авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 12 |

«, И. А. СТЕПАНЮК К. К. ДЕРЮГИН М ОРСКАЯ ГИ Д РО М ЕТРИ Я S '2. ...»

-- [ Страница 5 ] --

Оптическая система прибора представляет собой монокуляр (в некоторых модификациях— бинокуляр) со встроенной, специ­ ально разграфленной сеткой (рис. V III.2 б), состоящей из системы линий в перспективной проекции. Горизонтальные линии, распо­ ложенные одна от другой на постепенно уменьшающихся рассто­ яниях, соответствуют шкале дальности, оцифрованной в километ­ рах. Наклонные линии, сходящиеся в одной точке, соответствуют параллельным линиям на поверхности моря, проведенным на рас­ стоянии 5 м одна от другой. Справа от шкалы дальности распо­ ложена шкала высот волн /г. Сетка прибора рассчитывается для определенной высоты расположения пункта наблюдений над по­ верхностью моря. Если прибор установлен на другой высоте, то все результаты измерений должны быть умножены на переходный множитель К:

Г У - _ _ _ _ Н ± Н ’ где Н1 — фактическая высота установки прибора;

Н— высота, для которой рассчитана сетка.

Установку рекомендуется производить таким образом, чтобы переходный множитель был не больше 2 и не меньше 0,5. Если в исследуемом. районе моря наблюдаются значительные колеба­ ния уровня приливного или сгонно-нагонного характера,..то пред­ варительно с помощью нивелировки необходимо определить превышение пункта установки над нулем поста, а измерения пара­ метров волн производить одновременно с параллельными наблю­ дениями за уровнем по водомерной рейке или СУМу.

С помощью берегового волномера ВБ-49 можно определять длины волн, их высоты, периоды, а также скорость распростра­ нения.

При измерении длины волны, т. е. расстояния между двумя соседними гребнями, прибор ориентируется таким, образом, чтобы волны шли на наблюдателя. В таком случае шкала дальности ока­ зывается расположенной по нормали к гребням, и непосредственно по ней может быть сделан отсчет длины волны. Как правило, де­ лается несколько последовательных отсчетов, а в книжку наблю­ дений заносится Среднее из них.

Без изменения ориентации прибора может быть определен пе­ риод волн. При прохождении гребня через одну из горизонталь­ ных линий шкалы дальности включается секундомер, затем отсчи­ тывается десять волн, и при прохождении 11-го гребня секундомер выключается. Период волн т (в секундах) определяется как ' t х 10 ’ гд е/ — отсчет по секундомеру.

Скорость распространения волны v определяется по проме­ жутку времени Т, за который гребень волны проходит расстояние 100 м по шкале дальности:

Измерение высоты производится по наблюдениям за случайно плавающими в море предметами либо с помощью специально ус­ тановленного буйка. Прибор ориентируется так, чтобы буек или плавающий предмет оказались совмещенными со шкалой высот, и в делениях шкалы наблюдателем отсчитывается амплитуда их вертикальных колебаний. Цена деления шкалы высот постоянна и, как указывалось выше, равна 0,5 м.

Отсчет направления распространения волн снимается по лимбу в градусах при ориентации прибора'по нормали к гребням.

При наблюдениях за волнением с корабля волномер ВБ- устанавливается на карданном подвесе в таком месте, где верти­ кальные перемещения палубы минимальны.

Инструментальные измерения Инструментальные измерения параметров морских волн выпол­ няются с помощью специальных приборов — волнографов, позволя­ ющих передавать'результаты измерений на расстояние и произво­ дить запись профиля волн в выбранном масштабе. В последнее время широкое распространение получили электроконтактные, струнные (резистивные),-емкостные, индуктивные и гидростатиче­ ские волнографы (указанные названия приборы получили от типов применяемых в них первичных преобразователей—-датчиков).

Датчиком электроконтактного волнографа является жесткая рейка с укрепленными на ней на определенных расстояниях кон­ тактными пластинками. Рейка крепится к вбитой в грунт свае либо к притопленному бую, либо к береговому сооружению (пирсу, эс­ такаде и т. д.). Между контактами рейки включены постоянные резисторы. При- прохождении волны морская вода закорачивает часть контактов рейки, пропорциональную' уровню, тем самым из­ меняя суммарное сопротивление цепочки последовательно соеди­ ненных резисторов. С помощью кабеля рейка связана с регистра­ тором, реагирующим на изменение сопротивления. Запись профиля производится в виде дискретных ступенек.

Как правило, рейка устанавливается таким образом, что при­ мерно треть ее контактов постоянно замкнута при отсутствии вол­ нения. В оригинальной схеме, предложенной Копайгородским, это устранено применением специальных реле, отключающих все замк­ нутые контакты, кроме верхнего.

Струнные (резистивные) волнографы предназначены для не­ прерывной записи профиля волн в выбранном масштабе. Датчиком таких волнографов является не окисляемая в морской воде прово­ лока с достаточно высоким удельным сопротивлением, натянутая на жесткую опору, которая устанавливается в прибрежных райо­ нах моря таким же способом, как и электроконтактная рейка. При волнении закорачивается часть проволоки, пропорциональная уровню, и изменения ее сопротивления соответствуют профилю проходящих волн.

Изменения сопротивления регистрируются электронным само­ писцем, связанным с датчиком посредством кабеля.

Для проведения наблюдений с качающегося корабля может быть применен модифицированный вариант волнографа, разра­ ботанный Максимовым (ГО И Н ). Принцип действия судового струнного волнографа заключается в том, что влияние качки ко­ рабля автоматически учитывается применением дополнительного датчика тензоадетрического типа, конструкция и принцип действия которого описаны ниже.

Система из двух датчиков 1 и 4 (рис. V I I I. 3) опускается с ко­ рабля на выстреле 2 и связывается кабелем 3 с регистрирующей частью, находящейся на борту. Сигналы от датчиков, поступаю­ щие после соответствующих преобразований на вход регистратора в виде напряжений постоянного тока, вычитаются, и результиру­ ющее напряжение записывается на ленте самописца в виде про­ филя проходящих волн. Наблюдения с корабля могут проводиться либо на якоре, либо в дрейфе.

Струнные волнографы имеют очень большой недостаток, за­ ключающийся в коррозировании проволоки датчика при длитель­ ной эксплуатации, что приводит к изменению тарировочных ха­ рактеристик. От такого недостатка избавлены приборы с емкост­ ными датчиками волнения.

Емкостный датчик в простейшем виде представляет собой жестко натянутый на опорной, рейке изолированный провод, ниж ний конец которого, погруженный в воду, герметизирован. Провод и морская вода образуют цилиндрический конденсатор с меняю­ щейся при прохождении волн площадью обкладок. За счет этого пропорционально профилю волны изменяется емкость конденса­ тора.

Измерительная схема прибора выполняется в виде делителя на­ пряжения, состоящего из резистора и реактивного сопротивления емкости датчика. На делитель подается переменное напряжение от генератора. Сигнал, пропорциональный профилю волны, сни­ маемый с части делителя, выпрям­ t ляется и подается на регистратор, в качестве которого используется электронный потенциометр ЭПП- либо шлейфовый осциллограф.

В Институте океанологии АН С С С Р был разработан и успешно использовался прибрежный дистан­ ционный волнограф с индуктивным датчиком.

Конструктивно датчик волно­ графа представляет собой так назы­ ваемый дифференциальный транс­ I форматор с подвижным якорем, свя­ занным через мембрану с неболь­ шим поплавком, реагирующим на прохождение волны. Перемещения поплавка приводят к отклонениям якоря от положения магнитного рав­ Р / ----- новесия, что преобразуется измери­ / тельной схемой в изменения ампли­ Рср. туды тока на входе регистра­ Р2 тора.

* Диапазон измеряемых волногра­ фом высот волн 0,1— 2,5 м. Точ­ ность измерения не хуже 5%. Рис. V III.4. Принцип работы гид­ Из гидростатических волногра­ ростатического волнографа.

фов наиболее известны приборы Г М -16 и ГМ-32, серийно выпускаемые отечественной промышлен­ ностью.

Судовой волнограф ГМ-16 предназначен для измерений высоты и периода волн в открытом море и записи профиля волны на ленте регистрирующего самописца.

Принцип действия прибора основан на том, что волнение, сильно затухает с глубиной и практически отсутствует на глубине, превышающей половину длины волны. Если поместить ниже этого уровня некоторый элемент, чувствительный к гидростатическому давлению, то его показания будут соответствовать постоянной ве­ личине, характеризующей среднее давление in situ и не зависящей от меняющейся вследствие поверхностного волнения высоты столба 16 жидкости непосредственно над ним. Жестко связав чувствитель­ ный элемент с поплавком, свободно плавающим на взволнованной поверхности, можно получить систему, реагирующую на изменения гидростатического давления относительно Р ср за счет вертикальных перемещений поплавка 1, а следовательно, и самого чувствитель­ ного элемента 2 (рис. V I I I. 4).

