizează cu ajutorul unei bobine. In partea inferioară a girosferei se află o bobina de suflaj electromagnetic prin care trece curent alternativ.

Bobina de suflaj electromagnetic produce un cîmp magnetic alternativ ale cărui linii de forță se închid prin partea masivă inferioară a sferei de urmărire făcută din aluminiu, astfel că, în corpul sferei de urmărire, se induc curenți turbionari (Foucault). Interacțiunea dintre curenții turbionari și câmpul magnetic al bobinei de suflaj dă naștere unor forțe electromagnetice F, orientate spre centrul sferei (Figura 2.9.). Descompunând aceste forțe după direcția verticală și orizontală, se obțin componentele V și H.

Girosfera este mai grea decât lichidul dislocat de ea cu aproximativ 30 grame, adică are o flotabilitate negativă. Dacă girosfera este centrată în sfera de urmărire, componentele orizontale H sunt egale, iar rezultanta lor este nulă: componentele verticale V se adună și dau o rezultantă egală cu 2V. Această rezultantă fiind egală cu flotabilitatea negativă a girosferei, face ca girosfera să plutească "între două ape". Dacă dintr-un motiv oarecare girosfera se apropie de partea inferioară a sferei de urmărire, forțele F vor crește. Ca urmare vor crește si componentele orizontale H care sunt egale și se anulează. Componentele verticale V vor da o rezultantă 2V mai mare decât flotabilitatea negativă a girosferei și ca urmare girosfera se ridică. Invers, dacă girosfera se ridică, forțele electromagnetice F vor scădea, rezultanta verticală 2V va fi mai mică decât flotabilitatea girosferei și aceasta din urmă coboară.

În cazul în care girosfera se apropie mai mult de unul din pereții laterali ai sferei de urmărire, forța F alăturată acestuia va fi mai mare decât forța F alăturată celuilalt perete. Ca urmare, componenta orizontală a primei forțe va fi mai mare decât a celei de a doua, și girosfera este împinsă spre peretele cu forța F mai mică. Astfel, în urma suflajului electromagnetic, girosfera este centrată în sfera de urmărire; dacă lichidul de susținere are o compoziție chimică normală, centrul geometric al girosferei coincide cu centrul geometric al sferei de urmărire. Între girosfera și sfera de urmărire, în partea ce sus și de jos rămân spații de câte 8 mm, iar lateral – de câte 4 mm.

Figura 2.9.

După asamblarea girosferei, calota inferioară si superioară se lipesc cu cositor, realizându-se astfel o etanșeitate perfectă. Locul de lipire cu cositor se acoperă cu un inel de ebonită. Girosfera se umple apoi cu hidrogen sub presiunea de 1,1—1,2 atmosfere.

Umplerea cu hidrogen are următoarele avantaje :

– reduce frecarea în timpul rotației giroscoapelor deoarece densitatea hidrogenului este de 16 ori mai mică decât a aerului;

– hidrogenul are o bună conductibilitate termică și asigură cedarea căldurii de la giromotoare la pereții girosferei și mai departe la lichidul de susținere de unde căldura este eliminată prin instalația de răcire a compasului mamă;

faptul că hidrogenul se află sub presiune împiedică pulverizarea uleiului pentru ungerea rulmenților;

hidrogenul nu oxidează eleronul din care este făcut cadrul de susținere si biela de cuplare (sistemul de pârghii).

Din cauza complexității construcției girosferei, aceasta nu poate fi reparată la navă, numai la atelierele de specialitate.

Alimentarea cu curent electric a girosferei se face prin lichidul de susținere, fără conductoare metalice. Alimentarea girosferei prin lichid este posibilă deoarece, folosindu-se curent alternativ, nu are loc electroliza lichidului de susținere.

Pentru ca lichidul de susținere să devină conductibil se dizolvă în el acid salicilic sau borax. În lichid se mai introduce glicerină pentru obținerea greutății specifice necesare și pentru a feri lichidul de îngheț atunci când compasul giroscopic nu funcționează. Pe suprafața exterioară a girosferei, acoperită cu ebonită, exista un număr de electrozi din grafit și ebonită buni conducători de curent (Figura 2.10.). În partea superioară și inferioară se găsesc electrozii polari (1) și (2) din grafit și ebonită, izolați de corpul de alamă al girosferei. În regiunea ecuatorială există o semicentură lată și patru benzi ecuatoriale (3) așezate, neizolat, pe corpul de alamă al girosferei. La extremitățile semicenturii late (în partea estică și vestică) se află electrozii din grafit pur, (4) numiți electrozi de urmărire. Între cele patru benzi ecuatoriale. în partea sudică a girosferei se află un contact rotund (5). Pe ecuatorul girosferei sunt trasate cu culoare roșie gradații de la 0° până la 360°, din grad în grad.

Figura 2.10.

Sfera de urmărire (Figura 2.11.), pentru a fi cât mai ușoară, se face din aluminiu. Ea este formată din partea superioară (emisfera superioară) și partea inferioară (emisfera inferioară). Cele două emisfere se unesc prin intermediul unei furci cu șapte brațe (suporți) din cupru. Suporții sunt îmbrăcați în ebonită (izolați) și susțin sfera de urmărire, în același timp fiind conductori de curent. Capetele superioare ale brațelor sunt fixate într-un disc, care la rândul său este fixat în partea de jos a tijei, numită tijă centrală de susținere. În partea superioară a tijei centrale de susținere se găsesc șase inele colectoare (Figura 2.12.) izolate între ele. De la inelele colectoare, prin interiorul tijei centrale de susținere, pleacă șapte conductori de curent spre cele șapte brațe ale furcii. Tot în partea superioară a acestei tije există un deget, prin care tija se leagă cu discul inferior al corectorului compasului giroscopic.

Figura 2.11. Figura 2.12.

În partea ecuatorială a sferei de urmărire, între cei 7 suporți, sunt geamurile 7, pentru observarea gradațiilor de pe girosferă. Pe geamuri sunt trasate pe ambele părți linii orizontale, după care se poate determina poziția girosferei în sfera de urmărire. În colțurile geamurilor și în partea superioară și inferioară a sferei de urmărire sunt orificii pentru circulația lichidului de susținere.

În exterior, sfera de urmărire este acoperită cu un strat de ebonită. În partea interioară, de asemenea acoperită cu ebonită, sfera de urmărire are electrozii din grafit și ebonită, buni conducători de curent dispuși astfel (Figura 2.12.):

– electrodul polar superior (1);

– electrodul polar inferior (2);

– șase benzi ecuatoriale (3);

– doi electrozi de urmărire (4) în partea estică și vestică a sferei de urmărire;

un electrod mic (5) în partea sudică a sferei de urmărire.

Alimentarea cu curent alternativ trifazat a girosferei (alimentarea giromotoarelor, bobinei de suflaj și releului de întrerupere a amortizării) se face astfel (vezi figurile 10 și 12):

de la faza I (borna 27) ; prin intermediul inelului al patrulea și un picior al furcii cu 7 brațe, la electrodul polar superior al sferei de urmărire și mai departe, prin lichidul de susținere, la electrodul polar superior al girosferei (faza I a giromotoarelor) și la un capăt al bobinei de suflaj;

de la faza a II-a (borna 28). prin intermediul inelului al cincilea și un picior al furcii cu 7 brațe, la electrodul polar inferior al sferei de urmărire și, prin lichidul de susținere, la electrodul polar inferior al girosferei (faza a II-a a giromotoarelor) și celălalt capăt al bobinei de suflaj;

de la faza a III-a (borna 29), prin intermediul inelului al șaselea și două picioare ale furcii cu 7 brațe, la benzile ecuatoriale ale sferei de urmărire si, prin lichidul de susținere, la semicentura lată și benzile ecuatoriale ale girosferei (faza a III-a a giromotoarelor) și un capăt al bobinei releului de întrerupere a amortizării;

de la borna 55 prin intermediul primului inel și un picior al furcii cu 7 brațe, la contactul mic de pe sfera de urmărire și, prin lichidul de susținere, la contactul rotund de pe girosferă și celălalt capăt al înfășurării releului de întrerupere a amortizării;

de la bornele 30 și 31, prin câte un picior al furcii cu șapte brațe, la contactele de urmărire de pe sfera de urmărire și prin lichidul de susținere, la contactele de urmărire de pe girosferă.

Amintim că pentru alimentarea releului de întrerupere a amortizării, prin intermediul unui întrerupător, la borna 55 se aduce faza I a curentului trifazat, astfel încît bobina acestui releu să fie conectată între fazele I și III.

Părțile exterioare fixe in raport cu nava sunt:

postamentul cu suspensia cardanică;

capacul și vasul suport;

sistemul de răcire;

corectorul (cutia rozelor).

Postamentul reprezintă corpul compasului în care se montează toate piesele și elementele aparatului 1 M.

Postamentul (Figura 2.13.) este imobil și se fixează solid de corpul navei. El este format din partea inferioară (1) fixată pe puntea navei cu șuruburi, partea mijlocie (2) – care susține vasul suport (11) – și partea superioară sau habitaclul (3), prevăzut cu ferestruici de vizare cu geam (4).

Postamentul compasului este demontabil. În partea mijlocie spre pupa există o cutie cu borne de legătură (5) de la care pleacă spre capacul vasului suport trei cabluri flexibile. Deasupra cutiei de legături există o deschidere (6), utilizată pentru observarea sferei giroscoapelor și pentru vizitarea interiorului postamentului.

Partea mijlocie este unită de cea inferioară prin patru șuruburi. Dacă este necesar, la montarea compasului în planul diametral al navei, partea mijlocie se poate deplasa puțin față de bază cu ajutorul sectorului și al roții dințate aflate în interiorul postamentului prevăzut cu un index și gradații. În felul acesta se poate elimina eroarea constantă ce apare la montarea compasului giroscopic la bordul navei.

De partea mijlocie a postamentului se fixează în lagăre cu rulmenți, dispuse pe direcția prova-pupa, cercul de suspensie cardanică exterior (7). De acest cerc se fixează cercul cardanic mijlociu (8) ale cărui lagăre sunt dispuse la 90ș față de lagărele cercului exterior.

Figura 2.13.

Aceste două cercuri cardanice permit balansarea vasului suport în jurul axei paralele cu planul diametral și în jurul axei perpendiculare pe planul diametral al navei.

De cercul mijlociu se montează, prin intermediul unor resoarte (9), cercul interior (10). Pe partea superioară a acestuia din urmă există un canal circular în care se introduce o garnitură de cauciuc, pe care se sprijină vasul suport (11) la montarea lui pe postament.

Vasul suport cu lichid de susținere este construit din cupru, fiind acoperit în interior cu un strat de ebonită care protejează metalul de coroziune și lichidul de alterare. În partea mijlocie a vasului se găsește o fereastră de vizitare cu geam, pentru observarea poziției sferei giroscoapelor în timpul funcționării compasului giroscopic.

Pe fundul vasului suport este fixată o greutate de echilibrare (12). Greutatea este confecționată din fontă și are o formă nesimetrică. Prin rotirea ei, capacul vasului suport se fixează în planul orizontal folosind bula de nivel ce se află pe cutia rozelor.

Capacul vasului suport este confecționat din bronz și are pre văzute ștuțuri și orificii pentru fixarea diverselor dispozitive și elemente ale compasului giroscopic. Partea inferioară a capacului, ca și vasul suport, este acoperită cu un strat de ebonită.

Capacul vasului suport îndeplinește următoarele funcții:

acoperă vasul suport, în care se află lichidul de susținere a girosferei;

susține pe rulmenți, prin intermediul tijei centrale, sfera de urmărire;

are montate pe el dispozitive și elemente ce servesc pentru reglarea si controlul funcționării compasului mamă și anume:

ștuțuri și orificii pentru fixarea tubulaturii de răcire (13), a termometrului (14), pentru controlul temperaturii lichidului de susținere, a termostatului de semnalizare (15) și a termostatului de lucru (16);

două orificii (17) acoperite cu dopuri pentru turnarea lichidului și pentru controlul nivelului acestuia cu ajutorul unor sonde din lemn;

corectorul (cutia rozelor) (18);

două portperii (19), prin care se transmite alimentarea la inelele colectoare;

regletele de borne (20).

Capacul este prevăzut cu 12 găuri pentru șuruburile ce-1 fixează de cercul interior. În timpul folosirii, sfera giroscopică dezvoltă o însemnată cantitate de căldură care încălzește lichidul de susținere. Prin încălzire, lichidul își modifică densitatea, ceea ce influențează asupra poziției elementului sensibil care va coborî atingând sfera de urmărire. Forțele de frecare care apar în acest caz introduc erori mari an indicația compasului giroscopic.

Pentru înlăturarea acestor fenomene, compasul giroscopic este prevăzut cu un sistem de răcire, în care circulația apei de răcire se face cu ajutorul unei pompe aparatul 12 M (Figura 2.14.).

În Figura 2.15. este prezentată schematic circulația apei în sistemul de răcire Pompa de răcire este formată din două părți principale: electromotorul (1) si corpul pompei (2) în interiorul căruia este fixat dispozitivul de refulare (3) și serpentina de răcire (4) a apei din pompă.

Figura 2.14.

Electromotorul pompei este un motor asincron cu rotorul în scurtcircuit (colivie de veveriță). Înfășurarea statorică a motorului legată în stea este alimentată în curent trifazat la tensiunea de 120 V cu frecvența de 330 Hz.

Axul electromotorului învârtește turbina, compusă dintr-un disc cu orificii pe obadă, așezată într-o cameră specială a corpului pompei. În corpul pompei se toarnă apă distilată cu un mic adaos de glicerină. O dată cu rotirea electromotorului pompei se rotește și turbina cuplată mecanic cu axul acestuia. Datorită forțelor centrifuge, apa din interiorul orificiilor turbinei este împinsă cu putere în camera în care se învârtea turbina.

Din această cauză, în interiorul camerei se creează o presiune ridicată și apa, prin tubulatura de aducțiune (5), este trimisă în serpentina de răcire (6), montată în vasul suport.

Trecând prin serpentina compasului mamă, apa încălzită de lichidul de susținere ajunge în corpul pompei, și de aici din nou în turbină. Circulația dintre compasul mamă și pompa de răcire a lichidului de susținere nu asigură răcirea pe o durată îndelungată, din cauză că temperatura apei din acest circuit va începe să crească.

Pentru a înlăture acest neajuns, în corpul pompei s-a montat o serpentină spirală (4), alimentată cu apă de la tubulatura navei și astfel se răcește apa distilată din pompă.

Figura 2.15.

În partea superioară a pompei de răcire, alături de electromotorul asincron, este fixată regleta cu borne la care sunt legate capetele înfășurării statorice. La această regleta se conectează rețeaua trifazică de 120 V/330 Hz. Electromotorul pornește o dată cu por-nirea întregii instalații a compasului giroscopic.

Din completul elementelor care formează sistemul de răcire mai fac parte: termometrul, termostatul de lucru și termostatul de semnalizare.

Termometrul este fixat pe capacul vasului suport într-un înveliș special și, trecând prin capac, între cele două rânduri de inele ale serpentinei de răcire, intră pe o lungime de 10 – 15 mm în lichidul de susținere, măsurându-l temperatura.

Termostatul (Figura 2.16.) este compus dintr-un tub din alamă (1), în interiorul căruia se află un alt tub ondulat (2).

Figura 2.162 Figura 2.17.

De capătul inferior al tubului ondulat este fixată o tijă (3) care străbate toată lungimea tubului, ieșind în afară. Partea goală a tubului din alamă se umple cu benzol sau alt lichid cu un coeficient de dilatare mare.

La încălzirea lichidului de susținere, benzolul se dilată, împingând tubul ondulat în sus și o dată cu el tija.

Termostatul de lucru funcționează astfel: în momentul în care temperatura lichidului crește, tija (3) se ridică împingând placa superioară (4) a sistemului de plăci articulate (5). Această placă, învingând tensiunea resortului reglabil (9), mărește secțiunea furtunului (6) prin care circulă apa de răcire. Astfel debitul apei se mărește, răcind lichidul de susținere.

Dacă temperatura scade, tija (3) coboară și placa superioară este împinsă în jos de resortul (9), ștrangulând furtunul (6).

Temperatura normală a lichidului de susținere este de 39°C. Prin intermediul termostatului de lucru temperatura lichidului de susținere este menținută între limitele 37° – 41°C.

Termostatul de semnalizare este un termostat la fel construit; în momentul în care temperatura lichidului de susținere a ieșit din limitele 37° – 41° C, tija (3) închide niște contacte prin care se alimentează primarul unui transformator. În secundarul acestuia este conectată sirena SA (Figura 2.17.). Atât transformatorul cât și sirena sunt montate în aparatul 10. În secundarul transformatorului se obține tensiunea de 45 V, necesară soneriei. În momen-tul când temperatura lichidului a depășit limitele admise, la borna 29 este conectat unul din contactele fixe ale releului, transformatorul este alimentat și sirena sună, avertizând că temperatura lichidului de susținere este anormală.

Figura 2.18.

Pe capacul vasului suport este montat și corectorul.

La baza construcției corectorului stau două discuri (Figura 2.18) ; discul superior (1), cu un știft care intră într-o canelură a discului inferior, și discul inferior (2). Centrul discului inferior coincide cu axa centrală de susținere și este cuplat cu acesta din urmă printr-un deget (în figură nu este reprezentat). Discul superior este montat pe un suport și se poate mișca o dată cu acesta spre prova sau spre pupa navei. Mișcând discul superior spre prova navei cu distanța ZZ', centrele celor două discuri nu vor mai coincide. În același timp, datorită legăturii realizate între ele, prin știftul S și canelură C, discul superior va executa o rotire spre dreapta cu unghiul δ.

Citirea drumului navei făcută pe discul superior se va deosebi de citirea drumului de pe discul inferior (după compasul mamă) cu mărimea δv. Cu alte cuvinte, pe discul superior se citește drumul navei corectat cu eroarea de viteză δv; același drum se citește la repetitoare.

În cutia corectorului se află două roze:

roza mare sau roza citirilor aproximative, gradată de la 0° la 360°, din grad în grad, montată pe același ax cu discul superior al corectorului;

roza mică sau roza citirilor exacte, gradată de la 0° la 10° din 0°.1 în 0°.1 grade.

Figura 2.19.

La rotirea rozei mari cu 10°, roza mică printr-un angrenaj multiplicator se rotește o dată. Rotirea rozelor este executată de motorașul azimutal (selsin receptor). Mișcarea se transmite de la motorașul azimutal la roza mică. Roza mică mișcă axul pe care se află roza mare și discul superior al corectorului. Discul superior al corectorului rotește cu știftul discul inferior, iar acesta la rândul său rotește axa centrală de susținere a sferei de urmărire, pe care o pune in concordanță cu girosfera.

Corectorul trebuie reglat corespunzător vitezei și latitudinii. În acest scop, o dată cu deplasarea discului superior, se va mișca un ac indicator în dreptul unei scale gradate în diviziuni de reglare a corectorului. Mișcarea acului indicator se face prin intermediul unor angrenaje.

Pentru determinarea numărului de diviziuni de reglare a corectorului se folosește nomograma din Figura 2.19., astfel: dintr-un punct de pe abscisă corespunzător vitezei navei în noduri se ridică o perpendiculară. Din punctul de intersecție a perpendicularei cu dreapta care indică latitudinea locului unde se navighează se duce o paralelă la abscisă. În punctul de intersecție a paralelei cu ordonata care este gradată în cifre de reglare se citește diviziunea la care trebuie fixat acul indicator al corectorului. Corectarea indicațiilor compasului mamă se poate face rotind de butonul aflat chiar pe cutia rozelor sau de la distanță, folosind aparatul 34 A.

Sistemul de urmărire al compasului mamă se com pune din:

sfera de urmărire cu tija centrală de susținere și furca cu 7 brațe;

amplificatorul electronic;

motorașul bifazat;

motorașul transmițător (selsinul mamă);

motorașul azimutal (selsinul receptor).

Rotorul său este în scurtcircuit.

Sistemul de urmărire asigură:

suspensia sferei giroscopice;

alimentarea tuturor dispozitivelor sferei giroscopice;

transmiterea indicațiilor compasului mamă la toate repetitoarele.

Principiul de funcționare. Sistemul de urmărire al compaselor giroscopice cu suspensia elementului sensibil în lichid se pune în mișcare cu ajutorul unei scheme în punte Wheatstone. Principial, această schemă este reprezentată în Figura 2.20..

Pe sfera de urmărire (2), în dreptul extremităților semicenturii late a girosferei (1), sunt așezați electrozii de urmărire EU’1 și EU’2. Pe girosferă, la extremitățile semicenturii (1), sunt electrozii de urmărire EU1 și EU2 din grafit pur și, deci, cu rezistență mai mică decât restul semicenturii. Când sfera de urmărire se află în poziție normală, adică în concordanță cu girosfera, distanțele între electrozii de urmărire EU1 si EU’1, EU 2 și EU’2 sunt egale și rezistențele de trecere a curentului prin lichid R1 și R2, vor fi și ele egale. Curentul de la faza a treia intră pe benzile ecuatoriale ale sferei de urmărire, trece prin lichid la semicentura lată a girosferei, iar apoi, prin contactele de urmărire EU1 și EU2, prin lichidul de susținere, la contactele de urmărire EU’1 și EU’2 de pe sfera de urmărire și mai departe la înfășurarea primară a transformatorului Tr.

Rezistentele R1 și R2 constituie două ramuri ale punții. Impedanțele ZT1 și ZT2, ale primarului transformatorului Tr reprezintă celelalte două ramuri. Impedanțele ZT1 și ZT2 sunt egale. Când și rezistențele R1 și R2, sunt egale, se spune că puntea este în „echilibru", adică potențialul punctului A este egal cu potențialul punctului B. Intre A si B diferența de potențial fiind zero, prin diagonala AB a punții curentul esle nul.

Figura 2.20.

Figura 2.21.

În diagonala AB a punții este conectată înfășurarea de comandă a motorașului bifazat (I). Înfășurarea de câmp II a acestui motoraș este conectată între fazele II și III ale rețelei trifazate.

În momentul în care sfera de urmărire nu mai este în concordanță cu girosfera datorită faptului că nava girează la dreapta sau la stânga, distanțele între electrozii EU1 și EU’1 respectiv EU2 și EU’2 se schimbă, adică una crește, iar cealaltă se micșorează. În acest caz, rezistențele de trecere ale curentului prin lichid R1 și R2 nu mai sunt egale. Puntea se „dezechilibrează", deci potențialele punctelor A și B nu mai sunt egale. Între ele apare o diferență de potențial (tensiunea care va da naștere unui curent IAB, cu sensul de la A la B sau de la B la A, după cum rezistența R1 devine mai mare sau mai mică decît rezistența R2. Se vede din figură că dacă nava girează la dreapta o dată cu ea va gira și sfera de urmărire și distanța între electrozii EU1 și EU’1 se mărește, iar între electrozii EU2 și EU’2 se micșorează. Prin urmare, rezistența R1 se mărește, iar rezistența R2 se micșorează. În cazul în care nava girează la stânga, rezistența R2 se mărește, iar rezistența R1 se micșorează.

Figura 2.22.

Motorașul bifazat se va roti la dreapta sau la stingă în funcție de faza curentului din înfășurarea de comandă, deci în funcție de sensul girației navei.

Motorașul bifazat sau motorașul de urmărire este cuplat mecanic cu selsinul mamă (transmițător). Selsinul transmițător, prin ax electric, mișcă motorașul azimutal (selsin receptor). Motorașul azimutal, prin angrenajele din cutia rozelor, pune în mișcare tija centrală de susținere și prin ea, sfera de urmărire. Aceasta din urmă va fi rotită pînă cînd contactele ei de urmărire vin în dreptul contactelor de urmărire de pe girosfera.

Din cele de mai sus rezultă că sfera de urmărire este rotită de motorașul azimutal în sens invers girației navei. În mod asemănător se petrec lucrurile atunci când nava stă pe loc, iar girosfera se mișcă, adică se orientează în meridian (în primele 4—5 ore de la punerea in funcție a compasului giroscopic).

Sensibilitatea sistemului de urmărire descris este de circa 0,5, adică la un decalaj minim de 0°5 între girosferă și sfera de urmărire, motorașul de urmărire intră în funcțiune.

Sensibilitatea sistemului de urmărire cu amplificator electronic este de circa l°/16.

Sistemul de orientare rapidă. Sistemul de aducere rapidă a elementului sensibil în meridian constă din două înfășurări montate pe o centură de oțel. Centura cu înfășurările – statorul sistemului de orientare rapidă – este învelit într-o manta de protecție din cauciuc vulcanizat.

Centura este prinsă în exteriorul vasului suport cu lichid de susținere – în regiunea planului ecuatorial al girosferei.

Schema electrică principială a sistemului de orientare rapidă este reprezentată în Figura 2.23..

În serie cu înfășurarea I este legată o baterie de condensatori C3 = 40 X 10 (μF – formată din patru condensatori de 10 μF legați în paralel – pentru decalarea fazelor curenților de alimentare a bobinelor I și II cu ±90ș. În felul acesta elementul sensibil (ES) și centura de orientare rapidă se comportă ca un motor bifazat.

Când se fixează comutatorul K1 pe una din pozițiile „creștere" sau „scădere", înfășurările I și II sînt alimentate și creează un cîmp magnetic învîrtitor în jurul elementului sensibil.

Cîmpul magnetic învîrtitor dă naștere la curenți turbionari în masa metalică a girosferei. Interacțiunea dintre curenții turbionari și câmpul magnetic învârtitor creează un moment de rotație a girosferei în jurul axei verticale. Acest moment produce mișcarea de precesie, adică coborârea sau ridicarea axei principale a girosferei față de planul orizontului, în funcție de sensul momentului. O dată cu apariția înclinării axei principale, apare și momentul pendular sub acțiunea căruia axa principală execută o mișcare de prece-sie spre planul meridianului.

Cu ajutorul comutatorului K1 se poate schimba sensul curentului în înfășurarea II. Semnificația inscripțiilor „creștere" sau „scădere" este aceea că, prin fixarea comutatorului K1 pe una din aceste poziții, gradațiile de pe girosfera observate prin fereastra cu geam a vasului suport cresc sau scad.

Repetitorul este un aparat indicator al drumului transmis de la compasul mamă. El este format dintr-o carcasa (1) (Figura 2.24.), în interiorul căreia pe un suport special, se montează selsinul SS-404. Rotorul selsinului (Figura 2.25.) este angrenat mecanic (2) cu roza zecimală (3). Pe axul acestei roze există o roată dințată angrenată mecanic cu roza mare (4) (a citirilor aproximative). Această roză este împărțită în 360 de diviziuni, fiecare diviziune reprezentînd 1°.

Figura 2.23.

Roza zecimală este împărțită în 100 de diviziuni. Unei rotații a acestei roze îi corespund 10° și prin urmare, valoarea fiecărei diviziuni este de 0°,1.

Axele rozelor coincid, astfel că roza mare se rotește concentric cu roza zecimală (roza exactă). Ambele roze se găsesc în același plan. Deasupra lor se fixează un index denumit „linia de drum” sau „linia de credință”. „Linia de drum” servește pentru citirea drumului indicat de repetitor.

Gradele se citesc pe roza mare, iar zecimale de grad pe roza mică.

Rozele sunt făcute din sticlă și sunt iluminate prin partea de jos cu 3 becuri.

Pe roza mare, în afara diviziunilor în grade, este trasată invers și cu cifre mici scala pentru luarea relevmentelor.

Citirile în timpul relevării se fac prin prisma alidadei. Scala fixă, trasată pe cercul azimutal (2) (Figura 2.24.) servește la citirea relevmentelor prova.

Pentru sincronizarea repetitorului cu compasul mama, în interiorul acestuia există un angrenaj suplimentar care permite sincronizarea. Printr-o deschizătură laterală se introduce pe un ax pătrat cheia de sincronizare care, prin angrenajul mai sus amintit, rotește rozele repetitorului. Simultan, cheia întrerupe două faze rotorice ale selsinului SS-404, scoțându-l astfel din sistemul transmisiei sincrone.

În interiorul repetitorului mai este montat transformatorul de iluminare; înfășurarea sa primară este legată în paralel cu înfășurarea de excitație a electromotorului selsin, alimemîndu-se astfel de la rețeaua de 105 V/55 Hz.

Figura 2.24. Figura 2.25.

Înfășurarea secundară are la ieșire tensiunea de 2,5 V, necesară pentru alimentarea becurilor de iluminare. Toate elementele aparatului sunt fixate în interiorul carcasei, acoperită în partea superioară de un geam și de inelul azimutal.

Pe carcasă, in dreptul gradației 90ș există două prelungiri cu orificii în care se introduc pivoții de fixare pe postamentul 3 (Figura 2.24.). Pentru a se realiza orizontalitatea necesară la luarea relevmentelor, în partea inferioară a repetitorului există o contragreutate din plumb. Repetitoarele fixate în comanda de navigație, în camera hărților sau în orice alt compartiment al navei nu au contragreutate și sunt fixate într-o furcă suport (Figura 2.27.).

În interiorul părții inferioare a postamentului (3) este montată cutia de legătură cu borne (4) pentru alimentarea repetitorului și un reostat (5) pentru reglarea intensității curentului de alimentare a becurilor de iluminare a rozelor (Figura 2.24., 2.26.). În Figura 2.28. s-a reprezentat schema electrică a unui repetitor. Alimentarea repetitoarelor se face prin cutia de derivație pentru repetitoare (aparatul 15 A), de unde prin cîte cinci siguranțe de 1 A pornesc cablurile spre repetitoarele de pe navă.

Figura 2.26. Figura 2.27.

Când se introduce cheia CS pentru sincronizarea indicațiilor repetitorului cu ale compasului mamă, contactele figurate în schemă (Figura 2.28.) se deschid; dacă nu s-ar deschide la rotirea cu cheia de sincronizare, selsinul devine transmițător, rotind toate repetitoarele.

Figura 2.28.

Aparatul de control, de semnalizare și de înregistrare (aparatul 34 A)

Înregistratorul de drum (Figura 2.29., 2.30.) servește pentru trasarea automată a drumului navei, pentru înscrierea variațiilor acestuia în timpul navigației și introducerea de la distanță a corecției de viteză.

Pentru introducerea de la distanță a corecției de viteză, în aparat sînt montate : un disc avînd înscrise scalele vitezelor pentru diverse latitudini, contactele buton CB1 și CB2 pentru comanda motorașului reversibil SL-222 de pe cutia rozelor și un selsin BS-404 A cu un ac indicator (al vitezei navei, pus în mișcare de selsinul BS-404 A de pe cutia rozelor).

În timpul funcționării, aparatul este închis cu un capac pe care, în partea superioară, se află un geam rotund sub care se vede o scală circulară mobilă, împărțită în 3600.

În partea inferioară a capacului există un geam dreptunghiular. Prin acesta se poate vedea curba trasată în marș în ultimele două-trei ore. Aceste curbe sunt trasate de o peniță pe o diagramă de hîrtie.

Înregistratorul de drum constă din două părți ce funcționează complet separat, dar care, în ansamblu, permit obținerea înregistrării drumului urmat de navă.

O parte care sesizează schimbările de drum ale navei constă din selsinul SS-404 ce funcționează în sistemul transmisiei sincrone și un dispozitiv mecanic ce pune în mișcare două penițe.

Tuburile capilare ale penițelor (2) apăsând și deplasându-se pe diagramă imprimă pe hîrtie mișcarea. Selsinul înregistratorului de drum funcționează ca și selsinul repetitorului.

Din dispozitivul mecanic face parte și discul excentric (3), împărțit în patru părți egale, dar cu raze diferite. Să examinăm funcționarea primei penițe. Prin rotirea discului, în timp ce roza sa rămâne constantă, penița va rămîne pe loc. În momentul în care discul excentric, rotit, va ajunge sub suportul pe care este fixată penița, el va determina rotirea suportului, deplasînd astfel penița spre dreapta sau spre stânga.

Excentricul are patru raze corespunzătoare cadranelor 0°-90°, 90°-180°, 180°-270° și 270°-360°.

Penița acționată de excentric poartă denumirea de peniță cadranică, deoarece ea se deplasează numai în cazul trecerii navei dintr-un cadran în altul.

Deplasarea celei de a doua penițe se realizează cu ajutorul căruciorului (4) și al tamburului prevăzut (5) cu două canale elicoidale simetrice. Pe acest cărucior este fixată cea de a doua perniță. În centrul căruciorului este fixat un ax terminat în interior cu un romb. Rombul intră în canalele elicoidale ale tamburului care, rotit de selsin, deplasează căruciorul de-a lungul axei sale.

O dată cu aceasta se va deplasa și penița, trasând pe diagramă drumul respectiv. Cînd rombul ajunge la capătul canalului tamburului, mișcarea acestuia menținându-se în același sens, el va fi antrenat de canalul ce merge în sens contrar sensului inițial, și căruciorul, împreună cu penița, își vor schimba, de asemenea, sensul de mișcare. Deplasările căruciorului și ale excentricului sunt astfel reglate, încât în momentul în care penița cadranică începe mișcarea penița de drum își schimbă și ea sensul de mișcare.

Pe diagramă este trasată o întreagă rețea de linii orizontale și verticale.

În partea stîngă a diagramei (6) sînt trasate pe verticală cinci linii groase între care există patru spații corespunzătoare celor patru cadrane.

În funcție de cadranele în care se află drumul navei se realizează înscrierea peniței pe diagramă. Restul diagramei este împărțită în 90 de diviziuni, fiecare diviziune avînd valoarea de 1°. Pentru a citi drumul direct pe diagramă este necesar să stabilim cadranul în care se navigă.

O altă parte a aparatului o constituie dispozitivul de prindere, de rulare și de derulare a diagramei, format din electromotorul de timp (7), două tambure (8) legate între ele prin resortul flexibil (9).

Electromotorul de timp, cu o viteză constantă, antrenează și deplasează diagrama cu o viteză uniformă.

Liniile orizontale ale diagramei reprezintă diviziuni de timp. Electromotorul de timp este un motor sincron bipolar, al cărui stator este alimentat de la rețeaua de 110 V/55 Hz.

Figura 2.29. Figura 2.30.

Pentru a sincroniza indicațiile înregistratorului de drum cu compasul mamă, axul motorului selsin este prevăzut cu un mic volant. De asemenea, pentru sincronizare este necesar să se întrerupă două faze, operație ce se face prin intermediul întrerupătorului aflat în partea stângă de jos a aparatului.

Schema-bloc și schema electrică de principiu a instalației de înregistrare a com-pasului giroscopic se pot examina în Figurile 2.29. și 2.30..

Convertizorul (AMG-201)

Servește pentru convertirea tensiunii trifazate a bordului de 220V (380V)/50 Hz în tensiune trifazată 120V/330Hz necesară alimentării elementului sensibil al girocompasului.

Se compune dintr-un motor asincron trifazat cu rotorul în colivie dispus pe același ax cu rotorul generatorului sincron cu magneți permanenți.

Pe statorul convertizorului sunt dispuse înfășurările statorice ale motorului și ale generatorului.

Datele nominale ale convertizorului sunt prezentate mai jos:

Aparatul 10 M

Aparatul 10 M (sirena și becurile de semnalizare) este destinat pentru:

emiterea semnalului sonor în caz de abatere a temperaturii lichidului de susținere de la limitele 39°±2°. Aceasta se realizează prin intermediul termostatului de semnalizare de pe capacul vasului suport;

emiterea seminalului luminos în caz de abatere a curenților trifazați de la valorile lor nominale. În acest scop este montat în aparat becul cu neon B2.

emiterea semnalului luminos care indică dereglarea sistemului de urmărire.