В качестве чувствительного элемента в приборе ГМ -16 приме­ нен датчик гидростатического давления специальной конструкции (рис. V III.5 ). Основной частью датчика является приемник давле­ ния 9, представляющий собой латунный цилиндр, одной из боко­ вых плоских стенок которого служит гофрированная мембрана из бериллиевой бронзы. Центр мембраны с помощью стойки 3 'жестко связан с центром тензометрической пластинки 2, закрепленной внутри цилиндра. В местах максимальной деформации пластинки по обе стороны от стойки 3 прикреплены элементы 8, меняющие свое электрическое сопротивление от величины деформации, — так называемые тензометры.

Принцип действия тензометра заключается в том, что любая проволока, подвергаясь воздействию растягивающей либо сжима­ ющей силы, изменяет свое сопротивление вследствие изменения удельного сопротивления, длины и площади поперечного сечения на основании известной зависимости Я=р^, где р — удельное сопротивление, I — длина, 5 — площадь попереч­ ного сечения.

Связь между изменением сопротивления и величиной деформа­ ции (растяжения) приближенно может быть оценена следующим соотношением:

где )я — коэффициент Пуассона (значение ц для большинства ме­ таллов находится в пределах 0,24— 0,40).

Вследствие того что сопротивление любой проволоки зависит также и от температуры, для изготовления тензометров применя­ ются материалы с минимальным температурным коэффициентом сопротивления (Т К С ), например константан, манганин и др.

В тензометрах датчика ГМ-16 использована, константановая проволока диаметром 0,03 мм, закрепленная на тонкой изолиру­ ющей пленке из винифлекса. Тензометры приклеены к пластинке 2 специальным лаком «ВЛ», сверху для защиты от влаги их по­ крывают клеем БФ-2.

Соединенные между собой тензометры образуют равновесный четырехплечный мост постоянного тока. Четыре провода, по кото­ рым осуществляется питание моста и съем информации, под­ ключены к кабелю 6 через герметичный самоуплотняющийся разъем 4.

Рис. V III.5. Д атчик волнографа Г М -16.

В нижней части датчика расположен компенсатор, предназна­ ченный для исключения большей части среднего давления in situ. Это дает возможность значительно повысить чувствитель­ ность прибора (за счет сужения шкалы) и использовать мембрану без излишних статических напряжений и на линейном участке ее шкалы. Компенсатор состоит из двух плексигласовых полусфер 1 2 и 13, плотно пригнанных одна к другой, и баллона 14 из тон­ кой эластичной резины. Внутренняя полусфера 1 2 укреплена в штуцере полым винтом 11, наружная полусфера 13 насажена на распорную втулку 1. Стенки баллона 14 проходят между обеими полусферами и могут быть плотно зажаты между ними с помощью гайки 1 0.

При погружении датчика воздух из баллона 14 постепенно выдавливается через полость винта 1 1 внутрь приемника давле­ ния 9, уравновешивая наружное давление на мембрану. На неко­ торой глубине, называемой глубиной компенсации, весь воздух из баллона, оказывается вытесненным, а нижняя часть баллона —• плотно вдавленной во внутреннюю полость полусферы 12. При дальнейшем погружении датчика внутреннее давление в прием­ нике 9 остается постоянным и равным давлению на глубине ком­ пенсации;

Для защиты от внегйних повреждений и для создания удобной и обтекаемой формы все элементы датчика помещены в кожух, средняя часть которого представляет собой латунную трубу с отверстиями для свободного протока воды, а верхняя и нижняя части — полусферические головки из органического стекла.

Сквозь верхнюю головку проходит кабель 6, герметизированный с помощью уплотняющего сальника 5. В нижней головке имеется проушина 15, предназначенная для подвешивания дополнитель­ ного груза. Сигналы от датчика в виде напряжения разбаланса четырехплечного тензометрического моста поступают по кабелю на бортовой регистратор прибора (рис. V I I I. 6), состоящий из электронного потенциометра ЭПП-09 5, щитка управления и конт­ роля 7, автотрансформатора 2 и однофазного преобразователя 3.

Электронный самопишущий потенциометр ЭПП-09 предназна­ чен для записи профиля волны на диаграммной ленте шириной 275 мм. Шкала прибора 0— 10 мВ, время перемещения пишущей каретки по всей шкале 2,5 с, скорость движения ленты может ме­ няться в пределах 60— 9600 мм/ч. Для питания прибора исполь­ зуется переменное напряжение 127 В, 50 Гц, подаваемое через, автотрансформатор 2. Для преобразования постоянного напря­ жения 110 В (или 220 В) бортовой сети в переменное напряже­ ние частотой 50 Гц служит однофазный преобразователь 3 типа ПО-120-Ф-5.

В щиток управления и контроля вмонтированы вольтметр 4 со.

шкалой 0— 150 В, частотомер 6 вибрационного типа со шкалой 48— 52 Гц, тумблер переключения питания, переключатель рода работ, ручка установки нуля самописца и предохранитель. На бо­ ковой стенке щитка укреплен реостат 1, служащий в качестве пус нового при включении преобразователя, а также предназначенный для понижения напряжения бортовой сети до 110 В (если U oeTи= =220 В ).

Внутри щитка управления и контроля помещены четыре сухих элемента 3C-JI-30 общим напряжением порядка 6 В, предназна­ ченных для питания измерительного тензометрического моста в датчике волнографа.

Кроме описанных выше устройств, в комплект прибора ГМ- входят: поплавок, обтекаемый груз, четырехжильный кабель типа РШ М, трос и такелажные скобы.

• Рис. V III.6. Бортовой регистратор волнографа ГМ-16.

Методика работы с прибором заключается в следующем. Дат­ чик подвешивается к поплавку на расстоянии, большем, чем глу­ бина компенсации (при настройке компенсатора на 60 м датчик подвешивается на расстоянии 73 м, при настройке на 80 м — на 93 м). Подвеска осуществляется непосредственно на кабеле.

К датчику на тросе подвешивается дополнительный груз массой до 15 кг. Вся система опускается за борт и свободно дрейфует при периодическом потравливании кабеля. При этом на потенциометре ЭПП-09 производится запись волнения.

Глубина настройки компенсатора в датчике прибора может быть уточнена при опускании. До глубины компенсации пишущая каретка самописца неподвижна (тензометрический мост сбалан­ сирован), момент начала движения каретки совпадает с моментом срабатывания компенсатора. По длине вытравленного к этому мо­ менту кабеля и определяется глубина компенсации.

Следует учитывать, что глубина компенсации меняется не только от конструктивных факторов (настройки компенсатора), но и от температуры среды, влияющей на плотность воздуха в компенсирующем баллоне.

Для того, чтобы по записи наблюдений на ленте потенцио­ метра получить реальные значения амплитуд волн, пользуются та рировочным коэффициентом волнографа j3, который определяют либо в лабораторных условиях, либо непосредственно в море.

Рис. V III.7. О бразец записи волнографа при тарировании.

Тарировка в лабораторных условиях может быть выполнена двумя способами. Первый способ заключается в том, что датчик волнографа помещают в специальный баллон, где постепенно уве­ личивают гидростатическое давление равными ступеньками, соот­ ветствующими перепаду глубин в 0,5— 1,0 м. При этом запись на ленте потенциометра также производится в виде ступенек (рис. V III.7 ). Значение коэффициента |3 определяется отношением реального перепада задаваемых глубин к числу делений ленты (см/дел.).

При втором способе тарировки датчик на размеченном кабеле погружают в заполненную водой трубу высотой примерно 20 м такими же ступеньками, как и в первом способе.

Непосредственно в море тарировка может быть выполнена при отсутствии волнения либо при слабом волнении, когда амплитуда качки судна не более 20 см. Датчик, подготовленный так же, как и при наблюдениях за волнением, на размеченном кабеле опускают с борта. После достижения глубины компенсации дальнейшее по­ гружение выполняют ступенчато. По записи на ленте потенцио­ метра определяют значение коэффициента р, так же как и в ла­ бораторных способах.

При эксплуатации волнографа следует иметь в виду, что зна­ чение р зависит не только от параметров тензометрического мо­ ста и конструктивных факторов, но и от напряжения питания моста, обеспечиваемого элементами 3C-J1-30 в щитке управления и контроля. При старении элементов, а значит, при уменьшении их напряжения, тарировочный коэффициент необходимо умно Вт жить на величину - р - ( Е т— напряжение питания при тарировке, Е 3 — напряжение при записи волнения).