2.2 ANSCHUTZ STANDARD 6

Girocompasul Anschutz –6 (Figura 2.31.) este un girocompas pendular cu element sensibil bigiroscopic. Girocompasul mamă este realizat sub forma unei cutii paralelipipedice fixată pe o placă postament prin intermediul unei suspensii elastice (5).

Figura 2.31

Pe placa de susținere (2) este dispusă roza gradată (1), butonul potențiometrului de reglare a iluminării (3), comutatorul sistemului de urmărire (7), șurubul de blocare (6).

Fixarea girocompasului în axul longitudinal al navei se verifică cu ajutorul scalei (4).

Figura 2.32.

În interiorul girocompasului mamă (Figura 2.32.) se găsesc: 1-releul de răcire; 2-capac de verificare a parametrilor de funcționare; 3-sfera de urmărire din plastic; 4-inelul cardanic orizontal; 5-pompa de centrare; 6-selsinul transmițător; 7-ventilator; 8-servomotor de urmărire; 9-dop de golire a lichidului; 10-electrodul polar superior de pe sfera de urmărire; 11-amortizare antișoc; 12-transformatorul de urmărire; 13-carcasa de ecranare; 14-becuri de preîncălzire; 15-butonul de cuplare a rotirii sferei de urmărire; 16-amplificator.

Date tehnice

Greutatea girocompasului mamă aproximativ 16 Kg, diametrul rozei 180 mm gradată din grad în grad de la 0ș la 360ș.

Tensiunea de alimentare a girosferei și pompei de centrare 55 V/ 400 Hz.

Tensiunea de alimentare a amplificatorului 115 V/ 400 Hz.

Tensiunea de alimentare a excitațiilor micromașinilor 50V/ 50Hz sau 60V/60Hz.

Tensiunea de alimntare a sirenei 25V/400Hz.

Puterea consumată, circuitul de 400 Hz, aproximativ 35 VA; circuitul de 50/60Hz la Timpul de orientare în meridian < 5 ore.

preîncălzire 50 W, răcire 17 VA; sistemul de transmitere la distanță 25 VA.

Precizia de înclinare £10.

Viteza de rotație a sistemului de urmărire 90/ sec.

Înclinări ale navei (ruliu și tangaj) £45ș.

Temperatura lichidului de susținere 52ș C.

Temperatura mediului ambiant –20ș la +50ș C.

Preîncălzire cu șase becuri 24V/ 18W.

Răcirea prin ventilație cu aer.

Sistemul de repetitoare permite cuplarea a 12 selsine receptoare.

Cantitatea lichidului de susținere: aproximativ 750 cm3.

Comanda răcirii se realizează cu un releu bimetalic.

Controlul temperaturii se realizează cu un termomentru circular cu alcool marcat cu două linii roșii pentru temperatura nominală.

Construcție

Girocompasul propriuzis este construit sub forma unei cutii paralelipipedice, fixată pe o placă metalică cu ajutorul unor amortizoare împotriva șocurilor verticale și orizontale.

De capacul superior este fixată sfera de urmărire prin intermediul unei furci verticale și a unui inel cardanic orizontal. Pe fețele laterale se găsesc elementele auxiliare: amplificatorul, servomotorul, selsinul transmițător, ventilatorul, iar pe fața inferioară becurile de încălzire.

Sfera de urmărire este construită din material plastic și formată din două semisfere unite în partea ecuatorială.

La polul superior este prevăzută cu un capac din plexiglas transparent care permite observarea nivelului lichidului de susținere și a termometrului. Dispune de doi electrozi polari sub forma a două inele, alimentarea făcându-se în bifazat. În zona ecuatorială se găsesc doi electrozi de urmărire dispuși în partea estică și vestică a sferei de urmărire. În zona polară inferioară se găsește pompa de centrare a girosferei, centrarea se realizează cu jet de lichid de susținere produs sub girosferă. Suprafața exterioară a sferei de urmărire are formă de radiator pentru o bună răcire.

Girosfera este o sferă realizată din material sintetic, este suspendată în lichid în interiorul sferei de urmărire. Este construită din două semisfere, închisă ermetic și umplută cu heliu. În zonele polare se găsesc doi electrozi pentru alimentare, iar în zona ecuatorială electrozii de urmărire.

În interiorul girosferei se găsesc două giromotoare și dispozitivul de amortizare a oscilațiilor. Axele giromotoarelor sunt suspendate în lagăre, ungerea realizându-se cu gaz (heliu) motiv pentru care se recomandă ca deschiderea să se facă de cel mult 2 ori pe an sau când se fac reparații deosebite.

Giromotorul este un motor asincron trifazat cu rotorul în scurtcircuit exterior statorului. Alimentarea se realizează cu tensiune bifazată, a treia fază alimentându-se printr-un condensator (circuit de defazaj).

Repetitoarele .

Sistemul de repetitoare al girocompasului Anschutz – 6 este realizat cu selsine în regim de indicator. Repetitorul de relevare se fixează într-un suport prevăzut cu inele cardanice care permit menținerea în poziție orizontală a repetitorului.

Figura 2.33.

În desenul din Figura 2.33. sunt reprezentate: 1-butonul de centrare a alidadei; 2-roza aproximativă; 3-gradațiile inversate pentru citirea relevmentelor giro; 4-roza precisă; 5-cercul azimutal; 6-buton sincronizare; 7-linia de credință.

Repetitorul de drum se montează pe un suport fix care are posibilitatea ajustării înclinării pentru o bună vizualizare.

În desenul din Figura 2.34. sunt reprezentate următoarele elemente: 1-roza aproximativă; 2-linia de credință; 3-roza precisă; 4-butonul de sincronizare; 5-capac de protecție; 6-gradațiile inversate; 7-capacul cutiei de conexiuni; 8-cutia de conexiuni; 9-potențiometru reglare iluminare.

Figura 2.34.

Repetitorul de drum se montează pe un suport fix care are posibilitatea ajustării înclinării pentru o bună vizualizare.

Convertorul static. Are rolul de a transforma tensiunea bordului de 110V, 220V, 380V, 440V, 50Hz în tensiune de 55V si 115V/ 400Hz necesară alimentării giromotoarelor.

3. EXPLOATAREA GIROCOMPASELOR KURS 4 ȘI ANSCHUTZ – 6. OPERAȚII ÎN VEDEREA PUNERII ÎN FUNCȚIUNE. VERIFICĂRI ȘI REGLAJE SPECIFICE

3.1. KURS 4

Demontarea compasului mamă pentru introducerea elementului sensibil

Pentru introducerea elementului sensibil în vasul suport se vor demonta corectorul (dacă este cazul) și capacul vasului suport, desfăcându-se și sfera de urmărire în cele două părți – superioară și inferioară. În acest scop se vor face următoarele operațiuni:

se vor desface conexiunile de la toatele bornele capacului vasului suport, legate prin cabluri la cutia de legătură a postamentului;

se vor desface piulițele tubulaturii de răcire;

se vor scoate toate șuruburile de fixare a capacului vasului suport; cu cele două mânere aflate pe capacul vasului suport se scoate cu atenție sistemul de urmărire din vasul suport și se așează pe trepiedul luat din lada cu scule și piese de rezervă;

se deșurubează dopul de ebonită și șurubul de contact ce trece prin partea superioară a sferei de urmărire și piciorul furcii cu brațele de susținere – faza 28;

se scot piulițele de ebonită ce unesc între ele partea superioară cu cea inferioară a sferei de urmărire, se apasă ușor în jos de partea inferioară, separând-o astfel de partea superioară; după care, punându-le pe un capac curat, se vor șterge bine cu un tampon de tifon și vată;

se scoate din lada de păstrare elementul sensibil și, ținându-1 de zona ecuatorială și în plan orizontal, se așează pe calota de lemn. Se spală apoi cu spirt și se șterge cu un tampon uscat. Calotele sferei de urmărire se spală de asemenea cu spirt și se șterg cu un tampon curat. Amintim cu această ocazie că este interzis să se răstoarne girosfera, deoarece în acest caz uleiul pentru ungerea rulmenților giromotoarelor, care se află în partea inferioară a girosferei, s-ar prelinge pe pereții acesteia, schimbându-i poziția centrului de greutate. Girosfera cu poziția centrului de greutate schimbat este inutilizabilă.

se introduce elementul sensibil în partea inferioară a sferei de urmărire și, repetând operațiunile amintite în ordine inversă, se asamblează calota inferioară cu cea superioară. La asamblare se va avea griiă ca șurubul de contact al fazei 28 să fie bine strîns și complet acoperit de dopul de ebonită.

Prepararea lichidului de susținere

Rețeta pentru prepararea lichidului de susținere este dată în tabelul de mai jos:

Se dizolvă borax la temperatura de 40ș — 60ș C în 3 litri de apă distilată (este interzisă utilizarea apei de mare sau a apei potabile nedistilate). Soluția obținută, încă fierbinte, se toarnă într-un vas ce conține 7 litri apă distilată și se amestecă foarte bine. Cu cana gradată, aflată în lada cu scule și cu piese de rezervă, se adaugă în vas 2,5 litri glicerina, având greutatea specifică γ = 1,23 g/cm3, la temperatura de 20° C.

După fiecare folosiri, cana gradată se spală cu apa distilată care se toarnă în vasul cu soluție. (La aceasta operațiune se vor folosi în total circa 2 litri apă distilată.) Amestecul obținut se va agita cu un băț de lemn. Se v-a verifica amestecul cu densimetrul luat din lada cu scule și cu piese de rezervă. La temperatura de 20° C densimetrul va trebui să indice 1,040 g/cm3. Nivelul lichidului în vasul suport trebuie să fie cu 10 mm sub capacul vasului suport, lucru ce se verifică cu sondele de lemn existente în lada cu scule.

Pornirea și oprirea instalației

Înaintea pornirii instalației se verifică dacă toate siguranțele sunt puse la locul lor. Se va vedea dacă compasul mamă este gata de funcționare și se va aprecia dacă lichidul de susținere din vasul suport este în cantitate suficientă.

Se va verifica dacă în interiorul aparatelor nu există obiecte sau impurități care ar putea scurtcircuita bornele. Se va verifica nivelul apei din pompa de răcire completându-1 dacă este cazul până la linia roșie de nivel. Se va verifica dacă repetitoarele sunt sincro-nizate, în caz contrar se sincronizează cu cheia din lada cu scule. Se verifică dacă înregistratorul de drum are diagramă și cerneală în penițe.

Pornirea instalației se face cu comutatorul respectiv, rolind cheia din poziția „O” în poziția „bordul Tb” sau „bordul Bd”.

Se va acorda atenție funcționării elementelor instalației în ordinea următoare:

imediat după pornire va începe să se rotească rotorul convertizorului;

după 5—7 s de la pornire se închid contactele releului automat de pornire și se va aprinde becul din interiorul acestuia;

după intrarea în funcțiune se observă dacă cele trei ampermetre indică curenții de pornire;

se verifică funcționarea repetitoarelor și a înregistratorului de drum;

se verifică funcționarea pompei;

se verifică funcționarea corectorului și a sistemului de transmitere a corecției de la distanță.

După 4 – 5 ore, elementul sensibil este orientat în meridian, permițând utilizarea compasului în bune condiții. La deconectarea instalației se vor verifica de asemenea toate aparatele componente. Aparatele prevăzute cu lacăte se vor închide.

Compasul mamă se verifică minuțios; se șterge cu o cârpă uscată atît capacul vasului suport cît și interiorul postamentului, înlăturându-se astfel urmele de lichid și de praf. Dacă habitaclul este scos, se pune la loc și se închide cu zăvoare. Convertizorul se curăță bine de praful de cărbune și de unsoare. Contactele și inelele înnegrite (flamate) se curăță bine cu șmirghel fin. Periile de cărbune uzate se înlocuiesc imediat, înaintea unei noi porniri.

Verificarea transmisiei indicațiilor compasului mamă la repetitoare

Corecta funcționare a repetitoarelor se verifică după roze, adică toate indicațiile vor trebui fie să crească, fie să scadă ca valoare.

Dacă unul din repetitoare se rotește în sens contrar rozei compasului mamă, se va deconecta aparatul respectiv prin scoaterea siguranțelor corespunzătoare din cutia de derivație pentru repetitoare și se vor verifica legăturile rotorice, în cazul compaselor KURS, legându-le corect după schema de conexiuni.

Verificarea funcționării înregistratorului de drum

Îna inte a punerii în funcțiune a instalației se vor sincroniza indicațiile penițelor cu compasul mama. Sincronizarea se face prin rotirea axului selsinului.

Când aparatul este pus în funcționare pentru sincronizarea cu compasul mamă, se va întrerupe circuitul de alimentare al rotorului selsinului prin apăsarea pe întrerupătorul aflat în partea inferioară a aparatului și apoi se va roti axul selsinului. La pornirea înregistratorului de drum se va verifica funcționarea motorașului de timp. Dacă acesta rămâne pe loc, va fi pornit rotind ușor pinionul aflat pe axul melcului (defecțiunea se poate datora grip ă rii mecanismului sau micșorării tensiunii de alimentare).

Verificarea circuitului trifazat

Înainte ca giromotoarele să ajungă la numărul de rotații stabilit, curenții indicați de cele trei ampermetre vor fi mari, apoi vor începe să scadă până la valoarea normală de funcționare. Diferențele dintre valorile curenților se datoresc încărcării nesimetrice a fazelor, trebuind totuși să fie cuprinși în limitele indicate în tabelul de mai jos.

Pornirea pompei de răcire

Înaintea pornirii pompei se va verifica etanșeitatea tuturor stuțurilor și a furtunurilor de racord. Pentru pornirea pompei se vor introduce în clemele respective siguranțele de 1 A. Se va verifica sensul de rotație al rotorului pompei.

Sensul va trebui să coincidă cu cel indicat de săgeata de culoare roșie de pe capacul pompei. Dacă pompa se rotește în sens contrar, se verifică legarea fazelor de alimentare, schimbându-se două faze între ele.

Reglarea răcirii

Când temperatura lichidului de susținere a ajuns la valoarea de 41° C indicată de termometrul fixat pe capacul vasului suport, se reglează termostatul de semnalizare montat de asemenea pe capac în așa fel, încât contactul său superior să fie închis.

În această situație sirena va suna, iar becul de semnalizare respectiv se va aprinde. Mărind debitul apei de răcire la furtunul de cauciuc, se va coborâ temperatura lichidului la 37° C.

Se va regla apoi termostatul de semnalizare astfel ca contactul său inferior să fie închis. Și în acest caz sirena va suna și se va aprinde becul. Se va fixa apoi furtunul de cauciuc astfel ca menținerea temperaturii lichidului să se facă automat.

În acest scop, furtunul de cauciuc trebuie reglat. Reglarea lui se face în felul următor:

se scoate arcul siguranță din crestăturile șuruburilor de reglare, aflate pe placa superioară ce apasă furtunul. Se deșurubează șurubul central de reglare ce apasă pe vârful tijei termostatului de lucru astfel ca prin furtun să treacă o cantitate mai mare de apă, lucru ce se verifică scoțând furtunul de pe tubulatura de răcire legată cu serpentina din vasul suport;

se desface apoi ușor șurubul de reglare din spate pînă cînd prin furtun nu va mai curge apă, adică resortul va presa cu toată forța sa pe furtun. Se leagă furtunul din nou la tubulatura de răcire.

Când temperatura lichidului ajunge la 39° C, se rotește ușor șurubul de reglare din spate astfel ca prin furtun să treacă puțină apă. Se verifică apoi la anumite intervale de timp temperatura lichidului. Dacă aceasta va fi mai mare sau mai mică decât cea normală, se va strânge sau slăbi cu 1/2 tură sau o tură șurubul de reglare din spate. După terminarea reglării, arcul siguranței se pune la loc în crestăturile șuruburilor. Dacă s-a dereglat funcționarea automată a răcirii trebuie să se repete operațiile de reglare expuse anterior. Temperatura trebuie să se mențină automat în limitele 39 ± 2° C.

Reglarea poziției sferei giroscoapelor pe verticală

Cînd temperatura lichidului a ajuns la 39° C, se verifică dacă ea este aceeași în întregul vas suport. Pentru aceasta se balansează vasul suport și se observă temperatura lichidului, care, dacă după 10 — 12 balansări va începe să scadă va arăta că straturile inferioare nu sunt la fel încălzite. După uniformizarea temperaturii lichidului, se verifică prin geamul de vizită de pe vasul suport poziția sferei giroscoapelor.

Dacă poziția sferei este normală, semnul trasat pe geamul de vizită de pe sfera de urmărire trebuie să coincidă cu linia ecuatorială a sferei. Toleranța admisă este cuprinsă între ± 2 mm.

Dacă linia ecuatorială a girosferei se găsește mai jos decît semnul roșu, rezultă că în lichid va trebui să se toarne glicerina până când sfera va ocupa poziția normală de funcționare.

Pentru coborârea sferei, în cazul că se găsește prea sus, se va turna în lichid apă distilată. Pentru determinarea cantității de glicerină sau de apă distilată necesară ridicării sau coborârii sferei în poziția normală de funcționare se dă tabelul de mai jos:

Semnul (+) din tabel arată că poziția sferei este mai sus decât cea normală, în care caz se adaugă apă distilată; semnul (-) arată că poziția sferei este mai jos decât cea normală, adăugându-se în acest caz glicerina.

În timpul turnării glicerinei sau a apei distilate se va amesteca în continuu lichidul din interiorul vasului suport.

În condițiile de la navă se poate folosi următoarea metodă: se scoate din vasul suport cu furtunul de cauciuc o cantitate de lichid egală cu cantitatea adaosului. Apoi, prin orificiul de pe capacul vasului suport, se toarnă cu cana gradată o cantitate de apă distilată sau de glicerina egală cu cantitatea scoasă.

Pentru a obține un lichid omogen, se scoate din vasul suport o cantitate de lichid într-o cană, după care se introduce furtunul de cauciuc în interiorul vasului suport, se ridică cana deasupra nivelului lichidului și astfel lichidul se va scurge în vasul suport.

În momentul în care lichidul din cană se va apropia de capătul furtunului se va lăsa imediat cana în jos, determinând din nou scurgerea lichidului din vasul suport în cană.

Repetând de mai multe ori această operațiune se va obține un amestec omogen al întregului lichid cu adaosul de glicerină sau de apă distilată.

Se vor verifica apoi indicațiile ampermetrelor din circuitul trifazat, ale căror valori trebuie să fie cuprinse între limitele admisibile, specificate în tabelul anterior.

Dacă valorile vor fi mai mici, se va pune în lichid acid salicilic sau borax, după caz, dizolvat în apă distilată la temperatura de 40° – 60° C. Pentru fiecare diferență în minus egală cu 0,1 A se va adăuga un gram de acid salicilic sau 2 grame de borax.

Trebuie amintit că reglarea girosferei pe verticală se execută după 4 – 5 ore de la pornire, adică după ce girosfera s-a orientat în meridian.

Verificarea sensibilității sistemului de urmărire

Sensibilitatea sistemului de urmărire se verifică astfel : prin decuplarea conexiunii 30 sau 31 sau prin scurtcircuitarea fazei 28 cu bornele 30 sau 31 de pe compasul mamă, se decalează sistemul de urmărire din poziția sa de echilibru cu un unghi de 120° – 130°, apoi se întrerupe scurtcircuitarea. După ce sistemul de urmărire parcurge 20° – 30° se pornește secundometrul. Din acest moment se măsoară timpul de parcurgere a unghiului de 90°. După parcurgerea unghiului de 90° se oprește secundometrul.

Măsurarea timpului de revenire sau al parcurgerii celor 90° se face și pentru decalarea inversă a sistemului de urmărire. Timpul de revenire trebuie să fie de cel mult 20 de secunde. Diferența de timp dintre ambele sensuri trebuie să fie mai mică de 4 secunde.

Dacă timpul de revenire iese din limitele arătate anterior sau dacă diferența timpilor de revenire pentru ambele sensuri este mai mare decît 4 secunde, se procedează la reglarea sensibilității sistemului de urmărire.

Orientarea rapidă a elementului sensibil în meridian

Aducerea elementului sensibil în meridian prin metoda orientării rapide la compasul giroscopic KURS-4 se execută în ordinea următoare:

se execută întreruperea legăturilor trifazice de alimentare a giroscoapelor (bornele 27, 28 și 29) de pe capacul vasului suport;

se determină drumul navei cu o precizie de aproximativ 1°;

privind prin fereastra de vizitare a vasului suport, manevrăm comutatorul de orientare aflat pe suportul compasului mamă și aducem sfera giroscoapelor în meridian cu o precizie de ± 3°;

se refac legaturile trifazice de alimentare a giroscoapelor (bornele 27, 28 si 29) de pe capacul vasului suport;

se menține roza compasului mamă în meridian, conectând pentru un timp foarte scurt comutatorul de orientare rapidă într-un sens sau în altul, după caz (se admite o înclinare maximă a sferei giroscoapelor de ± 10 mm).

Verificarea regulatoarelor de tensiune

În scopul verificării regulatoarelor de tensiune se variază tensiunea rețelei bordului între limitele arătate la descrierea instalațiilor compaselor giroscopice; cu ajutorul tahometrului se măsoară numărul de rotații al convertizorului. Dacă turația nu se înscrie în limitele turației nominale a convertizorului ± 1%, se procedează la reglajul regulatorului centrifugal respectiv sau al regulatorului magnetic de turație ROM-10, după caz.

Întreținerea compasului giroscopic în afara timpului de lucru

O dată pe lună și, de asemenea, după o perioadă îndelungată de funcționare trebuie să se verifice atent întreaga instalație a compasului giroscopic. Tot atunci se măsoară și rezistența izolației cu ajutorul inductorului. Rezistența de izolație, când toate aparatele sunt reci, iar rețeaua bordului și conductoarele de pe capacul vasului suport sunt deconectate, trebuie să fie mai mare de 1 MΩ.

se verifică periile convertizorului; dacă ele s-au tocit se înlocuiesc ca altele noi, care se șlefuiesc după forma colectorului;

se curăță colectoarele convertizorului și ale selsinelor;

se suflă praful din interiorul convertizorului cu aer comprimat

se curăță contactele releului de semnalizare cu o cârpă muiată în spirt;

se gresează rulmenții motorului pompei de răcire și se adaugă sau se schimbă apa din pompă;

se înlocuiesc becurile de iluminare și siguranțele defecte.

Dacă compasul giroscopic nu lucrează un timp mai îndelungat, pentru verificare se pornește o dată pe lună, în fiecare zi se examinează, numai la exterior, părțile sale componente.

Toate repetitoarele care nu sunt în încăperi închise și, de asemenea, compasul mamă se acoperă cu capoate.

Dacă în compartimentul compasului mamă se așteaptă o scădere a temperaturii sub – 6° C, se scoate lichidul din vasul suport. De asemenea se scoate lichidul de răcire din pompă.

Corecția compaselor giroscopice

Compasul mamă și toate repetitoarele trebuie așezate în axul longitudinal al navei, adică linia de credință a acestora trebuie să fie paralelă cu axul longitudinal. Pentru aceasta linia de credință 0°—180° a cercului azimutal al repetitorului central aflat pe puntea superioară se fixează în planul diametral al navei după bastonul din prova sau din pupa navei. În acest scop pe repetitor se așază alidada optică PGK-2 astfel ca indexul acesteia să coincidă perfect cu diviziunea 0° sau 180° a cercului azimutal (diviziunea 0° a cercului azimutal este spre pupa navei). După aceasta se slăbesc șuruburile coloanei postamentului astfel ca partea superioară a acesteia împreună cu repetitorul să se poată roti liber.

Prin rotirea părții superioare a postamentului se suprapune perfect firul reticular vertical al vizorului alidadei cu bastonul din prova sau din pupa navei, observându-se ca bula de nivel a alidadei să fie în plan orizontal. Apoi se strâng uniform șuruburile care fi-xează partea superioară a postamentului repetitorului de partea inferioară a postamentului. După aceea se verifică, dacă prin fixare firul reticular al alidadei s-a îndepărtat de bastonul din prova sau din pupa navei.

Repetitoarele de relevment în ambele borduri ale punții de comandă se fixează în axul navei după repetitorul central.

Fixarea corectă a repetitoarelor de relevment după repetitorul central se poate realiza după aștri (soare, lună, stele) sau după un obiect îndepărtat la cel puțin 1,5 mile de navă.

Pentru aceasta la repetitorul central se relevează astrul ales, citindu-se unghiul pe cercul azimutal.

Prin rotirea părții superioare a postamentului respectiv trebuie să se obțină, la repetitoarele din borduri, același unghi de relevare ca și la repetitorul central.

După aceea, partea superioară a postamentului se fixează și pentru verificare se iau două, trei relevmente de control.

Fixarea liniei de credință 0° – 180° a repetitoarelor în axul longitudinal al navei trebuie realizată cu o precizie de – 0°,25.

Se verifică apoi dacă toate repetitoarele sînt sincronizate după indicațiile rozelor compasului mamă; dacă nu, se sincronizează repetitoarele. Cunoscându-se relevmentul giro, citit prin vizorul alidadei pe rozele repetitorului, al unui aliniament (linia care unește două obiecte fixe pe mal), se trece cu nava prin dreptul aliniamentului. Cu ajutorul alidadei, atunci când firul ei reticular și cele două obiecte fixe de pe mal se suprapun, se citește relevmentul pe rozele repetitorului. Dacă relevmentul citit corespunde cu cel cunoscut, atunci corecția compasului este zero. În caz contrar, diferența dintre relevmentul cunoscut și relevmentul luat cu alidada constituie eroarea constantă a compasului giroscopic.

Ea este pozitivă atunci când diferența este pozitivă și negativă când diferența este negativă. De eroarea constantă a compasului giroscopic se ține cont în navigație.

În căzul în care eroarea constantă este mai mare de ± 0°,5 se slăbesc șuruburile de fixare ale părții mijlocii a postamentului compasului mamă și cu o cheie se rotește pinionul din interiorul postamentului. Pinionul fiind angrenat cu sectorul dințat, se rotește postamentul compasului mamă. Apoi se iau relevmente giro de control și, dacă eroarea constantă se înscrie în limitele ± 0°,5, se strâng șuruburile de fixare; operația de corecție a compasului giroscopic se consideră terminată.

La unele nave, repetitorul central lipsește și atunci fixarea în axul longitudinal a repetitoarelor din borduri se face astfel:

se măsoară distanța dintre repetitoarele din borduri cu o saulă. La cel puțin

15 m de aceste repetitoare, înspre pupa sau prova navei, se măsoară de la axul longitudinal al navei înspre un bord sau altul o distanță egală cu jumătatea distanței dintre repetitoarele amintite. La această distanță de axul longitudinal se ridică perpendicular pe puntea navei un reper (o cange de exemplu);

se fixează alidada cu indexul pe gradația 0° sau 180° a cercului azimutal al repetitorului. În continuare, prin suprapunerea firului reticular al alidadei cu reperul fixat, operațiunile se succed ca în cazul orientării în ax a repetitorului central.

3.2. ANSCHUTZ STANDARD 6

3.2.1. Întreținerea

Întreținerea este limitată la verificările și operațiile care se pot dovedi necesare:

Deschiderea și închiderea compasului:

închiderea sistemului de urmărire;

slăbirea șurubului de blocare folosind cheie de piulițe 148-168 din trusă;

se pliază placa de acoperire pînă când se blocheză în prima poziție;

se apasă butonul de comandă montat în interior pe peretele din dreapta carcasei și se permite sistemului de urmărire să se rotească pînă când inelul articulației cardanice al sferei exterioare este în poziția orizontală;

se pliază placa de acoperire pînă când se blochează în poziția verticală, sfera exterioară se mișcă liberă ca un pendul;

se pliază în jos placa de acoperire;

se strînge șurubul de blocare pentru a fixa placa de acoperire la loc;

se cupleaza sistemul de urmărire.

3.2.2. Umplerea cu apă distilată

Nivelul lichidului purtător va coborâ sub valoare normală când compasul se răcește. Deci nivelul trebuie corectat, se umple cu apă distilată numai când compasul este încălzit. Apa distilată și o siringă se găsesc în trusă.

Se procedeaza astfel :

se deschide compasul conform paragrafului 1;

se scoate dopul de aerisire din capacul de plexiglas;

se evacuează apa distilată în orificiul de umplere cu o siringă până când nivelul este la inelul roșu exterior;

se montează dopul de aerisire;

se închide compasul conform instrucțiunilor de la paragraful anterior.

3.2.3. Semnalizarea temperaturii excesive. Procedeu

În gama temperaturilor permise ale mediului (-20ș – +50ș C) temperatura de funcționare a compasului este menținută de butonul de reglare a temperaturii între 52ș și 60ș C.

Semnalul buzzerului indică că ceva este defect la reglarea temperaturii.

Se închide mai întâi sistemul de urmărire și se deschide compasul conform paragrafului 1. În cazurile cînd temperatura crește este o defecțiune la butonul de reglare a temperaturii sau o alimentare inadecvată a aerului de răcire; temperatura va fi adusă la normal în scurt timp iar semnalul de avertizare se oprește.

În același timp, cauzele creșterii temperaturii trebuie descoperite și înlăturate.

Cauzele posibile pot fi:

acumularea de căldură datorită obiectelor de care alimentarea cu aer proaspăt sau disiparea căldurii se disipează;

temperatura mediului este prea înaltă ( peste 50ș C) la care compasul este expus la montarea în locuri închise;

defectarea ventilatorului;

defectarea reglării căldurii ce rezultă din faptul că încălzirea nu este închisă.

3.2.4. Influențele defecțiunii rețelei electrice a navei asupra compasului.

Defectarea alimentării de la rețeaua de pe navă va deenergiza giroscoapele. Giroscoapele își vor pierde curând forța conducătoare (de restabilire) (dupa 1-2 minute) și apoi, compasul va începe să-și îndeplinească funcțiile de indicare a direcției. După restabilirea alimentării, sistemul de indicare a nordului trebuie reglat din nou la meridian și toate cele indicate la paragraful 1 se vor repeta.

3.2.5. Verificarea anuală

Pentru obținerea performanței eficiente a echipamentului compasului este necesar să facă o verificare funcțională pe an.

3.2.6 INSTRUCȚIUNI DE EXPLOATARE:

PORNIREA

Compasul se pornește punând comutatorul de pe convertorul static la pozitia “I”. În condiții normale compasul se va orienta pe meridian în 3 – 4 ore. În condiții nefavorabile timpul de reglare poate fi până la 5 ore.

COMUTAREA SISTEMULUI DE URMĂRIRE

Se face cu ajutorul comutatorului respectiv așezat pe placa de acoperire a compasului. (Acest comutator se folosește și pentru oprirea compasului ). O perioadă de cel puțin 1 oră trebuie să existe în pornirea compasului și comutarea sistemului de urmărire, astfel procedeul de reglare poate fi tulburat iar timpul de reglare prelungit.

NOTA IMPORTANTĂ:

Cu sistemul de urmărire decuplat, nu se produce nici o rotire de urmărire a rozei compasului prin schimbarea drumului. Deci, cu nava în marș și în special când se guvernează cu pilot automat, sistemul de urmărire nu trebuie oprit fără motiv.

REGLAREA LUMINOZITĂȚII ROZEI:

Butonul de reglare din dreapta (13) de pe placa de acoperire a compasului reglează luminozitatea pentru a corespunde cu condițiile de lumină ale mediului ambiant.

VERIFICAREA

LUNAR:

Se verifică nivelul lichidului de susținere;

Se verifică temperatura de funcționare pentru nivelul corect;

Este important să se facă aceste verificari în port. La sfărșit compasul trebuie sa fie deschis cum se explică în reparații curente. Aceasta se face în timp ce funcționează cu sistemul de urmărire decuplat. Pentru că sistemul ce indică nordul să nu fie deranjat de influențe exterioare, compasul va rămâne deschis numai o anumită perioadă de timp.

Capacul de verificare din pexiglas are un arc conic central care este scufundat în lichidul de susținere. Se verifică nivelul lichidului. Două semne roșii marchează limitele nivelului la temperatura de funcționare. Cel interior indică nivelul maxim permis, cel interior nivelul minim al lichidului de susținere. Din cauza evaporării, se mai adaugă lichid din când în când. La sfârșit apa distilată se toarnă în orificiul de umplere al capacului din plexiglas până când nivelul este la inelul exterior.

Termometrul de forma unui inel este aranjat sub capacul din plexiglas. Semnul verde se referă la temperatura de funcționare (52ș C), semnul roșu la temperatura permanentă maximă permisă (60ș C).

DECUPLAREA ECHIPAMENTULUI COMPASULUI

Se face:

punând comutatorul de urmărire la “0”;

punând comutatorul de pe inversorul static la “0”.

Când nava este în port numai pentru o scurtă perioadă de timp, este bine să nu se oprească compasul.

SINCRONIZAREA REPETITOARELOR

Înainte de prima funcționare sau de pornire a sistemului de urmărire la compasul principal se verifică ca toate compasele cu repetitor să se acorde cu compasul principal.

Accesul la dispozitivul de reglare se obține de pe lateral. Se montează cheia pătrată tubulară. Se face reglarea necesară apăsând-o și rotind-o. Dacă compasul cu repetitor necesită reglarea în timpul utilizării, se oprește sistemul de urmărire al compasului principal. Sunt create acum cele mai bune condiții pentru verificarea sincronismului repetitoarelor cu compasul principal

STABILIREA RELEVMENTULUI

Când se folosește pentru obținerea relevmentului compas cu repetitor trebuie să fie în linie cu linia longitudinală a navei. Rama este gradată de la 0ș la 360ș. Această scală de referință se folosește pentru luarea relevmentelor relative. Un buton aflat în mijlocul discului de sticlă se folosește pentru centrarea reglajului.

ILUMINARE

Intensitatea luminii emise ale lămpii se poate modifica cu ajutorul unui potențiometru (atenuator) aflat în interior.

DESCRIEREA AUTOPILOȚILOR ANSCHUTZ ȘI SPERRY.

IDENTIFICAREA ELEMENTELOR PE BLOCURI.

Piloții automați sunt echipamente de navigație cu ajutorul cărora se automatizează instalația de guvernare a navei.

Pilotul automat împreună cu instalația de guvernare constituie instalația automată de guvernare a navei care formează un sistem automat.

Instalația automată de guvernare poate funcționa ca sistem automat cu circuit închis sau deschis, funcție de regimul de funcționare al pilotului.

În regimurile “AUTOMAT” („GYRO”) și “URMĂRIRE” („HAND”), instalația automată de guvernare este un sistem automat cu circuit închis, dispune de reacție inversă și mărimea de ieșire este aplicată la intrarea unui comparator diferențial la care se aplică și mărimea de intrare.

La ieșirea comparatorului diferențial se obține mărimea numită eroare cu ajutorul căreia se controlează în permanență mărimea de ieșire.

Mărimea de intrare la instalația automată de guvernare este abaterea navei de la drumul impus (a), iar mărimea de ieșire este unghiul de cârmă (b).