Радиоизмеритель волн открытого моря ГМ-32 предназначен для дистанционных наблюдений за волнением с передачей инфор­ мации по радиоканалу. Прибор состоит из двух основных комп­ лексов: измерительной системы с радиопередающим устройством и системы приемник— регистратор. Расстояние между обоими комплексами в режиме записи волнения может составлять до 6— 8 миль при высоте приемной антенны 13— 16 м й волнении до 4— 5 баллов. Автономность измерительной системы в режиме непре­ рывной записи до ;

3 суток, в дискретном режиме (25 мин запись, 25 мин перерыв) — до 6 суток. Средняя погрешность измерения высоты волны ± ( 1 0 см +1,5% измеряемой величины), средняя погрешность" измерения периода ± (0 Д с + 5% измеряемой вели­ чины). • Измерительная система прибора (рис. V III.8 ) состоит из дат­ чика 13 с подвешенным к нему на тросе грузом 1 4, контейнера 11, в котором размещены кассета с источниками питания 1 0, модуля­ тор 8 и программное устройство 9, пенопластового поплавка с металлической мачтой 5, укрепленной оттяжками 6, и разме­ щенного на верху мачты радиопередатчика 2 с антенной 3 и лам­ пой светомаяка 1. Верхняя секция мачты сделана из винипласта.

Внутри мачты проходит многожильный кабель 4, связывающий радиопередатчик с контейнером. Гидростатический датчик давле­ ния 1 3 подвешен к контейнеру на трехжильном тросе-кабеле 1 типа КТШ-0,3 длиной 70 м.

Принцип действия измерительной системы прибора ГМ-32 ана­ логичен применяемому в судовом волнографе ГМ-16. Датчик гид­ ростатического давления заглубляется до уровня, превышающего половину длины поверхностной волны, и совершает вертикальные колебания совместно со свободно плавающим на поверхности по­ плавком. Изменения гидростатического давления, вызванные вер­ тикальными перемещениями датчика, преобразуются чувствитель­ ной схемой в электрический сигнал.

Конструкция датчика в приборе ГМ-32 в основном повторяет конструкцию датчика в волнографе ГМ-16. Датчик представляет собой обтекаемый цилиндр (рис. V I I I.9), состоящий из латунной трубы 6 с отверстиями для свободного протока воды и двух голо­ вок 3 и 8, к которым труба 6 крепится с помощью винтов. Внутри цилиндра размещены преобразователь давления в электрический сигнал (непосредственно датчик давления), помещенный в герме­ тичный цилиндрический корпус 4 и компенсатор 7, аналогичный О Рис. V III.9. Д атчик вол­ Рис. V III.8. И змеритель­ ная система прибора нографа ГМ-32.

ГМ-32.

лрименяемому в ГМ -16. Преобразователь соединяется с кабелем 1 при помощи герметизированного трехштырькового разъема 2.

Принцип действия преобразователя заключается в следующем.

Гофрированная мембрана 5, являющаяся одной из стенок цилийдра 4, своим центром через тягу шарнирно связана с пере­ даточно-множительным механизмом типа МРД, который в зави­ симости от деформаций мембраны перемещает ползунок пре­ цизионного реостата, изготовленного из платиновой проволоки.

•Сопротивление реостата около 100 Ом. К его концам подведено достоянное напряжение порядка 6 В;

колебания части этого на Г и......

Измерительный Передатчик генератор ( модулятор) Переключатель Источник Масштаб­ Гидроста-'- питания программного Г ное тический устройства устройство датчик Программное устройство Рис. V I II.10. Блок-схема радиобуя ГМ-32.

лряжения, снимаемой с ползунка, соответствуют волнению на по­ верхности моря.

Сигнал с датчика по кабелю поступает на модулятор (рис. V III. 10), где преобразуется в видеоимпульсы постоянной амплитуды, частота следования которых пропорциональна ампли­ туде сигнала. Видеоимпульсы заполняются несущей частотой пе­ редатчика (216,5 ± 1,5 МГц) и поступают на антенну в виде им­ пульсных пакетов (число-импульсная модуляция).

Программное устройство, входящее в комплекс измерительной системы, состоит из масштабного устройства, представляющего собой делитель напряжения, предназначенный для периодического определения масштаба записи, и переключателя.

Источник питания обеспечивает необходимые напряжения для всех электронных узлов системы, а также для лампочки свето маяка.

12 Морская гидрометрия Приемная аппаратура FM-32 состоит из антенно-фидерной си­ стемы (АФ С) с поворотным устройством, приемника сигналов ра­ диобуя, преобразователя частоты, регистратора, блока управле­ ния приемника, индикатора поиска и контроля и схемы питания.

Большинство блоков аналогично применяемым в приемной аппа­ ратуре радиоизмерителя течений ГМ-33. В ГМ-32 добавлен блок преобразователя частоты и усложнена схема питания.

Преобразователь частоты (П Ч ) предназначен для обратного преобразования импульсных" пакетов, принятых по радиоканалу, в отрицательные импульсы постоянной амплитуды и длительности, частота следования которых пропорциональна исходному сигналу датчика радиобуя. В последующих схемах П Ч сформированные импульсы преобразуются в сигнал постоянного напряжения, вели­ чина которого пропорциональна их частоте следования.

Постоянное напряжение, меняющееся по амплитуде в соот | ветСтвии с профилем измеряемых волн, подается на регистратор, 1 в качестве которого использован электронный потенциометр ЭПП-09 М2 со шкалой 10 мВ и временем перемещения каретки 2,5 с (рис. V III.1 1 а ).

Вследствие того что функции, выполняемые приемной аппара ;

турой ГМ-32, значительно сложнее, чем в приборе ГМ-33, питание основных узлов аппаратуры стабилизировано. Блок питания со­ стоит из стабилизированного выпрямителя анодного напряжения, •стабилизированного выпрямителя накала и узла питания аппара­ туры радиобуя, используемого при необходимости проверки или настройки радиобуя в лабораторных условиях.

Все блоки приемной аппаратуры ГМ-32, за исключением инди­ катора поиска и контроля, регистратора и антенно-фидерной си­ стемы, смонтированы в общем корпусе. В средней части корпуса помещен приемник сигналов 1, в верхней части — блок управле­ ния ''2 и преобразователь частоты 3, нижняя часть занята блоком, питания 4.

Приемная аппаратура включается в судовую сеть переменного тока 110 или 220 В, 50 Гц, а при наличии на борту только сети постоянного тока 220 В питается от преобразовательного агрегата типа ЛМГ-ЗЛ.

Рассмотренные приборы позволяют производить измерения па I раметров волн в одной точке. Для проведения наблюдений в це­ лом ряде точек на большой акватории в целях получения комп­ лексных характеристик морского волнения используется метод сте реофотограмметрической съемки.

Сущность метода заключается в том, что участок взволнован­ ной поверхности моря одновременно фотографируется двумя ап­ паратами, расположенными на некотором расстояний друг от друга таким образом, что оптические оси их объективов па­ раллельны. Расстояние между аппаратами называют базисом съемки.

Полученные пары фотографий при рассмотрении в стереоскопе дают объемное изображение поверхности моря. Обработка таких 12* пар выполняется с помощью специального прибора — стереопла ниграфа.

Стереофотограмметрическая съемка может производиться как с корабля, так и с самолета. Для съемки применяются аэрофото­ аппараты АФА-ТЭ или АФА-37.

Интересным методом наблюдений за волнением моря является разработанный Институтом радиофизики и электроники АН У С СР радиоволновой метод. Сущность его заключается в том, что харак­ теристики рассеяния коротких и средних радиоволн взволнован­ ной поверхностью моря статистически связаны с элементами волн на исследуемой акватории. Метод позволяет получать данные о волнении на значительном удалении от пункта наблюдений (до 350 к м ).

Очень важными для научных и народнохозяйственных целей являются наблюдения за динамическими параметрами морских волн, в частности определение волновых нагрузок на береговые сооружения. Данные таких наблюдений необходимы при проекти­ ровании заградительных молов, волноломов и других портовых систем.

В СССР первые наблюдения за воздействием волн на берего­ вые сооружения проводились в порту Туапсе в 1926 г., где по ини­ циативе профессора Федорова и инженера Кузнецова был создан специальный наблюдательный пост, В 1928— 1929 гг. начали рабо­ тать волноизмерительные станции в портах Ялта и Поти. На про­ тяжении 1930— 1939 гг. был построен ряд станций за рубежом — в портах Дьепп, Генуя, Неаполь.

В настоящее время наиболее совершенной является Сочинская волноизмерительная станция (В И С ), начавшая работу в 1953 г.

Сочинская ВИС предназначена для проведения в натурных ус­ ловиях комплексных исследований волновых процессов на подходе к портовым оградительным сооружениям, а также воздействия волн на эти сооружения и прибрежную портовую акваторию.

Комплекс станции состоит из массива-гиганта, расположенного' в центре мола, наблюдательной башни на -оконечности этого мола и наблюдательной вышки на оконечности другого мола.

В металлическом массиве-гиганте установлены приборы и обо­ рудование, предназначенные для измерений волнового давления:

на вертикальную стенку и колебаний массива под воздействием волн, а также осуществляющие запуск и автоматическое регули­ рование работы станции. Массив-гигант состоит из надводных по­ мещений и донной галереи, связанных шахтой. В надводных по­ мещениях расположены: аппаратная, вспомогательный и энерге­ тический отсеки. В аппаратной установлены: указатели высот волн, на подходах к молу и у стенки, вибрографы, щит автоматического' управления и другие приборы. В донной галерее находятся при­ боры для измерения взвешивающего давления и водосборник.

В соединительной шахте через шлюзовые аппараты выведены на­ ружу датчики волнового давления.

В наблюдательной башне на оконечности мола установлены:

дии динамографов.

приборы для инструментальных наблюдений за ветром и стерео­ фотосъемки волнения.

С наблюдательной вышки на оконечности другого мола прово­ дятся наблюдения за волнением и кинофотосъемка в тех случаях, когда наблюдатель не имеет возможности попасть на башню вследствие шторма или когда требуются более полные данные о характеристиках волн на подходе к порту.

Для полного комплекса наблюдений, проводимых на Сочин •ской ВИС, используется ряд специальных приборов:

а) для наблюдений за ветром на башне установлен модифици­ рованный анеморумбометр М-47, позволяющий производить не­ прерывную запись направления и скорости с помощью серийного шлейфового осциллографа Н-700;

б) для наблюдений за высотой и периодом волн используются электроконтактные волнографы открытого моря (ЭКВО М ) с за­ писью на шлейфовый осциллограф МПО-2;

в) для измерения колебаний массива-гиганта станции под уда­ рами волн используются специальные приборы — вибрографы и сейсмографы;

г) для стереофотосъемки волнения применяются аппараты АФА-37;

д) измерения волнового давления на массив-гигант выпол­ няются с помощью динамографов различных систем.

По принципам действия датчиков применяемые динамографы можно разделить на три основных типа:

а) индуктивные, б) сильфонно-реостатные, в) тензометрические.

Датчик индуктивного динамографа (рис. V III. 12 а ) представ­ ляет собой трансформатор 3, подвижный сердечник которого свя­ зан с мембраной 2, непосредственно воспринимающей волновое.давление. Через зажимы 1 на датчик подается переменное напря­ жение. Сигнал, пропорциональный давлению, поступает на диф­ ференциальный разделительный трансформатор 4, выпрямляется диодным мостом 6, фильтруется Г-образным L C -фильтром, а за­ тем попадает на шлейф 5 регистрирующего осциллографа.

В сильфонно-реостатном динамографе (рис. V I I I. 12 б) чувст­ вительным элементом является сильфон, подвижный конец кото­ рого связан с ползунком реохорда. Тем самым изменяющееся со­ противление реохорда пропорционально измеряемому волновому давлению. Реохорд включен в мост постоянного тока, к измери­ тельной диагонали которого подсоединен шлейф осциллографа.

Значительным недостатком индуктивных и сйльфонно-реостат ных динамографов является большая инерционность, не позволяю­ щ ая достаточно надежно регистрировать кратковременные «пико­ вые» давления большой интенсивности при ударах волн о верти­ кальную стенку. От этого недостатка избавлен тензометрический динамограф, с успехом применяющийся в настоящее время на Со­ чинской ВИС.

Чувствительным элементом датчика тензометрического дина­ мографа (рис. V I I I. 12 в ) является упругая мембрана (плоская или полукруглая), непосредственно воспринимающая давление.

Центр мембраны жестко связан с пластинкой, на которой на­ клеены тензометры, включенные по схеме моста постоянного тока.

Измерительная диагональ моста нагружена непосредственно на шлейф осциллографа. Тензометрический датчик может при­ меняться в комплекте с осциллографами МПО-2, Н-133 и Н-700.

Ряд интересных приборов для измерения волновых нагрузок разработан в Институте океанологии АН СССР, например индук­ ционные динамографы ИДК-1, ИДК-2, индукционный измеритель вектора гидродинамического давления ВД К-И и др.

ГЛАВА IX НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ТЕЧЕНИЕМ ^Течения являются одним из основных элементов гидрологиче­ ского режима океанов и морей. Они играют огромную роль.в формировании водных масс, их перераспределении, водообмене между морями, переносят льды, оказывают исключительно боль­ шое влияние на климат и погоду земного шара.

О наличии течений, по всей вероятности, уже имели некоторое представление первые мореплаватели — финикияне и карфагеняне, так как во время дальних плаваний к Канарским островам и бере­ гам Великобритании им приходилось пересекать сильное Северо Атлантическое течение и его ветвь — Канарское течение. Известно, что в проливах Керченском, Босфор, Дарданеллы и Гибралтарском первыми обнаружили течения древнегреческие ученые, в частно­ сти Аристотель^ В средние века норманны открыли морской путь из Северной Европы в Исландию и Гренландию. Они знали о на­ личии течений, так как приметным местам давали такие названия, как «остров течения», «мыс течения» или «залив течения». В X II I в.

о постоянном юго-западном течении, идущем вдоль восточных бере­ гов Африки, и о Муссонном течении в Индийском океане было хорошо известно арабам-мореплавателям. В начале X V в. пор­ тугальцы и испанцы имели уже достаточно сведений о некоторых океанических течениях. В этот период португальским мореплава­ телем Васко да Гама был открыт морской путь из Европы в Индию. По пути им было обнаружено Мозамбикское течение.

^Т1ервое наблюдение за течением в открытом океане было про­ ведено в 1492 г. Колумбом вовремя первого плавания в Америку.

Опуская лотлинь с грузом на большую глубину, он заметил его отклонения от вертикального положения. Это позволило ему от­ крыть Северное Экваториальное течениеГ\ Первый из мореплавателей, обнаруживший и использовавший Гольфстрим, был Кабот (1498 г.). К20-м годам X V I в. Гольфстрим был настолько хорошо известен, что многие испанские суда, на­ правлявшиеся в Америку, шли вдоль Северного Экваториального течения, а на обратном пути направлялись к Флоридскому проливу, следовали Гольфстримом примерно до широты мыса Хаттерас, а затем плыли на восток, в Испанию. На этом пути они пользовались попутными ветрами, избегая встречных течений.

Таким образом было установлено, что открытое течение Гольф­ стрим носит не местный характер, а мощное и широкое, оно про­ ходит на большом протяжении.

В конце X V и начале X V I в. уже были открыты почти все ос­ новные течения Атлантического океана и некоторые течения Индий­ ского океана. В 1655 г. в Амстердаме Кирхером была составлена карта основных течений Мирового океана, а в 1663 г. в Гааге по­ явился первый научный труд Фоссиуса о морских течениях.

Изучению течений для мореплавания, а также для выяснения природы Мирового океана придавали большое значение русские мореходы и ученые. В 1812 г. после первого кругосветного плава­ ния Крузенштерн писал: «Познание течения моря столь важно для мореплавания, что мореходец должен поставить себе обязанностью производить над оными наблюдения во всякое время со всевоз­ можной точностью».

Первые наблюдения за течением в арктических морях, омыва­ ющих побережье России, были проведены в период Великой Север­ ной экспедиции (1733— 1743 гг.).

О системе течений, существующей в Северном Ледовитом океане, первым высказал правильную мысль в 1763 г. русский уче­ ный М. В. Ломоносов. Вот что он писал: «Движение вод в соеди­ ненном с ним (Северном Ледовитом океане) Атлантическом океане есть неложный свидетель, который уверяет, что нельзя тамошним водам было простираться течением на запад, если бы на их место' другие воды из Ледовитого моря не наступали, и сами льды сог­ ласным оттуда движением сему соответствуют».

В целях изучения возможности мореплавания «Сибирским океа­ ном» по инициативе Ломоносова в 1765—4766 гг. была снаряжена экспедиция под начальством Чичагова. Составляя инструкцию для этой экспедиции, Ломоносов указывал: «Когда румб морского те чения переменится, значит в той стороне берег, от коего отвраща­ ется. Течения приливов, не сходные с течением Луны, значат великие заливы или моря, между большими островами лежащие...

тем больше приливы с Луной сходствуют, тем паче нас уверяют о пространстве моря».

Многочисленные наблюдения за течением в океанах были вы­ полнены русскими мореплавателями в начале X IX в., во время кругосветных плаваний в период с 1803 по 1849 г. Первые глубоко­ водные наблюдения в океане были выполнены Крузенштерном.

Другим известным русским мореплавателем Коцебу — командиром кораблей «Рюрик» и «Предприятие»—’ вместе с физиком Ленцем были проведены наблюдения за течением до глубин 2000 м. Уже в то время Коцебу указывал на необходимость проведения более длительных по времени наблюдений за течениями для выяснения причин их возникновения. Он писал: «Течения бывают либо только местные и частные, либо постоянные или периодические, или слу­ чайные и неправильные. Первые зависят либо от местных обстоя­ тельств, как, например, от сужения берегов, приливного или отлив­ ного течения, либо иногда недознанных физических причин;

185' последние принадлежат более к общему порядку действий при­ роды и суть отчасти последствия господствующих ветров, обраще­ ния земли, попеременного наступления теплоты и стужи, испарений, и других причин, еще недознанных. Случайные причины могут про­ исходить также от бывающих в соседстве штормов».

Ценные данные о течениях были получены Беллинсгаузеном в 1819— 1821 гг. во время плавания к берегам Антарктиды.