În regim “AUTOMAT” mărimea de intrare este introdusă de girocompas prin intermediul unui repetitor giro (SRG), care rotește traductorul de intrare (TI) cu un unghi proporțional cu abaterea navei de la drum (Figuraura1), obținându-se la ieșirea acestuia o tensiune (Ui) de amplitudine proporțională cu abaterea navei de la drum și de fază corespunzătoare sensului abaterii.

Tensiunea de intrare se aplică la comparatorul diferențial (CD) la intrarea căruia se aplică și tensiunea de reacție inversă (Ur) dată de traductorul de reacție (TR) proporțională cu unghiul cârmă și de fază corespunzătoare bordului în care s-a pus cârma.

La ieșirea comparatorului diferențial se obține tensiunea de eroare (Ue), care după amplificare alimentează elementul de execuție (EE) ce va roti instalația cârmei (IC) cu unghiul (b) în bordul opus abaterii navei de la drum.

Unghiul de cârmă se transmite și la traductorul de reacție.

Când unghiul de cârmă devine egal sau proporțional cu abaterea navei de la drum, tensiunea de reacție devine egală cu tensiunea de intrare, tensiunea de eroare devine zero și cârma se oprește.

Figura 4.1.

Schema bloc a pilotului automat PID

La primii piloți automați s-a utilizat comanda după o lege proporțională a unghiului de cârmă cu abaterea navei b = f (a), dar nu a fost suficientă, deoarece nu era satisfăcută cerința privitoare la stabilitatea sistemului la o anumită suprareglare.

În prezent s-a introdus în legea de comandă un parametru proporțional cu viteza abaterii de la drum ceea ce mărește stabilitatea sistemului în ansamblu și a preciziei de menținere a drumului navei.

Al treilea parametru introdus în legea de comandă și anume permite să se păstreze drumul navei în condiții în care există perturbații constante (efectul elicei, deriva de vânt etc.).

În formă generală legea de comandă este dată de expresia:

Piloții automați care funcționează pe baza expresiei anterioare se numesc piloți P.I.D.

(Proporționali, Derivativi, Integrativi).

Figura 2

Schema constă din repetitorul giro (RG), traductorul proporțional (TP), elementul de derivare (ED), elementul de adaptare (EA), elementul de integrare (EI), elementul de sumare (S), comparatorul diferențial (CD), amplificatorul (A), mecanismul de execuție (ME), instalația cârmei (IC), traductorul de reacție (TR), girocompasul (G) și nava (N). Cu linie dublă întreruptă s-a reprezentat acțiunea cârmei asupra navei.

La abaterea navei de la drumul impus, la intrarea comparatorului diferențial (CD) se aplică tensiuni proporționale cu valorile celor trei parametri.

În același timp la comparatorul diferențial (CD) se aplică tensiunea de reacție inversă, proporțională cu unghiul de bandare al cârmei Ur = Krb, tensiune care se găsește mereu în antifază cu tensiunea principalului semnal de comandă.

La navele moderne se folosesc piloți automați autoadaptivi care a dus la îmbunătățirea indicatorilor de calitate a funcționării sistemului, în care caracterul schimbării parametrilor de funcționare și a programului de funcționare sau caracterul structurii sistemului compensează lipsa informațiilor. În timpul funcționării acestor tipuri de piloți se efectuează o analiză permanentă a semnalelor și caracteristicilor navei și după aceasta, o readaptare a pilotului automat la condițiile concrete din momentul respectiv.

AUTOPILOTUL ANSCHUTZ

Pilotul automat Anschutz 102-837 este realizat pe module cu posibilitatea interconectării între ele obținându-se mai multe variante. Este un pilot automat P.I.D. (Proporțional, Integrativ, Derivativ), poate fi cuplat cu orice tip de girocompas cu transmisie sincronă în curentul alternativ sau cu transmisie sincronă în curent continuu prin intermediul unui adaptor, deasemenea poate fi cuplat cu un compas magnetic prevăzut cu sistem de urmărire și transmisie sincronă.

Pilotul trebuie să conțină un număr de module obligatoriu pentru a obține varianta standard și unele module opționale care îmbunătățesc performanțele instalației.

Variantele standard în funcție de cuplarea cu girocompasul sau cu compasul magnetic sunt interconectate următoarele module (blocuri).

Pentru cuplarea cu girocompasul:

blocul indicator de tipul 102 – 834 NG;

blocul de control de tipul 102 – 837 NG;

blocul de calcul de tipul 107-12.10;

blocul declanșatorului de tipul 107-12.09(04);

blocul de alimentare de tipul 102 – 837.13;

blocul de alarmă de tipul 102-837.02(03);

reacția inversă de tipul 101 – 508.

La acestea se poate adăuga opțional modulul amplificator pentru controlul continuu al cârmei – 131 – 033 și modulul pentru limitarea unghiului de cârmă NB 14-234.

Pentru cuplarea cu compasul magnetic prevăzut cu sistem de urmărire și transmisie sincronă:

– blocul indicator de tipul 102 – 834 NG;

blocul de control de tipul 102 – 837 NG;

blocul de calcul de tipul 107 – 12.10;

blocul declanșatorului de tipul 107 – 12.09;

blocul de alimentare de tipul 102 – 837.22;

transformator alimentare de tipul NB 10 – 436(437);

blocul de alarmă de tipul 102 – 837.02(03);

blocul reacției inverse de tipul 101 – 508.

Tensiunea de alimentare 50V(60V)/50Hz(60Hz).

Temperatura de funcționare 0ș – 60șC.

Tipul de protecție IP 22.

Figura 3

Schema conține blocurile esențiale pentru o variantă standard de pilot automat pentru regimul „AUTOMAT” al pilotului.

Blocul de intrare conține etajul de redresare și stabilizare ale tensiunilor de alimentare ale calculatorului pilotului, etajele demodulator și redresor ale semnalului eroare de drum, etajele divizor și redresor ale semnalului reacției inverse.

Blocul calculator conține etajele de prelucrare a semnalului eroare de drum pentru generarea componentelor proporțională, derivativă și integrativă, de asemeni elementele de reglaj intern și extern, la ieșirea calculatorului se obține semnalul de eroare de drum însumat.

Blocul de alarmă conține etajele de comparare a semnalului eroare de drum cu un semnal de referință fixat cu ajutorul potențiometrului de calibrare a alarmei, pentru a semnaliza ieșirea navei de la drumul stabilit și de elaborare a semnalelor auxiliare pentru comanda dispozitivului integrativ din blocul de calcul.

Blocul comparatorului conține mai multe etaje de comparare și circuite poartă care au rolul de a elabora semnalul de control pentru comanda cârmei.

Blocul indicator 102 – 834 NG

Are rolul de a indica drumul navei cu ajutorul rozelor precisă și aproximativă acționate de selsinul receptor giro și drumul selectat cu ajutorul indicatorului selector de drum, care poate fi rotit cu ajutorul butonului de selectare a drumului. Selsinul receptor giro este cuplat mecanic cu traductorul abaterii navei de la drum – transformator rotativ liniar, care generază o tensiune alternativă, cu amplitudinea proporțională cu abaterea navei de la drum și de fază corespunzătoare sensului abaterii navei de la drum (erorii de drum).

Dacă blocul indicator nu lucrează cu blocul de control, pe panoul frontal al blocului indicator sunt prevăzute butoanele potențiometrelor și comutatoarelor necesare reglării pilotului în regim “AUTOMAT”, și de asemenea conține releele de comandă și dispozitivele antiparazite radio. Dacă blocul indicator lucrează cu blocul de control, nu mai conține pe panoul frontal butoanele de reglaj, acestea fiind dispuse pe panoul frontal al blocului de control.

Figura 4

Blocul de control – 102 – 837 NG

Conține elementele de reglaj ale pilotului automat. Pe panoul frontal sunt dispuse următoarele potențiometre:

Figura 4 a

1 – becuri iluminare;

– potențiometru “cârmă”;

– potențiometru “contra cârmă”;

– potențiometru “ambardee”(“sensibilitate”);

– potențiometru “limită cârmă”;

– potențiometru “alarmă eroare drum”;

– buton “resetare alarmă”;

– potențiometru “reglare iluminare”.

În interiorul aparatului sunt montate transformatorul M1 de alimentare și M2 care asigură tensiunile pentru demodulator.

Când pilotul automat este în regimul “URMĂRIRE” transformatorul M2 este deconectat de la rețea.

Pe partea din spate a blocului de control se găsește selectorul de tensiune pentru schimbarea conexiunilor primarelor transformatoarelor M1 și M2 conform tensiunii bordului. Sub transformatoare, în interiorul suportului blocului de comandă, sunt dispuse patru reglete cu butoane în care sunt dispuse cele patru plăci cu circuite imprimate ale blocului de alarmă, blocului de calcul, blocului declanșatorului și ale sursei de alimentare.

Blocul de alarmă “B” 102 – 837.03

Are rolul de a genera semnale de alarmă acustice și luminoase când eroarea de drum depășește valoarea aleasă din butonul exterior “calibrare alarmă” sau când apar defecțiuni care modifică valorile tensiunilor de alimentare.

Blocul de alarmă mai produce două semnale auxiliare care au rolul de a anula componenta integrativă când comutatorul regimului de funcționare este în poziția “URMĂRIRE” sau când este în poziția “AUTOMAT”, dar eroarea de drum depășește ±10ș sau ±20ș funcție de poziția întrerupătorului “mărimea L” este la 2 sau relativ l.

Schema funcțională a blocului de alarmă este următoarea:

Figura 5

Schema semnalizează și la apariția unor defecțiuni în pilot, care duc la lipsa diferitelor tensiuni:

Lipsa tensiunii principale de alimentare

Dispariția tensiunii de + 15 V stabilizată

Dispariția tensiunii de + 5 V stabilizată

Dispariția tensiunii releelor

Dispariția tensiunii lămpii

Dispariția tensinii de – 15 V

Blocul de alarmă “S” 102-837.02

Blocul de alarmă generează semnale de alarmă sonore și luminoase, când eroarea de drum depășește valoarea de prag aleasă din butonul exterior “reglare alarmă”, deasemeni la dispariția tensiunilor de alimentare și în plus furnizează două semnale auxiliare pentru anularea componentei integrative din blocul de calcul, când comutatorul mod de lucru este în poziția “automat” și eroarea de drum depășește ±10ș sau ±20ș funcție de poziția comutatorului “mărimea L” dacă este pe poziția 2 sau 1, deasemeni când butonul “mod de lucru” este în poziția “URMĂRIRE”.

Schema funcțională este prezentată în Figuraura umătoare:

Figura 6

Semnalul de alarmă sonor poate fi resetat cu ajutorul butonului “reset alarm”. Întrerupătorul “mărimea L” se pune în poziția 2 pentru nave cu deplasament mai mic de 60.000 tdw și în poziția 1 pentru nave mai mari de 60.000 tdw.

Blocul de alimentare „K” 102-837-13

Are rolul de a furniza pilotului automat toate tensiunile continue necesare, să demoduleze și să niveleze semnalul eroare de drum și semnalul de reacție inversă pentru a fi prelucrate de blocul de calcul PID al pilotului:

a. Generarea tensiunii de – 15 V stabilizată.

b. Generarea tensiunii + 15 V stabilizat.

Generarea tensiunii de +15 V stabilizată.

Generarea tensiunii de comutare + 50 V

e. Generarea tensiunii releelor + 25 V.

Generarea tensiunii + 5 V, alimentare becuri.

Demodularea semnalului “eroare de drum”

Demodularea semnalului “reacție inversă”

Blocul de calcul 107 – 12.10

Blocul de calcul primește semnalele “eroare de drum” – demodulat și “reacție inversă” – filtrat și generează “semnalul de control” – însumat pentru al transmite la blocul declanșatorului.

Figura 7

Blocul declanșatorului (comparatorului) 107 – 12.09

Blocul declanșatorului compară semnalul de control însumat dat de blocul de calcul cu semnalul de reacție și generează semnalele de polaritate corespunzătoare pentru comanda releelor de sens și a ansamblelor de comutare cu tiristoare ce acționează asupra instalației de guvernare.

De asemeni compară semnalul de reacție redresat-negativ cu semnalul dat de potențiometrul “limitarea cârmei” și generează semnal pentru limitarea unghiului de cârmă.

Schema funcțională este prezentată în Figuraura următoare:

Figura 8

Blocul amplificatorului opțional 102-837.04

Amplificatorul opțional 102-837.04 se folosește la unele variante de piloți Anschutz la care nu se folosește blocul comparatorului 102 – 837.09. De asemenea se folosește împreună cu amplificatorul pentru control continuu al unghiului de cârmă 131-033. Schema funcțională a amplificatorului este prezentată în Figuraura9.

Blocul amplificatorului primește semnalul de control însumat de la blocul de calcul și generează o tensiune de comandă proporțională cu unghiul dorit de cârmă pe care o transmite la blocul amplificatorului pentru controlul continuu al unghiului de cârmă. Tensiunea generată poate fi limitată cu ajutorul potențiometrului “limitare cârmă” sau de un dispozitiv opțional pentru limitarea unghiului de cârmă de tip NB 14-234.

Figura 9

Blocul amplificatorului pentru controlul continuu al unghiului de cârmă cu reglaj de reacție pentru debitul de ulei. Regimul urmărire.

Dispozitivul este un servoamplificator ce se folosește la mecanismele de guvernare hidraulice.

Au rolul de a regla un distribuitor cu sertar astfel încât cârma este deviată corespunzător unei tensiuni electrice care este proporțională cu deviația dorită a cârmei primită de la amplificatorul 102 – 837.04 în cazul regimului “AUTOMAT” sau de la un potențiometru acționat cu timona în cazul regimului “URMĂRIRE”. Schema bloc funcțională este prezentată în Figuraura 10.

Pe lângă această tensiune amplificatorul primește o a doua tensiune transmisă de la potențiometrul de reacție inversă al cârmei, tensiune proporțională cu unghiul adevărat al cârmei.

Amplificatorul primește o a treia tensiune transmisă de potensiometrul de reacție inversă al pompei de ulei, proporțională cu debitul de ulei.

Amplificatorul reglează debitul de ulei pentru a fi proporțional cu diferența dintre unghiul de cârmă comandat (dorit) și unghiul real de cârmă. Un dispozitiv de reglare permite reglarea raportului între anumite limite, putând obține un răspuns rapid al cârmei la modificările unghiului de cârmă dorit (comandat).

Amplificatorul pentru controlul continuu al unghiului de cârmă este o parte a unei bucle de control duble.

Circulația semnalului este indicată în Figuraura10.

Valoarea dorită a unghiului de cârmă obținută la potențiometrul timonei sau dată de calculatorul pilotului, se compară cu valoarea adevărată a unghiului de cârmă dată de potențiometrul de reacție al cârmei, diferența va acționa distribuitorul cu ulei astfel încât debitul de ulei să fie proporțional cu aceasta.

Figura 10

Bucla de reglare auxiliară care conține supapele, potențiometrul de reacție al pompei, și a treia intrare a amplificatorului servesc la reglarea precisă a debitului de ulei.

Bucla principală este cea care comandă unghiul de cârmă.

Dacă mecanismul de guvernare cuprinde mai multe pompe care asigură simultan ulei, fiecare pompă va fi prevăzută cu cele două bucle de control, fiecare buclă având câte un potențiometru propriu de reacție al cârmei și de reacție al pompei. Debitul total de ulei rezultă din suma debitelor date de fiecare pompă, iar puterea mecanismului de guvernare este multiplicată corespunzător.

Amplificatorul pentru controlul continuu al unghiului de cârmă este format din următoarele etaje:

etajul redresor și stabilizator 131 – 033.11

etajul de intrare 131 – 033.12

etajul amplificatorului de putere 131 – 033.10

etajul de semnalizare 131 – 033.13

transformatoarele de alimentare M1, M2 și releului D1.

Amplificatorul pentru controlul continuu al unghiului de cârmă 139-72.53

Unele variante de piloți folosesc pentru controlul continuu al unghiului de cârmă în locul amplificatorului 131 – 033 un amplificator de tipul 139 – 7253.

La intrarea amplificatorului se aplică o tensiune proporțională cu unghiul de cârmă dorit (comandat) în cazul regimului “URMĂRIRE”, dată de potențiometrul acționat de timonă, sau semnalul de eroare de drum însumat dat de blocul de calcul în cazul regimului “AUTOMAT” al pilotului și semnalul de reacție inversă proporțional cu unghiul de cârmă real, dat de potențiometrul de reacție inversă acționat de cârmă.

AUTOPILOTUL SPERRY

Controlul cârmei cu giropilotul universal Sperry a fost proiectat pentru a asigura varianta optimă a drumului și reglementările de direcție potrivit cu activitatea minimă a cârmei.

Un șir complet de funcții anticipate de control a fost integrat pentru obținerea performanței optime pe orice vas.

Stabilitatea direcției vasului este asigurată de constantele vitezei și de caracteristicile instabile de direcție ale navei. Filtrarea semnalelor de control este asigurată pentru a reduce comenzile care produc activitate excesivă a cârmei.

O caracteristică cum ar fi Controlul Câștigat Automat este încorporat pentru a regla acțiunea de control, în concordanță cu comportamentul navei față de o abatere bruscă.

Cum abaterea bruscă a navei se produce în afara brațării instalate, avantajul sistemului este automatizarea crescută pentru a întoarce nava la direcția aleasă. Odată aflat înăuntrul brațării instalate, câștigul este automat ajustat la un nivel mai scazut.

Cum deviațiile sunt reduse, câștigul sistemului este automat redus. Un integrator stabil (instalația de guvernare pentru vreme) este asigurat pentru a produce continuu un semnal de cârma corect pentru perturbațiile lungi cum ar fi vântul sau curentul. Această caracteristică asigură ca direcția aleasă să fie menținută.

DESCRIEREA TEHNICĂ

Controlul cu giropilotul universal Sperry urmărește producerea unui modul pentru flexibilitate în instalare. Aceste noțiuni pot fi sprijinite de o consolă sau integrate în corpul giropilotului.