В 1821— 1824 гг. у Мурманского побережья и берегов Новой Земли Литке собрал многочисленные материалы по течению, представля­ ющие большой интерес, а в 1826 г. открыл в Тихом океане М еж­ пассатное противотечение.

В 1881 г. обстоятельные исследования течения в проливе Босфор были сделаны Макаровым. Данные этих исследований стали ос­ новой его ценного труда о течениях в Босфоре. Во время круго­ светного плавания на корвете «Витязь» в 1886— 1889 гг. Макаро­ вым были получены многочисленные данные о течениях в океанах.

Изучая природу течений, Макаров отметил влияние отклоняющей силы вращения Земли и ее роль в их формировании. Без учета этого влияния теперь немыслимы никакие теоретические исследова­ ния в области динамики океана.

Кроме того, Макаровым была составлена методика наблюдений за многими гидрологическими элементами, в том числе и за тече­ ниями, и их обработки. В период с 1890 по 1914 г., до начала первой мировой войны, наблюдения за течением были выполнены почти всеми экспеди­ циями, снаряженными в этот период времени. К ним в первую очередь следует отнести экспедиции: в ’ Черном море в 1891— 1892 гг., в которой изучение течений было проведено Шпиндлером;

в Баренцевом море в 1898-— 1901 гг. под руководством Книповича на судне «Андрей Первозванный»;

Толля в 1900— 1902 гг. на судне «Заря»;

Вилькицкого в 1913— 1915 гг. на судах «Таймыр» и «Вайгач»;

Седова в арктические моря в 1912— 1914. гг. на парусно­ паровом судне «Св. Фока» и еще целый ряд других экспедиций.

На основании материалов по течениям, полученных перечислен­ ными экспедициями, были составлены атласы и карты течений, в частности Книповичем была построена карта распределения в Баренцевом море теплых и холодных водных масс.

После победы Великой Октябрьской социалистической револю­ ции научные исследования на морях, омывающих побережье Со­ ветского Союза, с каждым годом стали принимать все более ши­ рокий размах, а после окончания Великой Отечественной войны начали проводиться в различных районах Мирового океана.

Во всех многочисленных экспедициях особое внимание уделяется проведению наблюдений за течением, являющимся одним из ос­ новных факторов, обусловливающих динамические процессы, про­ текающие в Мировом океане и неразрывно связанные с динамиче­ скими процессами, происходящими в атмосфере, а следовательно, играющих сложную и важную роль во взаимодействии океана и атмосферы.

f Непосредственные данные о скорости и направлении течений необходимы для всех отраслей народного хозяйства,- в той или иной степени связанных с морем. Поэтому изучение течений имеет большое научное и практическое значение и является одной из важнейших задач современной океанологииТ^Советские ученые за последнее десятилетие провели широкие исследования всего Мирового океана и сделали ряд крупных открытий, связанных с изучением течений. Было обнаружено и исследовано мощное под­ поверхностное экваториальное противотечение в Атлантическом океане — течение Ломоносова. Открыта делая система противоте­ чений в Атлантическом океане, а также Антило-Гвианское про­ тивотечение.

Основными задачами исследования морских течений являются:

1) изучение общей циркуляции вод Мирового океана, переноса 7 тепла течениями, влияния течений на климат. Известно, что мощ­ ность теплого океанического течения Гольфстрим около 9 0 -109 т/ч, I тогда как р. Волга выносит в Каспийское море 30 *106 т/ч. Таким образом, по расходу воды Гольфстрим превышает р. Волгу ! в 3 тысячи раз. Расход Гольфстрима на параллели 38° с. достигает j 82* 106 м3/с, т. е. в 60 раз больше расхода всех рек земного шара.

Характерно также, что из Атлантического океана через Фареро Шетлендский пролив в Северный Ледовитый океан ежегодно по­ ступает в среднем 2 13 *103 км3 атлантических вод, 1734* 1015 ккал тепла и 6 7 1 2 -109 т солей. Тихоокеанские воды через Берингов ;

пролив приносят ежегодно в среднем 30-103 км3, 27- 1015 ккал тепла и 9 6 -109 т солей.

! Большое влияние оказывают атлантические воды и на климат:

88% приносимого ими тепла расходуется на нагревание воздушных масс над Норвежским, Гренландским и Баренцевым морями, остальное тепло поступает в Северный Ледовитый океан. Перенос тепла Северо-Атлантическим течением повышает температуру воздуха над Норвежским и Баренцевым морями на 20° С, тогда как адвекция тепла атмосферой — на 15°. Кроме того, тепло, поступаю­ щее от теплых течений в атмосферу, в какой-то степени определяет пути циклонов;

2) определение влияния течений на ледовитость морей, пере­ мещение (дрейф) и формирование ледяного покрова.. Известно, что из Северного Ледовитого океана Восточно-Гренландским течением ежегодно выносится около 12 700 км3 льда, причем средняя граница айсбергов в западной части Атлантического океана проходит не­ сколько севернее параллели 40° с. Часть айсбергов оседает на Большой Ньюфаундлендской банке, но наблюдались случаи встречи остатков дрейфующих ледяных гор на 26° с. ш. и однажды даже на 20° ю. ш.

Расчеты также показали, что прекращение притока тепла с атлантическими водами увеличило бы среднегодовую толщину льда в Центральной Арктике до 5,4 м. Зависимость общей ледови­ тости четырех арктических морей от суммарной адвекции атлан­ тических и тихоокеанских вод выражается средним коэффициентом корреляции 0,76. Этот же коэффициент характеризует связь рас­ хода атлантических вод в данном году с площадью льдов, вынесен­ ных из Арктического бассейна в последующем году;

3) обеспечение мореплавания, надводного и подводного флота, ;

глубоководных аппаратов необходимыми навигационными по- :

собиями в виде карт и атласов течений, справочным расчетным материалом;

4) обеспечение рыбной промышленности, рыболовецкого и про- ;

мыслового флота всеми необходимыми данными о течениях, ока­ зывающих большое влияние на миграцию рыб и морских живот­ ных, биологическую продуктивность и применение орудий лова;

5) определение влияния океанической циркуляции, в частности глубинных и придонных течений, на радиоактивные отходы атом- | ной промышленности, сбрасываемые в контейнерах с самолетов | в целях их захоронения на больших глубинах Мирового океана;

( 6) определение влияния течений на берега, портовые гидротех­ нические сооружения в связи с приливными и сгонно-нагонными явлениями, процессами перемещения наносов и наличием больших ;

динамических нагрузок;

7) разработка и создание методов расчета и прогноза течений,' основанных как на теоретических выводах, так и на знании законо- | мерностей и характера режима полей течения в определенных j районах Мирового океана.

Методы наблюдений за морскими течениями ^\Для изучения течений Мирового океана широко применяются j следующие методы наблюдений за направлением и скоростью дви­ жения вод на различных глубинах, в поверхностном и придонном j слоях: j Г) навигационный, ;

2) поплавочный, I 3) вертушечный, ' 4) электромагнитный, б ^ сриогвдрЗДШ Х^а^ввш й, ;

€)—акуежваеек»#;

7) аэрофотосъемки, 8)-;

5га6©;

|ЗТЩГйШ^"^Тё1аф’ичеек-ог4Х-мйдел®р^ва!М44«[.\ Кроме перечисленных методов, широко применяёйых в настоя­ щее время, используются еще некоторые другие методы, но значи­ тельно в меньшей степени. В частности, метод изучения течений глобального масштаба с использованием искусственных спутников Земли считается весьма перспективным. Наиболее часто из других методов измерения направления и скорости течения применяется!;

вспомогательный метод, по данным которого строятся карты полей!

течений отдельных районов Мирового океана. Для этой цели ис­ пользуются данные карт горизонтального распределения геофизи­ ческих и гидрохимических элементов. Анализ классификации вод-s ных масс также относится к одному из вспомогательных и весьма распространенных методов определения течений. Для некоторых районов Мирового океана, особенно проливов, карты, составленные на основании данных о распределении планктона, подтверждают общую схему переноса вод. Таким образом, считается, что планк­ тон может служить наглядным показателем перемещения водных масс. Кроме того, часто расчет направления и скорости течений производится при наличии качественного материала наблюдений за температурой и соленостью воды, полученного в результате вы­ полнения синхронной и непродолжительной океанографической съемки открытого района моря или океана. В этом случае получа­ ются вполне надежные данные в виде карт горизонтальных полей j течений исследуемого района.