Controlul poate fi conFiguraurat pentru un singur canal, duplex, sau pentru canalul dual de aplicații.

PANOUL GIROPILOTULUI

Conține Selectorul de Direcție/Modulul substituit – inima sistemului automat de control al cârmei. El produce o transmisie repetată de 360 de grade, 1 grad crescând referitor la o linie de credinta fixată. Un punct în mișcare, fricțiune cuplată la transmisia repetată, poate fi poziționat la 345 grade în orice direcție aleasă pentru direcția dorită. Cum nava răspunde la ordinul de direcție, transmisia și acul indicator de direcție se intorc împreună la poziția de menținere (linia de credință) și noua direcție este menținută automat.

Figura 11

Un control este asigurat pentru a sincroniza stația de transmisie cu compasul magnetic, când compasul este alimentat. Becurile panoului luminează transmisia repetată și toate indicatoarele.

Un control fără conexiune inversă rigidă asigură controlul de urgență, dependent de timp, al cârmei.

Operarea controlului se suprapune modelelor manuale și automate a operației folosind energie direct de la sistemul de guvernare. Ajustarea parametrilor la sistemul automat include ajustare electrică în limitele cârmei, controalele multiple de cârma și operare, controlul vremii si întrerupătorul integrator.

BUTOANE ȘI COMUTATOARE

Potențiometrele. Un potențiometru variază intensitatea iluminării roșie a panoului; al doilea potențiometru variază intensitatea repetitorului de drum digital opțional.

Sincronizarea repetitorului. Ajustarea (așezat sub capac) pentru a sincroniza repetitorul cu girocompasul navei.

Locația modului opțional. Poate fi folosit pentru opțiuni ca, controlerul de neurmărire alternativ, controlerul de urmărire a cârmei manual electric, alarme sau schimbarea adițională.

Indicatotul de schimbare a cursului (opțional). Contorul arată viteza de girație a navei (0-1.0 grade pe sec în 0.1 gradații de grad pe secundă) pentru manevrare. Necesită modalitatea de interacțiune în schimbarea de drum care poate conduce un indicator adițional.

Modulul de schimbare selectivă a sistemului. Asigură pentru selectarea sistemului de guvernare la babord sau la tribord. Explicațiile iluminate includ indicații standard.

Indicatorul de comandă al cârmei. Folosit pentru verificarea orientării manual-electrică pentru indicarea comenzii cârmei. Indicatorul poate fi de 0-34 sau 45 grade stânga sau dreapta.

Sistemul de val. Controlul sistemului și al panoului iluminat în caz de vreme rea, indicând timpul.

Sistemul de guvernare. Pentru a se guverna între limitele cele mai dure.

Repetitorul direcției digitale (opțional). Drumul și direcția navei la oscilații cu durata de 10 minute la stânga și la dreapta dispunerii via numeric. Necesită separarea repetitorului compasului stației principale care este, de asemenea, capabilă de a direcționa dispuneri numerice adiționale.

Ceasul de veghe al pilotului (opțional). Prezintă o alarmă auditivă și vizuală (lumină sclipitoare) când deviațiile de la drum depașesc limitele reglate (între 2 și 10 grade). Deviațiile de direcție în limita timpului alocat la instalarea între 0 și 30 sec; modulele electronice se montează în calculatorul giropilotului.

Butonul de schimbare a drumului. Poziții ca indicatorul de direcție. Permite o schimbare a drumului de 345 grade în orice direcție la babord sau tribord cu o singură reglare.

Repetitorul/indicatorul de direcție. Cadranul repetitorului de 360 grade este redus până la o creștere de un grad. Permite selectarea direcției până la 345 grade în orice direcție cu o singură reglare și orientarea directă convențională cu indicatorul de direcție urmărind cadranul repetitorului.

Controlerul de neurmărire. Controlul cârmei de urgență permite aplicarea directă a cârmei la stânga sau la dreapta, evitarea tuturor protecțiilor. Include acțiunea de anulare.

Controalele de performanță. Controlul limitat al cârmei (5 grade minim pentru ajustarea cârmei la regimul giro). Controlul multiplu al cârmei (raportul ajustabil al cârmei între 1:1 si 3:1). Controlul multiplu al cursului (2:1 reglări interne complexe). Pentru reglarea stării vremii (compensarea agitației mării, ajustabil pana la ± 5 grade abatere). Întrerupatorul ansamblului (reface semnalul de control al stării vremii).

Modulul selector. Selectează regimul de guvernare giro, manuală sau de neurmărire. Indicațiile sunt iluminate.

Indicatorul de unghi al cârmei (opțional). Indică unghiul prezent al cârmei la stânga sau la dreapta din poziția de mijloc a navei.

Figura 12

Figura 13

Figura 14

EXPLOATAREA AUTOPILOȚILOR ANSCHUTZ ȘI SPERRY. OPERAȚII ÎN VEDEREA PUNERII ÎN FUNCȚIUNE. VERIFICĂRI ȘI REGLAJE SPECIFICE

Exploatarea pilotului

Descriere:

pupitru de comandă poate fi depus într-un corp separat sau încorporat în comanda navei;

repetitorul giro;

comutatorul manual/automat;

butonul schimbărilor de drum (în mijlocul ferestrei cu roze);

butonul iluminare scala;

butoane reglaj: cârma, contra cârma, sensibilitate (ambardee);

becuri de semnalizare.

Reguli de exploatare:

Înainte de alimentarea pilotului:

înainte de punerea în funcțiune se verifică blocurile pilotului automat;

se pune în funcțiune în regimul de “urmărire”;

se pune comutatorul “regim funcționare” în poziția “urmărire”;

comutatorul “alimentare” se verifică să fie în poziția “0”;

se verifică siguranțele becurilor de semnalizare, iluminare;

se verifică poziția cârmei să fie în “0”;

se aduce indicatorul timonei în “0”;

se alimenteaza pilotul.

Dupa alimentare:

se sincronizeaza repetitorul giro cu girocompasul mama;

cu ajutorul timonei se verifică acționarea cârmei;

La trecerea pilotului din regimul de urmărire în regimul automat se fac următoarele reglaje:

se pun butoanele “reglaje” ale regimului automat (cârma, contracârma, ambardee) în poziție medie;

cu ajutorul butonului “schimbări de drum” se pune indicatorul “schimbări de drum” în regim automat în dreptul drumului în care dorim să-l țină nava;

se trece comutatorul mod de lucru în regim automat;

se reglează pilotul din butoane funcție de starea mării și starea de încărcare a navei după regula: cifre mici în condiții bune de navigație și cifre mari condiții proaste de navigatie;

se recomandă un tabel cu pozițiile butoanelor și condițiile de navigație;

butoanele de semnalizare și butonul de limitare a unghiului de cârmă au cifre absolute.

DESCRIEREA ELEMENTELOR COMPONENTE ALE

SONDELOR ULTRASON.

EXPLOATAREA SONDELOR ULTRASON.

OPERAȚII ÎN VEDEREA PUNERII ÎN FUNCȚIUNE.

VERIFICĂRI ȘI REGLAJE SPECIFICE

Elemente caracteristice din compunerea sondelor ultrason

Pentru a măsura adâncimea apei este necesar să se emită oscilații ultrasonice, să fie recepționate și să se măsoare intervalul de timp scurs din momentul emisiei până în momentul recepției.

Schema bloc a sondei ultrason

Elementele caracteristice ale sondei ultrason sunt reprezentate în schema bloc din figura 1 în care:

I – indicatorul de adâncime;

Ig. – înregistratorul de adâncime;

G.I – generatorul de impulsuri;

V.E – vibratorul de emisie;

V.R – vibratorul de recepție;

A – amplificatorul.

Figura 1

Indicatorul de adâncime are rolul de a indica adâncimea măsurată și de a comanda generatorul de impulsuri pentru declanșarea emisiei impulsurilor de ultrasunete.

Generatorul de impulsuri are rolul de a produce impulsuri electrice de înaltă frecvență necesare excitării vibratorului de emisie.

Vibratorul de emisie are rolul de a transforma impulsurile electrice de înaltă frecvență, primite de la generatorul de impulsuri, în oscilații acustice (de a transforma energia electrică în energie acustică).

Vibratorul de recepție are rolul de a transforma oscilațiile acustice reflectate în semnal electric (de a transforma energia acustică în energie electrică).

Amplificatorul are rolul de a amplifica semnalul electric, primit de la vibratorul de recepție, la valoarea necesară indicatorului sau înregistratorului.

SONDA ULTRASON “ATLAS-ECOGRAPH” -460

“ATLAS-ECOGRAPH” -460 este o sondă pentru navigație și pescuit pe verticală conceput comform recomandarilor I.M.C.O. Cu această sondă pot fi măsurate adâncimi în metrii și în brațe funcție de poziția butonului de selecție .

Echipamentul este prevăzut cu traductori ce pot fi înlocuiți cu ajutorul scafandrilor.

Componența echipamentului :

-blocul de înregistrare AZ 6021

-cutie de distribuție VS5 w

-traductor ceramic de 100kHz -SW6016A002 cu 12 m cablu

-SW6016A003 cu 33 m cablu

-SW6016A004 cu 33 m cablu

Elemente cerute de alimentarea aparatului în funcție de tensiunea bordului:

-element de alimentare NG.6006A001 pentru 32 V .

-convertizor GWU607M pentru 110 V sau 220 V.

TG M RT

T

AJF GI

RAT

AIF AP

Figura 2

Sonda măsoară adâncimea prin măsurarea timpului ce trece de la emiterea impulsului ultrasono spre fundul mării, cu ajutorul unui traductor piezoelectric ceramic montat pe partea exterioară a chilei navei și până la recepționarea ecoului de către același traductor.

În înregistrator, un motor electric (M), cu turația constantă menținută de un regulator electronic (RAT), acționează printr-un reductor (RT) rola de antrenare al benzii fără sfârșit, pe care se găsește fixată penița.

Pe banda fără sfârșit și pe rola de ghidare sunt prevăzuți magneți permanenți care acționează contactele de comandă a emisiei.

Contactul de emisie care este acționat de magnetul de pe rola de ghidare este conectat în serie cu unul dintre cele două contacte de emisie acționate de magneții de pe bandă. Poziția contactului acționat de magnetul de pe rolă poate fi modificată pentru a fixa faza emisiei.

Dacă ambele contacte sunt închise în același timp, generatorul de impulsuri (GI) emite un impuls.

Acest impuls electric face ca traductorul să genereze un impuls sonor, emis sub forma unui fascicol spre fundul mării. Ecoul reflectat de fundul mării, bancuri de pește, sau din alte cauze, generează o tensiune în amplificatorul de înaltă frecvență (AIF) și în amplificatorul de joasă frecvență (AJF) până la o valoare care să producă o urmă pe hârtia înregistratorului prin intermediul peniței acestuia. Hârtia este deplasată de către motor printr-un reductor de turații (RT), obținându-se o curbă continuă prin însumarea ecourilor succesive.

Ecoul este recepționat de traductor (T) după ce a fost reflectat de bancul de pește sau de fundul mării.

Sonda ultrason necesita reglaje făcute pe ansamblu și reglaje făcute pe blocuri componente .

Reglarea se face cu sonda montată pe nava, în condiții normale de funcționare.

Se reglează următorii parametrii:

puterea de emisie;

sensibilitatea maximă a receptorului;

nivelul liniei zero.

– Reglarea puterii de ieșire a emițătorului se face din potențiometrul semireglabil aflat pe placa: panou sonda. După demontarea capacului sondei se prelungește legătura acestuia cu restul unității centrale prin cablul cu conectoare aflat în lotul P.S.A. și semireglabilul devine accesibil. Se execută reglajul puterii cu sonda comutată pe gama de adâncimi 0-10m, astfel încât la o adâncime a apei de 9-10 m sub chilă, arderea hârtiei înregistratorului să se facă pe poziția CONTRAST aflat în poziția deschis 80%.

– Reglajul sensibilității minime a receptorului. După demontarea capacului sondei se extrage sertarul placă și se prelungește legătura acestuia cu cablul cu 2 contactoare. Se conectează și panoul la unitatea centrală și se pune în funcțiune sonda. Se comută gama de adâncimi 0-10 m și cu osciloscopul conectat pe pinul 18 al corectorului se reglează semireglabilul astfel încât la adâncimea apei de 9-10 m semnalul vizualizat să aibă o amplitudine de cel puțin 3V. Dacă amplitudinea este prea mare și semnalul apare ca limitat (15V) se reglează puterea emițătorului după metoda descrisă anterior, până când semnalul atinge o amplitudine de 4-5V.

Reglarea liniei de “zero” se face pentru a compensa părțile chilei aflate sub fața vibratorului.

Reglajul, depanarea și verificarea ansamblurilor se face comform instrucțiunilor de reglaj, control și depanare anexate sondei.

Instrucțuni de întreținere.

După o mai lungă perioadă de folosire indicatorul trebuie curățat de resturile de la hârtia de înregistrare. Contactul de pornire trebuie curățat cu șmirghel fin de lustru. Trebuie verificat dacă sunt contacte deplasate sau smulse. Curățati și ungeți ușor discul camei. Periile de carbon ale motorașului trebuie verificate periodic. Perii de rezervă se găsesc în cutia cu piese de rezervă. Viteza corectă se poate ajusta din șurubul cu piuliță de reglaj al motorașului.

Reglări ale echipamentului.

Indicatorul este livrat de fabrică gata de folosire și doar în cazuri speciale echipamentul se reglează la bord.

Amplificatorul

Comutatorul de decalaj este dispus pe panoul de operare. Prin plasarea a 2 rezistori variabili localizați aproape de comutatorul de decalaj, decalajul poate fi reglat. În acest scop trebuie asigurată o rezervă normală de putere și o tensiune corespunzătoare .

Sensibilitatea luminii roșii

Sensibilitatea luminii roșii se poate regal cu ajutorul unui rezistor variabil ce se găsește în cutia amplificatorului. Normal, la o amplificare 0, rezistorul variabil trebuie dat la maxim până când tubul de neon luminează întreaga scală. După aceasta trebuie închis cu mărimea unei scale. În această poziție primul ecou este indicat atât optic cât și grafic .

Sensibilitatea maximă a receptorului

Sensibilitatea maximă a receptorului este reglată cu ajutorul altui rezistor variabil. Pentru aceasta, la amplificare se rotește comutatorul până când emisia este sigur blocată. Durata blocajului și timpul de emisie a impulsurilor pot fi înregistrate grafic. În acest scop cele 2 mufe de testare din amplificator se scurtcircuitează și amplificatorul este pus să oscileze. Penița trasează o linie pe hârtia înregistratorului și lasă un gol acolo unde blocajul este efectiv. Această situație poate fi înlaturată prin introducerea unui șurub de reglaj .

SONDA ULTRASON FURUNO FE 700

Caracteristici

Acest model de sondă conține un ecran principal deasupra mesei pentru hărți din camera hărților și un indicator digital în panoul central de pe comanda de navigație. Informațiile despre adâncimile apei primite de la traductor pot fi afișate pe aceste ecrane, două traductoare sunt utilizate, 200 B și 8 B, ambele lucrând la o frecvență de 200Khz.

Sistemul poate afișa și informații preluate de la alte echipamente cum ar fi GPS-ul și deasemenea poate transmite informații către alte echipamente cum ar fi sistemul de monitorizare al alarmelor de pe puntea de comandă, către echipamentul VDR sau la imprimanta sondei.

Descrierea ecranului principal din camera hărților

1 – indicatorul modului de lucru

2 – indicatorul traductorului în uz

3 – indicatorul razei de acțiune

4 – indicatorul intensității semnalului

5 – indicatorul modului de afișare

6 – indicatorul adâncimi și informarea dacă adâncimea este sub traductor sau dac ă este calculată adâncimea de la suprafață

7 – unitatea de măsură a adâncimi ( metri/picioare/brațe)

8 – indicatorul setărilor de alarmă

9 – indicatorul liniei de adâncime la care alarma v a suna

10 – scala de acțiune

11 – comutatorul de schimbare între modul automat s au manual al funcționării

12 – tasta de modificare a luminozității panoului

13 – tasta pentru introducerea valorii pescajului (această valoare fiind utilizată doar în modul de afișare a adâncimi calculate de la suprafață)

14 – tasta pentru setarea alarmei de adâncime sau pentru resetarea alarmei

15 – tasta pentru selectarea luminozității ecranului și pentru alegerea tonului de alarmă

16 – tasta pentru ajustajul culorilor ecranului

– taste pentru mărirea sau micșorarea valorilor anumitor setării

– butonul pentru modificarea valorii scalei de acțiune

– butonul pentru ajustarea sensibilității receptorului

– butonul pentru modificarea modului de afișare

– butonul de pornire/oprire

Descrierea indicatorului digital

A – taste de navigare

B – tastă de confirmare

C – tastă pentru modificarea luminozitții ecranului

D – tastă pentru modificarea contrastului ecranului

E – buton pentru pornire/oprire

F – buton pentru selectarea modului de afișare a adâncimii(sub traductor sau calculată de la suprafața apei)

G – tasta pentru intrarea în meniu

DESCRIEREA ELEMENTELOR COMPONENTE ALE LOCHURILOR

Determinarea distanței parcurse de navă într-un anumit internval de timp constituie o problemă deosebit de importantă, atât în navigația costieră, cât și în cea de larg. Se poate afirma că elementele fundamentale în navigație sunt determinarea direcțiilor la bord și a distanței parcurse de navă.

Mijloacele de navigație folosite pentru determinarea vitezei și a distanței parcurse de navă se numesc lochuri.

Lochul ordinar (Figura1), primul tip de loch folosit la bordul velierelor, a fost realizat în anul 1620. El consta dintr-un sector de lemn (1), lestat în partea inferioară cu o lamă de plumb și legat de o saulă (2) în sistem “labă de gâscă” (“gură de zmeu”). Pe saulăa (3), începând de la un semn numit “deșteptător”, se făceau niște noduri separate de spații egale cu distanța parcursă în timp de 30 secunde de către o navă ce merge cu viteza de o milă marină pe oră (1852 m/3600s); timpul se măsura cu un nisipar.

Figura 1

Pentru măsurarea vitezei navei se fila saula cu sectorul de lemn la apă, în pupa navei; acesta se menținea în poziție verticală, ca un punct fix, datorită rezistenței fixe.

Când “de șteptătorul” trecea prin mâna marinarului ce fila saula, se răsturna simultan nisiparul; la scurgerea celor 30 de secunde, marcate de nisipar, se stopa filarea saulei.

Dacă nava mergea cu n mile pe oră, înseamnă că prin mâna marinarului se filau n noduri; pentru simplificarea comunicării, el raporta la comanda navei: “viteza n noduri”. Astfel s-a ajuns la noțiunea de nod, care exprimă viteza navei de o milă marină pe oră.

În secolul XIX, lochul ordinar a cedat locul lochului mecanic, care constă dintr-o elice cu pas constant, remorcată în pupa navei. Rotirea elicei, proporțional cu deplasarea navei, se transmite prin intermediul saulei la un contor mecanic ce indică distanța parcursă.

În prezent se folosește lochul hidrodinamic, care determină viteza navei pe baza presiunii hidrodinamice opuse de apă la deplasarea navei și lochul ultrason Doppler, care aplică proprietățile propagării ultrasunetelor în apa de mare și efectul Doppler.

LOCHUL IMPROVIZAT (DUTCHMAN’S LOG)

Determinarea vitezei navei prin metoda lochului improvizat (“lochul olandezului”) constă în principiu din măsurarea timpului t necesar pentru ca nava să parcurgă o distanță s, delimitată de două semne marcate pe copastie; viteza navei v se obține din relația:

Practic se procedează astfel:

Se măsoară o distanță cât mai mare de-a lungul navei în ambele borduri, exprimată în metrii sau în unități egale cu 0,514 m și delimitată prin două semne vizibile pe copastie. Distanța trebuie determinată cât mai precis, după planurile navei.

Se aruncă o bucată de lemn spre prova în bordul de sub vânt și se măsoară timpul în secunde între momentele când bucata de lemn se vede la traversul celor două semne. În acest scop se plasează câte un observator în dreptul fiecărui semn.

Viteza navei, în noduri, se obține din relația:

Pentru a ușura aplicarea acestei metode se întocmește o tabelă, în care se intră cu timpul în secunde și se obține viteza navei în noduri.

Metoda se folosește cu rezultate satisfăcătoare pe vreme rea, la navigația în zone cu ghețuri în derivă și la viteze reduse, când lochurile din dotarea navei nu pot fi folosite.

Se mai utilizează la determinarea vitezei curentului când nava staționează la ancoră.

ELICEA NAVEI CA LOCH. DETERMINAREA VITEZEI NAVEI DUPĂ NUMĂRUL DE ROTAłII ALE ELICEI

După construcția navei, în cadrul probelor de mare pentru recepția navei se determină viteza navei funcție de numărul de rotații ale elicei de propulsie.

Probele de viteză se repetă după lucrările de reclasificare ale navei, la intervale de 4 ani. Acestea se execută în baza de viteze cu “mile jalonate”, care constă din două sau trei aliniamente paralele între ele, perpendiculare pe linia coastei.

Figura2

Bazele de viteze se amenajează în zone costiere pe cât posibil fără curenți, adăpostite de valuri, cu adâncimi suficient de mari în imediata apropiere a coastei, fundul mării având un relief cât mai regulat. Adâncimile minime necesare pentru ca nava să execute probe se stabilesc funcție de viteza și pescajul navei.

Figura3

CLASIFICAREA LOCHURILOR

Figura 4. Sistemele de coordonate de referință pentru măsurarea vitezei relative a navei

În funcție de tipul aparatului de măsurat se deosebesc trei tipuri de sisteme de coordonate de referință (Figura 4).

Sistemele de coordonate de referință pentru măsurarea vitezei relative a navei:

I, sistem de coordonate legat de suprafața mării;

II, sistem de coordonate legat de straturi de apă adiacente corpului navei;

III, sistem de coordonate legat de straturile de apă îndepărtate de corpul navei.

1. – lochul radio-doppler;

2. – lochul electromagnetic, hidrodinamic și hidromecanic;

3. – lochul doppler hidroacustic.

Primul sistem este legat de suprafața apei, la limita de separație apă–aer. În acest caz, viteza navelor de suprafață se măsoară în raport cu suprafața mării cu ajutorul lochurilor radiodoppler.

Acest sistem de coordonate este cel mai mobil deoarece stratul de apă de la suprafață se deplasează sub acțiunea curenților, vântului și valurilor. Sub acțiunea maselor de aer, care se mișcă pe suprafața unui strat subțire de apă, iau naștere forțe de frecare care îl antrenează în mișcare. În funcție de forțele vântului, a valurilor și a mișcării oscilatorii, viteza peliculei de la suprafață poate atinge câteva noduri.

Al doilea sistem de coordonate este legat de straturile de apă din imediata apropiere a corpului navei, care se deplasează împreună cu corpul navei. Acest sistem de coordonate îl folosesc lochurile relative clasice (electromagnetice, hidrodinamice, s.a.).

Al treilea sistem de coordonate este legat de straturile de apă îndepărtate de corpul navei, sistemul este folosit la lochurile doppler hidroacustice, care funcționează pe baza ecoului reflectat de straturile de apă depărtate de corpul navei. Acest sistem de coordonate se poate considera cel mai puțin mobil deoarece viteza curentului apei scade cu creșterea adâncimii la care se aflăstratul de apă de care se produce reflexia.

În lucrările de specialitate se arată că viteza curentului determinat de influența vântului la adâncimea de 100 m este de cel mult 5% din valoarea lui la suprafață. Din acest motiv viteza curentului nu se ia în calcul la acest tip de lochuri și nu se consideră ca o sursă de erori, din acest motiv aceste lochuri sunt considerate lochuri absolute.

LOCHURI MECANICE SIMPLE

La aceste lochuri elicea se remorchează la pupa navei cu o saulă specială (împletită) pentru a nu se răsuci. Mișcarea de rotație a elicei se transmite prin intermediul saulei la axul unui reductor al cărui raport de transmitere se alege astfel ca la contor distanța parcursă sa fie măsurată în mile marine. În Figura 5 sunt reprezentate: 1-elice, 2-remorcă, 3-înregistrator, 4-volant (pentru uniformizarea mișcării de rotație a saulei), 5-copastia navei, 6-nucă (pentru stabilirea poziției orizontale a elicei).

Aceste lochuri se folosesc ca lochuri de rezervă. Înregistratorul este un sistem de înregistrare analogic zecimal asemănător cu cel de la cronometru. Remorca antrenează un pinion solidar cu un ac indicator ce se mișcă pe o scară circulară. Scara este gradată direct în unități de distanță parcursă. Prin intermediul unor reductoare zecimale sunt puse în mișcare alte câteva ace indicatoare pentru multiplii unității de măsură de pe scara principală.

Figura5

LOCHURI HIDROMECANICE

La acest tip de lochuri elicea este dispusă sub chila navei cu ajutorul unui dispozitiv numit spada lochului.

Transformarea mișcării de rotație a elicei în indicații de viteză și distanța parcursă se face prin două metode.

În primul caz, elicea acționează un dispozitiv cu contacte care sunt dispuse în circuitul de alimentare a unui releu ce la rândul lui acționează contorul.

În al doilea caz, rotirea elicei se transmite la axul unui tahogenerator a cărei tensiune obținută la borne este proporțională cu viteza unghiulară a elicei.

La loch hidromecanic se disting: 1-spada lochului cu mecanismul imers; 2-elicea lochului; 3-suportul spadei de formă cilindrică, iar interiorul este un orificiu cu secțiunea de formă hidrodinamică; 4-valvula spadei care permite închiderea orificiului din corpul navei la ridicarea spadei la bord; 5-roata de acționare a sistemului de închidere a valvulei; 6-manometru pentru controlul presiunii de ulei utilizat la ungerea axului elicei și care nu permite intrarea apei pe lângă axul elicei; 7-aparatul central; 8-contorul de distanță parcursă; 9-indicatorul de viteză; 10-comutator de alimentare; 11-contacte electrice.

Elicea lochului se scoate prin intermediul spadei la circa 45 cm sub carena navei pentru a nu fi influențată de efectele de turbulență dată de îmbinările tablelor de fund, depuneri etc. Ea se rotește ca urmare a deplasării navei, acționând un mecanism imers de închidere și deschidere succesivă a contactelor electrice, cu o frecvență funcție de viteza de rotire a elicei lochului.

Mecanismul imers de închidere și deschidere a contactelor acționat de elicea lochului este realizat în mai multe variante: la una din variante mecanismul de acționare al contactelor este format dintr-o camă rotită de către elice printr-un sistem melcat. În acest caz mecanismul imers lucrează în ulei, în interiorul spadei, apa nu poate pătrunde la mecanisme, deoarece presiunea uleiului este superioară presiunii apei. Micile pierderi de ulei pe la axul elicei se completează de căte un injector special, presiunea fiind controlată cu ajutorul manometrului.

Figura6

LOCHURI HIDRODINAMICE

La acest tip de lochuri indicarea vitezei se realizează pe baza măsurării presiunii de impact (presiunea hidrodinamică) provocată de înaintarea prin apă a navei.

Presiunea hidrodinamică se obține prin intermediul diferențierii presiunii totale a coloanelor de lichid din imediata apropiere a navei și presiunea hidrostatică. Această diferențiere se realizează cu ajutorul traductorului hidrodinamic.

În traductorul de presiune, presiunea dinamică se separă de presiunea statică și se transformă într-o forță proporțională cu presiunea:

= DP × S

reprezintă suprafața pe care se aplică presiunea dinamică (suprafața efectivă a membranei silfonului)

Spada lochului reprezintă un tub de alamă prevăzut în interior cu un canal pentru presiunea totală. Presiunea hidrostatică este culeasă cu ajutorul unui circuit hidrostatic separat. Alte spade se prezintă sub forma unui tub Pitot (un tub de alamă prevăzut în interior cu două canale pentru cele două presiuni).

Rolul spadei este de a capta cele două presiuni de la o distanță de 60 cm de bordaj încât deschiderile celor douăcanale să depășească zona de turbulență provocată de înaintarea prin apă a navei. Orificiul canalului de presiune totală este orientat cu secțiunea de presiune statică orientat cu deschiderea în jos în lateral.

Colectoarele de aer și robineții circuitelor hidraulice permit coloanelor de lichid să pătrundă în traductorul de presiune. Cu ajutorul colectoarelor de aer sunt eliminate bulele de aer din instalația hidraulică.

Repetitoare de

viteză și

distanȚă din

comandă

Compartimentul

mașini

Linia de

plutire

Aparatul

principal

Traductorul

hidrodinamic

Mecanismul de

ridicare al spadei

Spada lochului

hidrodinamic

Colectorul

presiunii totale

Repetitoare de

viteză și distanȚă

Comutator

Colectoarele

de aer

Valvulele

circuitului

hidrostatic

Colectorul presiunii

hidrostatice

Figura7

De asemenea, există robineți de purjare și la nivelul traductorului.

Valvula (cu mecanismul de ridicare al spadei) fixează spada în corpul navei în poziția „loch în funcțiune” și închide orificiul când spada este retrasăîn interiorul navei.

Traductorul de presiune separă presiunea dinamică din presiunea totală și o convertește într-o forță care acționează indicatorul de viteză (aparatul principal).

Indicatorul de viteză măsoară presiunea hidrodinamică a apei și o convertește în indicații de viteză.

Înregistratorul de distanță parcursă integrează în timp viteza furnizată de indicatorul de viteză. Este un integrator mecanic sub forma unei scheme cinematice acționată atât de indicatorul de viteză cât și de un motoraș de timp cu turație constantă.

Indicațiile de viteză și diatanță parcursă sunt transformate în semnal electric cu ajutorul a tahogeneratoarelor și sunt transmise prin intermediul cutiilor de conexiuni la repetitoarele de pe navă.

LOCHURI MAGNETOHIDRODINAMICE

Magnetohidrodinamica este știința care studiază interacțiunea între câmpul magnetic și fluidele electroconductoare în mișcare. În cazul lochurilor fluidul electroconductor este apa de mare ce se scurge de la prova spre pupa navei când aceasta se găsește în marș.

Măsurând tensiunea electromotoare indusăîn apa de mare, considerată ca un conductor masiv sau o infinitate de conductori orientați pe direcția babord-tribord, și menținând constantă inducția se poate determina viteza navei, care este proporțională cu tensiunea indusă.

Schema de principiu a lochului magnetohidrodinamic

Figura8

TM – traductor magnetohidrodinamic

– electrozi în contact cu apa de mare

– bobina de curent alternativ ce creazăîn apă câmpul electromagnetic de inducție B

e – tensiunea ce poartăsemnalul de viteză

Td – transformator diferențial

e’ – tensiunea răspuns (reacția inversă a sistemului de urmărire)

e = e – e’, tensiunea de eroare

A – amplificatorul sistemului de urmărire

G – coeficientul de transfer al amplificatorului

SM – servomotorul sistemului de urmărire

P – potențiometru

I – indicatorul de vitază

E – tensiune de referință

R – rezistență de referiță

Ta – transformator alimentare

Traductorul magnetohidrodinamic transformă viteza apei ce se scurge pe lângă electrozii 1 în tensiune electromotoare conform relției:

e = V × l × K1 × sin wt

Această tensiune se compară cu tensiunea e’ de la potențiometrul P într-un transformator diferențiat. Tensiunea e’ este determinatăde poziția unui contact de pe potențiometrul manevrabil cu ajutorul servomotorului SM. Această tensiune se aplică transformatorului diferențial Td în antifază cu tensiunea e în așa fel ca diferența lor e = e-e’ are amplitudine diferența amplitudinilor celor două tensiuni și faza tensiunii de amplitudine mai mare. Acesta reprezintă semnalul eroare a sistemului de urmărire care amplificat se aplică servomotorului SM care prin intermediul potențiometrului P modifică mărimea lui e’ până când e’ = e, e = 0 și servomotorul se oprește. În același timp servomotorul SM a modificat poziția indicatorului de viteză I astfel că acum acul indicatorului se găsește într-o poziție dependentă de tensiunea e’ și anume unghiul de rotație θ al acului indicatorului este proporțional cu tensiunea e’.

Figura9

Traductorul magnetohidrodinamic este scos în afara bordajului cu ajutorul spadei. Traductorul propriu-zis este piesa importantă a aparatului și este închis într-o carcasă de formă hidrodinamică din rășini sintetice și fibră de sticlă. Carcasa este etanșă și protejează bobina ce generează câmpul magnetic alternativ.

La capătul spadei care se lansează la apă se găsesc doi electrozi pentru culegerea tensiunii induse e.

La capătul opus traductorului are un mâner și o armătură pentru dispozitivul de ridicare. Prin interiorul spadei trece un cablu cu 4 fire: 2 pentru alimentarea bobinei traductorului și 2 legate la cei doi electrozi. Firele care se leagă la electrozi sunt ecranate.

Valvula fixează spada și astupă orificiul prin care trece spada atunci când este scoasă. Este prevăzută în două variante: pentru nave cu un singur fund și pentru nave cu dublu fund. Corpul valvulei este din bronz fosfor. Este prevăzut cu o flanșă interioară și un tub de protecție în cazul navelor cu dublu fund. Corpul valvulei are un mâner care se poate roti cu 90ș pentru a deschide sau închide valvula, un inel toroidal din cauciuc în partea superioară pentru a împiedica pătrunderea apei de mare și un dispozitive de fixare pentru a menține ridicată spada pentru scurt timp în caz că valvula nu are mecanism de ridicare. Flanșa inferioară este așezată sub corpul valvulei pentru a ghida ridicarea spadei în afara corpului navei și are un inel de cauciuc pentru a prevenii vibrațiile. În cazul valvulei pentru o navă cu fund dublu, corpul valvulei este montat pe peretele interior al dublului fund iar flanșa inferioară pe peretele exterior al dublului fund. Valvula și flanșa sunt interconectate printr-un tub de protecție.

Dispozitivul de ridicare automată este prevăzut pentru comanda de la distanță a coborârii și ridicării spadei. Este format din:

un reductor de presiune;

o supapă de reglaj;

2 cutii de comandă;

2 cutii de legături;

o supapă de comandă;

1 cilindru cu piston cu aer comprimat.

Reductorul de presiune reduce presiunea aerului comprimat de la 10 kg/cm2 pânăla 3-4 kg/cm2. Aerul comprimat acționează dispozitivul de ridicare. Reductorul este prevăzut cu o supapă de reducție care când este închisă descarcă aerul comprimat în atmosferă. La rândul ei supapa de reducție este prevăzută cu un filtru de aer, o supapă de sigurață și un manometru. Tot în blocul reductorului mai există o biuretă automată de ulei care unge supapa de reglaj și dispozitivul de ridicare cu aer comprimat.

Supapa de comandă este o supapă electromagnetică cu 4 căi destinată a schimba direcția de alimentare a aerului cu vapori de ulei de la supapa de reducție.

Dispozitivul de ridicare este un cilindru cu aer comprimat cu piston destinat ridicării și coborârii spadei. În figura 10 am reprezentat sch ița dispozitivului de ridicare coborâre automatăcu următoarele semnificații: 1-spada, 2-valvula, 3-cilindru cu piston, 4-supapa de comandă, 5-bobina de comandă electromagnetică a supapei, 6-supapa de reducție, 7-filtru de aer, 8-robinetul cu trei căi, 9-biuretă, 10-manometru, 11-cutie de comandă, 12-cutii de legături.