/ Г 1. Навигационный метод, один..из—самых распространенных, широко применялся в ранние периоды мореплавания и не утратил значения в настоящее время. С его помощью можно получить дан­ ные по течению в навигационном слое, соответствующем осадке судна. Метод не требует специальных затрат. Сущность навига­ ционного метода заключается в том, что в одно время сравнива | ются счислимое и обсервованное места судна^Счислимое место судна находится путем прокладки на карте истинного курса судна и его расстояния по лагу. В этом случае влияние течения на судно I не учитывается. Обсервованное место судна определяется по. дан­ ным наблюдений Солнца или звезд при помощи астрономического ! секстана или с применением радиометрических методрв: радиопе ленгования, радиолокации. При этом учитывается влияние течения i на судно. При плавании вблизи берегов часто местоположение судна определяется по пеленгам или с помощью промерного : секстана по углам между береговыми знаками. Направление сноса | определяется путем соединения счислимого места с обсервованным, а скорости — путем деления расстояния между ними на промежу ;

ток времени между обсервациями.^ Определение течений по отклонению лотлиня обычно произво­ дится вдали от берегов, на глубинах, не превышающих 300 м.

! Лотовый способ, предложенный Кудрявцевым и Гордиенко, заклю­ чается в том, что с лебедки, установленной на палубе судна, через шкив блок-счетчика на тросе диаметром 2,5— 3,5 мм опускается лот или груз, масса которого зависит от глубины места и скорости дрейфа. На глубинах до 50 м и при средних скоростях дрейфа масса лота (груза) составляет 15— 20 кг, на глубинах, превышаю­ щих 100 м, масса увеличивается до 50 кг. При достижении лотом дна производится отсчет по счетчику, включается секундомер и на­ чинается постепенное вытравливание троса без излишнего его на­ тяжения или слабины. Через некоторое время в зависимости от ско­ рости дрейфа судна вытравливание лотлиня прекращается, оста­ навливается секундомер, вторично берется отсчет по блок-счетчику и измеряется угол отклонения троса по вертикали. Расчет скорости дрейфа производится по таблицам Киреева или по одной из номо­ грамм Бураковского (рис. IX. 1).

t, xvdu/aw g о } madg не mbnadg внпьтэд Д 1 1 1 1 1 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 | I |г р г г ч т т т Т | 1 1 " 11 П I | 1ГI I | III I | U 11 14 1 1 11 1Г Ч Ч - 1 1 I I I | I I I I | I I i i i н принято е про&испние л н 5 расчет g vtfrriadg quuodoHg *st p 1 i"'i|iiii("'|1111)iщ 1 1iy111i"U|i111|inii" " | m m |—| lr V Г (, Io l- П V Ч - § ^ т.. аэ И С О «Э -T см Г )" ci4 C) C* ?

ия м ечте:

ав^ннизо g mnir H ogm nw rgvdum uivsdg g ^ 11| ' | ' ' | ' i 1| I I l I | 11111 1']' I C 1fS4 111I 11 11I" ' 11 1 1 1 1 I‘ 11 1T " I |5 I ‘ ‘ “ Расчет по номограмме производят следующим образом: отложив измеренную глубину h по нижней шкале в правой части номо­ граммы, от нее проводят до пересечения с дугой окружности L, соответствующей длине вытравленного троса, вертикальную линию.

От полученной точки пересечения проводят горизонтальную прямую до пересечения ее с вертикальной шкалой d t,.где обозначены вели­ чины дрейфа за время t с. С этой величиной входят в левую часть номограммы, на которой найденное значение d t откладывают по | соответствующей шкале и соединяют прямой линией со значением времени вытравливания линя по шкале Л. Точка пересечения I со шкалой v дает искомую скорость дрейфа. Направление дрейфа определяется по отклонению лотлиня с.использованием компаса, с указанием, куда дрейфует судно (по компасу). Таким же спо­ собом определяются течения и со льда. Для этого, предварительно подготавливается лунка диаметром не менее 2,5 м. Интересно от­ метить, что на дрейфующей станции «СП-2» Гудковичем, Никити­ ным и Сомовым применялся угломер — фанерный круг с прорезью для троса. Длина прорези соответствует радиусу, круга (рис. IX.2). При помощи шнура, прикрепленного к стержню, нахо­ дящемуся в центре круга, угломер подвешивался к блоку лебедки.

Для отсчета направления дрейфа у края круга были нанесены два ряда цифр, расположенные против часовой стрелки, причем нуле­ вые деления в обоих рядах отстояли друг от друга на 180°. Угол отклонения троса от вертикали определялся по делениям у края прорези. Направление дрейфа находилось с помощью круга по ориентированной лунке, причем истинное направление линии О— 180°, проходящей через ее центр, закреплялось на деревянной раме двумя приметными ориентирами. Направление дрейфа отсчи­ тывалось по линии, проходящей между шнуром отвеса и одним из ориентиров. При визировании в северном направлении отсчет выполнялся по наружному ряду цифр, в южном направлении — па внутреннему ряду цифр.

ГТ^адиолокационный метод наблюдений за течениями заключа­ ется в наблюдении за перемещением вех — поплавков особой конструкции — с помощью радиолокаторов (судового или уста­ новленного на берегу). Этот метод впервые был осуществлен И. С. Никитиным в 1946— 1947 гг. на Ладожском озере, затем успешно применялся на Балтийском море и широко использовался в плаваниях э/с «Витязь». С судна, стоящего на якоре, опускались свободно плавающие вехи, надводная часть которых снабжалась отражателями, сделанными из проволочного каркаса в виде трех взаимно перпендикулярных плоскостей.^ В 1950 г. Монакским океанографическим институтом при­ менялся радиолокатор для прослеживания поплавков, установлен­ ный в здании института. Дальность прослеживания при слабом волнении составляла 2— 4 мили. С усилением же волнения до 3— баллов на экране радиолокатора появлялся фон и эхо-сигнал поплавка различался на меньщем расстоянии.


(^Преимущество радиолокационного метода наблюдений за те­ чением по сравнению с другими методами заключается в том, что при наличии течения с его помощью можно проводить непрерыв­ ные наблюдения с судна, стоящего на якоре, или непосредственно с берега за перемещением радиолокационных вех на площади моря около 80 км2 при любой видимостиГ}Штормовая погода также не препятствует проведению наблюдений и не отражается на их точ­ ности, так как устройство дрейфующих вех таково, что их подвод- ;

ные, взаимно перпендикулярные плоскости удерживают веху на | течении даже при больших скоростях ветра. Радиолокационное наблюдение можно осуществлять одновременно за 8— 10 вехами, установленными на воде в шахматном порядке на расстоянии 500— 800 м одна от другой. В случае невозможности постановки | судна на якорь устанавливается на якоре одна из вех, а другие дрейфуют. Место судна, сопровождающего их, определяется по неподвижной вехе одновременно с помощью пеленга и путем изме­ рения расстояния до плывущих вех.

Для лучшего прослеживания вех широко используется специаль­ ная фотоприставка с фотоаппаратом, сконструированная Гидро­ графическим предприятием ММФ. С ее помощью производится фотосъемка экрана радиолокатора через определенный промежу­ ток времени. Это дает возможность получать отдельные положения ;

перемещающихся вех.

Устройство существующих радиолокационных вех таково, что ветровой дрейф их незначителен, а радиолокационная видимость достаточно большая. Это объясняется тем, что радиолокационная веха состоит из буя положительной плавучести, подводного паруса, предназначенного для уменьшения ее ветрового дрейфа, и штанги с пассивным уголковым отражателем небольшого размера (рис. IX.3 а ).

В настоящее время наиболее широко применяются следующие радиолокационные вехи: вращающаяся радиолокационная веха ААНИИ, веха Т-2 и радиолокационные буйки типа М-2.

Отражатель вращающейся радиолокационной вехи ААНИИ конструкции Кудрявцева состоит из металлических листов, образу­ ющих фигуру из восьми трехгранных прямых углов, жестко при­ крепленных к квадратному бруску, снабженному в верхней и ниж­ ней частях шарикоподшипниками. Четыре полусферические лопа­ сти, расположенные вверху и внизу отражателя, приводят ёго во вращение под воздействием ветра. Специальная втулка- на оси отражателя позволяет устанавливать его в верхней части вехи (рис. IX.3 б ).

Веха Т-2, созданная в Ленинградском высшем инженерном мореходном училище имени адмирала С. О. Макарова, предназна­ чена для наблюдений за течениями с небольших судов. Веха со­ стоит из металлического буя высотой 40 см, составной штанги дли­ ной 2 м, ромбического уголкового сетчатого отражателя, укреплен­ ного на железной раме высотой 50 см й длиной 25 см, и подводного складного брезентового паруса размером 1,2 x2,5 м.

Радиолокационные буйки типа М-2, испытанные Государствен­ ным гидрологическим институтом и Гидрографическим предприя­ тием ММФ, состоят из сетчатого пирамидального отражателя, пенопластового поплавка, подводного паруса, выполненного из брезента или фанеры, закрепленного на крестовине (рис. 1Х.Зв), размером 1 x 1 м. Радиолокационная видимость буйка типа М- не превышает 2 миль при наличии антенны радиолокатора высотой около 10 м. Значительный ветровой дрейф такого буйка позволяет применять его при скорости ветра до 3 баллов.

Г 2. Поплавочный метод позволяет определять скорость и направ леи-ие течений по перемещению предметов вместе с потоком.