Figura 10

În cutia de comandă a lochului există 2 butoane întrerupătoare unul pentru comanda ridicării spadei, celălalt pentru comanda coborârii acesteia. Sunt prevăzute în paralel două cutii de comandă, una în compartimentul spadei cealaltă în comanda de navigație. Aceasta din urmă este prevăzută cu becuri de semnalizare.

Schema bloc a lochului

Figura 11

Elementul sensibil produce în apă câmpul electromagnetic de inducție B și prin cei doi electrozi se culege tensiunea semnal e.

Amplificatorul compară tensiunea semnal e cu tensiunea de răspuns a sistemului de la indicatorul de viteză. Diferența celor două tensiuni e este amplificată în preamplificator și transmisă indicatorului de viteză.

În indicatorul de viteză semnalul e se mai amplifică încă o dată și este aplicat servomotorului. Acesta se rotește și schimbă poziția acului indicator de viteză și în același timp modifică tensiunea de referință ce se întoarce în transformatorul diferențial. Când aceasta este egală cu e, e = 0 și servomotorul se oprește. Selsinul trasmițător repetă mișcarea indicatorului de viteză pentru repetitoare.

În înregistratorul de distanță parcursă se găsește un generator de tensiune de frecvență etalon pentru a alimenta un motor sincron de turație constantă. Motorul rotește discul iar acesta antrenează o rolă cu viteza unghiulară proporțională cu viteza navei. Viteza navei este introdusă de la servomotor. Rola antrenează un sistem de afișaj numeric a distanței parcurse. Un selsin transmițător repetă pentru repetitoare poziția înregistratorului.

LOCHURI HIDROACUSTICE (DOPPLER)

Fenomenul Doppler este fenomenul de modificare a frecvenței, lungimii de undă și perioadei undelor când sunt recepționate de un observator aflat în mișcare relativă față de sursa emițătoare. Variația frecvenței este proporțională cu viteza de deplasare a sursei sau observatorului, mediul de propagare a undelor considerându-se în repaus. Acest fenomen a fost stabilit de Doppler în anul 1842 și a mai fost studiat și de Buys-Ballot în domeniul acusticii, iar de Fizeau în cazul undelor luminoase.

Lochul JRC JLN 205 permite măsurarea vitezei relative a navei. Nava folosește un traductor cu 2 elemenți piezoelectrici aflat în prova navei. Distanța la care se produce reflexia este de 3 m sub corpul navei. Reflexia la această distanță se produce datorită puterii reduse a semnalului de emisie și datorită plactonului și suspensiilor solide din apa de mare.

Traductorul este fix și montat în corpul navei. Această configurație permite măsurarea vitezei pe direcția prova-pupa. Se poate utiliza și cu mecanismul de ridicare-coborâre (valvula) a traductorului.

Sistemul operează pe baza principilor acustice, unde viteza este măsurată prin compararea diferenței de timp între recepționarea celor 2 ecouri primite de cele 2 elemente orientate, prova-pupa în traductor.

Prova

Marcaj aliniere prova

Figura 12

Semnalele acustice din traductor sunt transmise pentru prelucrare la microprocesor, în unitatea electrică de control. Semnalul/rezultatul astfel produs este transmis mai departe celorlalte indicatoare din comanda de navigație .

Compunere

Unitatea traductorului

Această unitate se găseste în planul longitudinal al navei, pe linie centrală, dotată cu o supapă de fund pentru a facilita accesul la traductor cât timp nava este în uz. Traductorul este legat de unitatea electronică, aflată într-o zonă protejată din castelul prova, printr-un cablu.

Unitatea electronică

Unitatea însăsi conține mai multe componente care generează semnalele transmise. Unitatea primește și semnalele ce se întorc pentru a fi amplificate, prelucrate și convertite în semnale numerice, semnale ce pot fi citite prin procesor .

Unitatea procesorului

Principalul scop al acestuia este recepționarea datelor de la unitatea electronică cât și date despre ritmul de întoarcere și transmiterea semnalului procesat celorlalte echipamente de navigație cu referire la datele de la loch .

Procesorul trimite date referitoare la viteză următoarelor:

Sistemului integrat de navigație

Radarului în bandă S

Radarului în bandă X

Standului / consolei cârmei

Girocompasului

Autopilotului

Echipamentului VDR

Echipamentului AIS

Factori care afectează performanțele și acuratețea

Tangajul excesiv, ruliul si deriva laterală vor produce erori dinamice de viteză, acestea se datorează mișcării liniare nonciclice a navei care nu poate fi contracarată de sistemul lochului, aceste erori vor fi mai mici de 0,2 % în condiȚii nomale de operare, în anumite condiȚii nefavorabile de acustică datorită oxigenării apei, acest tip de loch poate eșua în determinarea vitezei, dar aceste condiȚii sunt foarte rare.

Repetitor de

distanȚă

Fig 13

EXPLOATAREA LOCHURILOR. OPERAłII ÎN VEDEREA PUNERII ÎN FUNCłIUNE. VERIFICĂRI ẞI REGLAJE SPECIFICE

EXPLOATAREA LOCHULUI ELECTROMAGNETIC EML 12. OPERAłII ÎN VEDEREA PUNERII ÎN FUNC łIUNE. VERIFICĂRI ẞI REGLAJE SPECIFICE LOCHULUI ELECTROMAGNETIC EML 12

INDICATII GENERALE DE EXPLOATARE

Exploatarea și deservirea tehnică a aparatelor care fac parte din componenȚa lochului se vor încredinȚa unui personal care cunoaște bine regulile de exploatare a lochului.

Se permite înlocuirea siguranȚelor arse, a becurilor luminiscente, incandescente și a blocurilor cu altele de rezervă care se păstrează în completul de piese de rezervă.

Deschiderea aparatelor și modificarea poziȚiei organelor de reglare este permisă numai pentru persoana care răspunde de loch.

În scopuri de protejare a mecanismelor și a pieselor electrice contra prafului și a umezelii, capacele aparatelor trebuie să fie închise etanș în permanenȚă.

Piesele de rezervă se vor păstra într-o încăpere uscată și curată, fiecare piesă din completul de piese de rezervă și accesorii trebuie să fie anexată în ladă în conformitate cu opisul respectiv.

Montarea și conexiunile electrice ale aparatelor lochului se realizează în strictă conformitate cu proiectul elaborat de organizaȚia de proiectare și schema de conexiuni electrice.

Montarea traseului la bordul navei trebuie să fie executată în conformitate cu schema de amplasare a aparatelor și schema generală și trebuie să respecte normele în vigoare pentru echipamentul electric.

Toate traseele de ecranare ale cablurilor trebuie să fie corectate din punct de vedere electric la corpul aparatului (masa), iar corpurile aparatelor se vor conecta la corpul navei.

În timpul lucrului cu lochul trebuie să se procedeze cu atenȚie pentru ca să nu se îndoaie contactele fișelor cuplatoarelor.

În timpul lucrului cu lochul trebuie să se procedeze cu atenȚie deoarece în aparate există tensiune înaltă.

1 din 13

Conectarea și deconectarea tuturor cuplatoarelor se va efectua numai cu alimentarea deconectată.

Înlocuirea siguranȚelor și orice alte lucrări de reparaȚii și profilactice se vor efectua numai cu lochul scos de sub tensiune.

PREGATIREA PENTRU PORNIRE

Spada

Se curăȚă electrozii traductorului magnetohidrodinamic folosind apă și săpun pân ă rămân perfect curaȚi;

Se montează spada la dispozitivul automat de ridicare coborâre.

Dispozitivul automat de ridicare coborâre

Se alimentează reductorul de presiune cu aer comprimat și se verifică dacă manometrul indică 3-4 Kg/cm2. Dacă indică mai mult de 4 Kg/cm2 se reglează supapa de reducȚie.

Se apasă butonul de comandă de pe una din cutiile de comandă și se observă dacă spada se decuplează în sus și in jos.

Se ridică spada din apă în vederea următoarelor verificări.

Amplificatorul

Se pune comutatorul S1 pe poziȚia ,,ZERO ADJ” pentru verificarea pozi Ției de zero;

Se pune comutatorul S2 pe poziȚia ,,CUPLAT” (,,ON”);

Se manevrează butonul ,,REGLARE ZERO” (,,ZERO ADJ”) pân ă când la indicatorul IM se obȚine indicaȚia ,,ZERO”;

Se pune apoi comuatorul S1 pe poziȚia ,,FUNCłIONARE” (,,RUN”).

Indicatorul de viteză

Se deschide capacul, se scot șuruburile aparatului din interior și se deschide aparatul din interior;

Se pune comutatorul S22 pe poziȚia ,,INTERIOR” (,,INTERNAL”)

Se pune comutatorul S21 pe poziȚia ,,CUPLAT” (,,ON”). Începe s ă se rotească motorul asincron B42 alimentat direct de la reȚea.

Se pune comutatorul S41 pe poziȚia ,,FICTIV” (,,DUMMY”)

Se pune pe poziȚia zero cadranul semnalului fictiv. Se reglează pân ă când indicatorul de viteza să indice zero.

Se verifică funcȚionarea indicatorului după cum urmează:

se rotește cadranul semnalului fictiv pentru a verifica:

2 din 13

când pozi Ția cadranului se rotește în sensul creșterii diviziunilor de pe cadran, trebuie sa crească și indicaȚiile indicatorului de viteza, iar contorul trebuie să se rotească mai repede.

poziȚia cadranului semnalului fictiv și indicaȚiile indicatorului de viteză să fie în legătura corectă.

Pe poziȚia 12 Nd a semnalului fictiv se verifică după 1 minut dacă înregistratorul înregistrează 0,2 Mm ± 0,1 Mm;

Se închide capacul indicatorului de viteză;

Se pune comutatorul amplificatorului (S2) pe poziȚia ,,CUPLAT” (,,ON”);

Se pune comutatorul S21 pe poziȚia cuplat;

Se pune S22 pe poziȚia ,,INTERNAL” (motorul sincron B 42 se alimentează din oscilatorul cu cristal);

Se pune comutatorul S41 pe poziȚia ,,RUN”.

Pornirea

Se cuplează sursa de alimentare de la tabloul de comanda;

Se lansează spada.

Oprirea

Se ridica spada;

Când viteza la indicator a ajuns la zero, se într erupe alimentarea de la tabloul de comanda;

Se închide supapa.

Masuri de precauȚie

Valvula

Nu se închide valvula când spada este coborât ă;

Supapa să funcȚioneze în așa fel să nu deterioreze traductorul;

La andocare se verifică garnitura de pe flanșa de ghidare montată pe corpul navei. Dacă e uzată se înlocuiește;

La andocare se înlocuiește zincul protector de pe corpul navei montat în apropierea spadei.

Spada

-AtenȚie la poziȚia traductorului când valvula se închide; -Când adâncimea apei e mica nu se lanseaz ă spada; -La ancorare se ridică spada la bord;

– Periodic se spală electrozii cu apă și săpun.

3 din 13

Abandonarea spadei

Când spada s-a deformat și nu mai intră în interiorul navei, ea se abandonează fără

să andocăm nava. Se procedează astfel:

-Se decuplează alimentarea;

-Se deconectează cablul de legătură între spadă și amplificator; -Se scoate dispozitivul de ridicare și mânerul; -Se montează traductorul la noua spadă;

-Se montează noua spadă la dispozitivul de ridicare; -Se conectează spada la amplificator; -Se reglează noul punct zero.

EXPLOATAREA LOCHULUI HIDRODINAMIC SAL – 24.

OPERAłII ÎN VEDEREA PUNERII ÎN FUNC łIUNE.

VERIFICĂRI ẞI REGLAJE SPECIFICE LOCHULUI

HIDRODINAMIC SAL – 24

EXPLOATAREA LOCHULUI

lochul se pune în funcȚiune după ieșirea navei din port și se oprește înainte ca nava să intre în portul destinaȚie (se ridică spada);

lochul nu se pune în funcȚiune pe fluvii și canale;

înainte de punerea în funcȚiune se verifică blocurile;

se lansează spada lochului la apă;

se închide robinetul spadei;

se deschide robinetul de egalizare al presiunilor;

se deschid robineȚii principali (de aducȚiune);

se deschid robineȚii de purjare;

se deschid robineȚii de purjare de la traductorul hidrodinamic;

se deschide aparatul central și se verifică ca poziȚia corectorilor A si B să corespundă cu poziȚia din cartea de compensare a lochului;

se verifică ca poziȚia comutatoarelor să fie pe zero;

se cuplează alimentarea lochului;

se verifică indicatorul de viteză ca acesta să indice valoarea zero; dacă nu indică valoarea zero se reglează din corectorul C lungimea tijei;

se verifica turaȚia motorului de timp;

se verifică ceasul (mecanismul orlogic);

se sincronizează repetitoarele de distanȚă între ele;

se închide treptat robinetul de egalizare al presiunilor.

4 din 13

Pentru oprirea lochului hidrodinamic se procedează asfel:

se deschide robinetul de egalizare al presiunilor sau se închid robineȚii principali; se așteaptă pân ă când indicatorul arat ă valoarea zero;

se întrerupe alimentarea;

se ridică spada lochului și se unge cu vaselină;

se completează piesele lipsă și cele folosite.

IndicaȚiile lochurilor, ca ale oricărui aparat de măsură, sunt afectate de anumite erori; operaȚiunea de determinare a erorii lochului se numește etalonarea lochului.

Acest tip de loch permite reducerea acestei erori prin reglare sau eliminarea ei. Eroarea care afectează lochul are o anumită variaȚie atât func Ție de viteza navei cât și o variaȚie în timp ca urmare a uzurii naturale a pieselor.

EXPLOATAREA LOCHULUI DOPPLER JRC JLN 205.

OPERAłII ÎN VEDEREA PUNERII ÎN FUNC łIUNE.

VERIFICĂRI ẞI REGLAJE SPECIFICE LOCHULUI

DOPPLER JRC JLN 205

Pornirea lochului

łinând ap ăsată mai mult de două secunde tasta

se alimentează cu energie electrică lochul. După ce lochul a pornit se aude un semnal sonor de tipul “bip”.

Testul propriu

După ce lochul a fost alimentat are loc afișarea pe unitatea de indicare a mesajului de iniȚiere (fig. 1). Din acest moment începe și testul propriu cu o durată de un minut. La terminarea testului va fi afișat mesajul uzual (normal).

5 din 13

Afișajul uzual (normal)

Fig. 1

Sistemul de referinȚă al vitezei (apa) Indică prin rotire că lochul recepȚionează date

Viteza spre înainte (prova)

Viteza spre înapoi (pupa)

Viteza măsurată

Unitatea de măsură a vitezei (Nd sau m/s)

DistanȚa totală

DistanȚa de la începutul marșului

Fig. 2

6 din 13

Selectarea altor moduri de afișare

Apăsând tasta

se poate schimba modul de afișare (fig. 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)

Fig. 3. Modul de afișare al vitezei și

distanȚelor

Fig. 4. Modul de afișare al vitezei și

distanȚei totale

Fig. 5. Modul de afișare al vitezei Fig. 6. Alt mod de afișare al vitezei

7 din 13

Fig. 7. Modul de afișare al vitezei și distanȚelor cu acces la meniul principal

Fig. 9. Modul de afișare al vitezei și cu acces la meniul principal

Reglaje ale afișării

Apăsând tasta

Fig. 8. Modul de afișare al vitezei și distanȚei totale cu acces la meniul principal

Fig. 10. Modul de afișare al vitezei prin simularea unui indicator analogic și distanȚelor

8 din 13

se poate obȚiunea de reglare a afișajului prin selectarea valorilor de contrast și luminozitate.

Fig. 11. Modul de afișare al selectorului valorii de luminozitate

Fig. 12. Modul de afișare al selectorului

valorii de contrast

Cu ajutorul cursorului

rotind la stânga sau la dreapta se poate alege valo area dorită pentru cele două opȚiuni de afișare. Introducerea valorii selectate se face prin apăsarea cursorului. Ieșirea din meniul de reglare al afișării se face prin apăsarea tastei

.

9 din 13

Resetarea distanȚei voiajului

Cu ajutorul cursorului, prin apăsarea continuă a acestuia, se resetează indicaȚia de distanȚă parcursă de la începutul voiajului. La începutul resetării se aude un semnal sonor “bip”, dup ă terminarea resetării auzindu-se un semnal sonor dublu “bip-bip”.

Selectarea unităȚii de măsură a vitezei

Cu ajutorul tastei “MODE”, prin ap ăsarea continuă a acesteia, se pote selecta unitate de măsură a vitezei, noduri sau metrii pe secundă.

Setarea lochului

OpȚiunile meniului sunt ALARMĂ, SEMNAL SONOR, WT/GPS și SMOOTH.

Se apasă concomitent cursorul și tasta “MODE”, accesându-se meniul principal.

Rotind cursorul spre stânga sau spre dreapta, se al ege una din opȚiunile meniului.

Fig. 13

Pentru a accesa opȚiunea ALARMĂ se apasă cursorul atunci când aceasta este încadrată. Se va deschide afișajul din fig. 14.

10 din 13

Fig. 14

Rotind cursorul spre stânga sau spre dreapta, se al ege una din opȚiunile submeniului ALARMĂ: ACTIVAT sau DEZACTIVAT. Prin apăsarea taste CLR/OFF se memorează opȚiunea aleasă și se revine la meniul principal. OpȚiunea ALARMĂ premite afișarea unor semnale de avertizare.

În același mod se aleg și opȚiunile pentru SEMNAL SONOR, WT/GPS și SMOOTH.

11 din 13

Fig. 15

Fig. 16

12 din 13

Fig. 17

Oprirea lochului

La apăsarea concomitentă a tastelor

echipamentul este oprit.

13 din 13