Бутылочная почта — приближенный способ изучения постоян­ ных течений при помощи бутылок. С его помощью нельзя.получить точные данные о течении в отдельном пункте или районе моря.

Поэтому он применяется главным образом для получения общей картины постоянных течений в том или ином морском бассейне.

Особенное значение он имеет для изучения постоянных течений в районах, трудных для плавания, например в арктических морях. J Способ изучения течений с помощью бутылок заключается в том, что в море, в месте, наиболее интересном для изучения тече­ ний, с судна выбрасывается одновременно несколько десятков герметически закупоренных бутылок. В каждую из них вкладыва­ ется записка специального- образца с просьбой к нашедшему бутылку отослать записку по указанному в ней адресу учреждения;

при этом следует сообщить место и время нахождения бутылки.

Номер выброшенных бутылок (буйков), место, день и час, когда они были брошены в море, записываются в специальном журнале.

Таким образом, зная места найденных бутылок и места, где они были выброшены, можно приближенно определить путь, пройден­ ный каждой бутылкой, и время, затраченное на преодоление этого 13 Морская гидрометрия пути. Предполагаемые пути плавания бутылок в соответствии с имеющимися данными о течениях в исследуемом районе на­ носятся на карту. В результате получают примерное представление о направлении и средней скорости постоянных течений изучаемого района.

Для бутылочной почты используются обыкновенные, неболь­ шого размера бутылки из толстого стекла. Для уменьшения влия­ ния ветра на дрейф бутылки она заполняется песком так, чтобы из воды было видно только ее горлышко. Затем в бутылку вкладыва­ ется записка с порядковым- номером, соответствующим номеру бутылки. После этого бутылка плотно закрывается пробкой, горлышко ее заливается разогретой менделеевской замазкой или мастикой, изготовленной из разогретой на огне канифоли и вара.

Опыт показал, что одиночная бутылка, загруженная балластом, все же испытывает значительное влияние ветра. Для уменьшения этого влияния применяются двойные бутылки. Две бутылки связы­ ваются короткой проволокой, причем, нижняя'бутылка-загружается так, что над водой видно только горлышко верхней. В неглубоких морях, где хорошо развит траловый лов рыбы, бутылочный способ применяется и для изучения придонных тече­ ний. Для этой дели используются обычные бутылки с подвязан­ ными проволочными хвостами длиной 1 м и верхним парусом.

Парусом служит пластинка из оцинкованного железа размером 10 x18 см, согнутая под углом 90°. Парус прикрепляется к прово­ лочному хвосту на небольшом расстоянии от бутылки. Бутылка загружается балластом настолько, что плавает на глубине, касаясь концом проволоки дна моря.

В районах моря, где плавающие бутылки могут" встретиться со льдами и могут быть ими затерты и раздавлены, для изучения течений и дрейфа льдов применяются деревянные буйки, имеющие яйцевидную форму. Длина продольной оси буйка около 60 см, поперечной — около 40 см. В буе просверливается глубокий цилин­ дрический канал, в который вкладывается запаянная стеклянная пробирка с запиской. Затем отверстие заделывается деревянной пробкой, буек окрашивается в красный цвет, а в его верхней части наносится порядковый номер, соответствующий номеру, простав­ ленному во вложенной в буйке записке. Такие буйки сбрасываются с судна в воду или на лед. Последнее позволяет изучать скорость и направление дрейфа льда. Определение течений с помощью свободно плавающих бутылок и буйков показало, что количество найденных бутылок по сравнению с общим числом сброшенных бутылок и буйков, как правило, бывает невелико. Оно зависит главным образом от заселенности побережья данного моря и на­ правления основных струй течения. Следовательно, от количества сброшенных бутылок или буйков зависит получение более подроб­ ной картины путей их дрейфа. Чем больше будет выброшено бутылок или буйков, тем больше вероятность их нахождения и возможность установления направлений и скоростей течения и дрейфа льдов.

13* В 1907— 1912 гг. в Японском и Охотском морях с кораблей гидрографической экспедиции Жданко было сброшено 10 тыс. бу­ тылок, из которых было найдено 219, т. е. всего лишь 2,2% от общего числа. В Каспийском море за период с 1920 по 1922 г.

Междуведомственным бюро по изучению течений было сброшено 1062 бутылки, из которых было найдено 190, т. е. 17,9% от общего числа. В 1931 г. в проливе Каттегат было сброшено 1079 бутылок, из них было найдено- 516, что составляет 48% от общего числа.

В арктических морях с начала освоения до 1943 г. советскими экспедициями было сброшено около 1200 буйков и 700 буты­ лок. По данным В. Ю. Визе, общий процент найденных буй­ ков и бутылок составил 12,7.

На основании этих данных им была построена схема вероят­ ных путей дрейфа буйков в южной части Северного Ле дщзитого океана.

\ Привязные поплавки слу­ ж ат' для измерения с судна, стоящего на якоре, скорости и направления течения в поверх­ ностном слое. Они представ­ ляют собой два цилиндриче­ ских сосуда диаметром 20— 30 см и высотой 40— 50 см каждый. Оба сосуда соедине­ ны тросом. Верхний сосуд Р и с, IX.4. Привязные поплавки. имеет конус с нешироким гор­ лышком, закрывающимся проб кой, и снабжен двумя проволочными дужками, одна из которых прикреплена к верхнему краю цилиндра, а другая — к нижнему.

Последняя служит для подвязывания дужки нижнего сосуда (рис. IX.4 ). К дужке верхнего сосуда прикрепляется линь длиной до 200 м из нетонущего манильского, сизальского или обычного пенькового троса с подвязанными через каждые 10 м небольшими корковыми пробками для уменьшения его провеса. Рабочая часть линя маркируется через каждый метр. С помощью размеченного линя и секундомера определяется скорость движения поплавка.


Направление же его движения замечается обычно по компасу, находящемуся на карданном подвесе, установленном на треноге на корме судна.

Компас устанавливается так, чтобы 0° азимутального круга был направлен в корму, а линия 0— 180° совпадала с диаметральной плоскостью суднаГ} Поплавки нейтральной плавучести впервые были разработаны и испытаны в британском Национальном институте океанографии Дж. С. Своллоу по предложению Г. Стоммела в 1955 г. Они при­ меняются для измерения скорости и направления течения на боль­ ших глубинах.

Метод поплавка нейтральной плавучести основан на том, что тело, обладающее меньшей, чем морская вода, сжимаемостью, приобретает плавучесть при погружении. Если масса тела на поверх­ ности невелика, то тело может приобрести нулевую плавучесть на некоторой глубине, когда прекращается дальнейшее его погруже­ ние. Следя за движением такого тела, которым является в данном случае поплавок, можно непосредственно измерить течение на данной глубине, без погрешностей, возникающих при использова­ нии соответствующего измерителя течений с корабля, стоящего на якоре.

Поплавки прослеживаются с помощью акустических передат­ чиков, установленных на них и посылающих в течение продол­ жительного времени короткие ультразвуковые сигналы с интерва­ лами в несколько секунд.

Кроме малой сжимаемости, поплавок должен иметь достаточ­ ный запас плавучести, чтобы удерживать передатчик и не быть раздавленным на самой большой заданной глубине.

В поплавке, иногда называемом вехой Своллоу, в качестве корпуса используется трубка из алюминиевого сплава общей дли­ ной 6 м, состоящая из двух секций по 3 м каждая (рис. IX.5).

В верхней секции с помощью размещенных в ней дополнительных грузов создана необходимая плавучесть. В нижней секции распо­ ложены батареи и передатчик, которым является никелевый ви­ братор на 10 кГц с кольцевой обмоткой и возбудителем акустиче­ ских сигналов.

Средняя плотность каждого собранного поплавка и передат­ чика устанавливается заранее посредством погружения его в со­ левой раствор заданной плотности. Путем изменения числа грузи­ ков в верхней секции трубы поплавок приводится в состояние нейтральной плавучести.

Наблюдения за поплавками ведутся с судна, оборудованного гидрофонами из титаната бария, установленными в носовой и кор­ мовой частях судна на глубине 5— 7 м. Гидрофоны улавливают импульсы от передатчика поплавка, дрейфующего под воздейст­ вием течения. Затем импульсы усиливаются раздельно усилите­ лями и подаются на двухлучевой осциллограф. Поплавки ней­ тральной плавучести применяются в последнее время во многих странах. Так, например, в Японии подобные поплавки, состоящие из трех алюминиевых трубок длиной 2 м каждая, используются для изучения глубинных течений Японского моря.

/ТПарашютный буксир (драга), применяемый для наблюдения за'-глубинными течениями, представляет собой авиационный пара­ шют одного из типов М П К Л или ПДТ-1 с площадями куполов и 70 м2, используемых соответственно до глубин 500 и 1000 м (рис. IX.6). Парашют 7 тросом 3 диаметром 3 мм крепится к пено­ пластовому бую 1 плавучестью до 120 кг, на мачте которого распо­ ложен уголковый сетчатый отражатель. Для большей устойчивости Рис. IX.6. Парашютный буксир (драга).

парашютного буксира к ниж­ ней части троса крепится груз 6 значительной массы. Для подъема парашюта предназна­ чается зажим-размыкатель 4, открывающийся при помощи утяжеленного посыльного гру­ за 2. На основании двух групп стропов парашюта ставятся марки 5. Направление и ско­ рость глубинного течения оп­ ределяются по надводному бую, который перемещается под воздействием парашютного буксира. Местоположение буя определяется астрономическим способом или с помощью Рис. IX.5. П оплавок нейтральной плаву­ радионавигационной аппара чести (веха Своллоу).

~ т у р ы.

\ 3.\Вертушечный метод является наиболее распространенным в настоящее время. В основу его положено использование враще­ ния винта или трубки для определения скорости течения и вращех ния компасной картушки для регистрации направления течения:

Морская вертушка (ВМ-48) и морская модернизированная вертушка (ВМ М ) являются концевыми приборами разового дей­ ствия. Они могут опускаться на любые глубины с судов различ­ ных типов, стоящих на якоре. С судов среднего и большого водо­ измещения, имеющих металлический корпус, наблюдения за направлением течений морскими вертушками следует начинать с горизонта 25 м, так как в поверхностных горизонтах корпус судна будет влиять на показания компасной коробки с магнитной стрелкой и данные направления течения выйдут за пределы тре­ буемой точности. При работе на значительных скоростях течений к усику вертикальной оси вертушки на пеньковом лине подвеши | вается каплевидный груз — поддон массой не менее 25 кг, сделан­ ный из материала, не влияющего на магнитную стрелку.

| ^Морская модернизированная вертушка (В М М ) состоит из ли тои латунной рамы, свободно вращающейся на шарикоподшипни­ ках вокруг вертикальной оси (рис. IX.7). Внутри верхней части вертикальной оси имеется прорезь и барашковый винт, при по ;

мощи которого вертушка крепится к огону троса, намотанного на барабан лебедки. К средней части вертикальной оси барашковым | винтом крепится руль, благодаря которому вертушка устанавли ]вается по течению. Ось четырехлопастного винта, вращающегося под воздействием течения, имеющая червячную нарезку, входит в зацепление с шестерней счетчика в том случае, когда вертушка находится на заданном горизонте, а первый посыльный грузик, опущенный с судна, ударяет по муфте вертикальной оси, при этом срабатывает спусковой механизм, включающий счетчик оборотов.

[Спусковой механизм состоит из барабана, укрепленного на при­ ливе, рамы с плоской спиральной пружиной внутри и пальцем снаружи, спускового стержня и втулки. Через определенный про­ межуток времени, зависящий от скорости течения, посылается второй посыльный грузик, выключающий счетчик оборотов. Над счетчиком оборотов расположена трубка-магазин, которая запол­ няется бронзовыми или латунными шариками диаметром 3 мм (рис. IX.8). Нижний шарик находится в одной из трех выемок, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга на диске, сидящем на оси верхней шестеренки счетчика оборотов. Под счет­ чиком на кронштейне укреплена компасная коробка, разделенная перегородками на 36 секторов по 10°. Каждый сектор имеет номер — от 0 до 35. В центре компасной коробки на шпиль­ ке с острым концом располо­ жена намагниченная стрелка, северный конец которой имеет желобок. В верхней, централь­ ной, части стрелки находится небольшая чашечка, располо­ женная под отверстием в крыш­ ке коробки. Через каждые и ’/з оборота лопастного винта ш арики. из трубки-магазина через отверстие в крышке ко­ робки попадают на чашечку стрелки и по ее северному концу скатываются в один из секторов компасной коробки.

Для перевода магнитного на­ правления в истинное необхо­ димо в полученные данные внести поправку на склонение, взятое по навигационной кар­ те с учетом годового увеличе­ ния. По счетчику оборотов, в котором размещены три ше­ стеренки со стрелками-указа телями, отмечающими единицы и десятки оборотов (верхняя), Рис. IX.8. Счетчик оборотов и компасная сотни (средняя) и тысячи коробка (сх ем а).

(нижняя), получают данные о скорости течения в оборотах в секунду, а затем по тарировочной кривой переходят к скорости в сантиметрах в секунду.

К морской модернизированной вертушке придаются два лопаст­ ных винта: один металлический, предназначенный для работы на больших скоростях течения при начальной скорости вертушки 3,5— 4,5 см/с;

второй выполнен из органического стекла и рассчи­ тан на малые скорости течения, начальная же скорость вертушки составляет 2 см/с. \ / Сериальная морская вертушка (В М С ) позволяет измерять ско­ рости и направления течения одновременно на нескольких гори­ зонтах путем подвешивания серии приборов на один трос (рис. IX.9). На вертикальной оси прибора имеется продольный паз, а на трубчатой части рамы расположена прорезь. Трос через прорезь заводится в паз, где он и зажимается двумя барашко­ выми винтами. На два штифта, укрепленных на пусковом бара­ бане вертушки, набрасываются две цепочки от посыльных грузи­ ков, находящихся на тросе под вер­ тушкой. При посылке с судна первого грузика, включающего верхнюю вер­ тушку, со штифта ее барабана осво­ бождается цепочка, поддерживавшая один из грузиков, который скользит по тросу и включает установленную ци же вертушку. Второй посыльный гру­ зик выключает верхнюю вертушку.

Одновременно с этим цепочка, со­ скальзывая со второго штифта бара­ бана, освобождает другой грузик и выключает из рабочего положения следующую вертушку-П Буквопечатающие ’вертушки систе­ мы Ю. К. Алексеева. Идея создания •самописца, предназначенного для осу­ ществления длительных стационарных наблюдений за морским течением, была предложена Алексеевым в 1941 г.

(А Н И И ). В 1945 г. Ю. К. Алексеев осу­ ществил разработку его проекта. Пер­ воначально прибор получил название «морская буквопечатающая вертуш­ ка БПВ-1». В. дальнейшем его конст­ рукция подверглась некоторому усо- Рис. IX.9. М орская сериаль вершенствованию. Первый опытный ная вертушка, образец был изготовлен в 1950 г.

в экспериментальной мастерской А Н И И и получил название «БПВ-2 АНИИ».

За рубежом работы в этой области впервые были начаты в Германии в 1934 г. доктором Бенеке. В 1939 г. фирма «Аскания Верке» изготовила специальный регистратор морских течений, по­ казания которого в виде цифр печатались на движущейся в при­ боре тонкой станиолевой ленте. Последний из разработанных Бе­ неке регистратор течений имел вид торпеды длиной 1,5 м, весил около 90 кг, причем продолжительность действия самописца не превышала 26 ч.

В 1944— 1945 гг. фирмой «Аскания Верке» был изготовлен автономный фоторегистратор морских течений, представляющий собой вмонтированный в буй автоматический измеритель течений, записывающий показания в виде цифр путем фотографирования их на киноленте. Продолжительность действия фоторегистратора течений увеличилась до одного месяца. Глубина погружения при­ бора — до 100 м. Одним из существенных недостатков прибора является невозможность использования его для наблюдений с борта корабля или со льда ввиду того, что регистратор течения не может быть отделен от буя.

Самописцы течений БПВ-2, изобретенные Ю. К. Алексеевым, были первыми приборами, получившими высокое признание и широкое распространение. Начиная с 1958 г. их выпуск значи­ тельно возрос. Это позволило использовать приборы практически во всех экспедициях, опуская их с корабля, стоящего на якоре или глубоководном якорном устройстве, со льда или устанавливая автономно на буйковой станции.

В настоящее время в Советском Союзе применяется пять раз­ новидностей самописцев течений системы Ю. К. Алексеева:

1. Первый самописец течений БПВ-2 был изготовлен в экспе­ риментальных мастерских ААН И И в 1950 г. Прибор рассчитан на погружение до глубины 1200 м. Диапазон измеряемых скоростей течения от 2,5 до 148 см/с. Масса прибора 49 кг.

2. Малая модель самописца течений БПВ-2р, изготовленная в 1952 г., применяется для работы на реках, озерах, водохрани­ лищах, в прибрежной зоне морей. Прибор рассчитан на погруже­ ние до глубины 250 м. Диапазон скоростей, измеряемых этим при­ бором, от 3,5 до 148 см/с и даже до 296 см/с. Самописец, имею­ щий хорошую обтекаемость и массу 29 кг, более удобен в работе по сравнению с приборами, изготовленными ранее.

3. В основу конструкции самописца БПВ-3, созданного в Ин­ ституте океанологии АН СССР, положены данные самописца БПВ-2. В настоящее время три модели этого прибора исполь­ зуются для измерения, течений на глубинах до 2500, 3000 и 6000 м.

4. Конструкция модели прибора БПВ-6 разработана инжене­ рами Быковым и Гусаровым (А А Н И И ). Прибор создан на основе данных самописцев течений системы Алексеева и рассчитан на погружение до глубины 6000 м. Диапазон скоростей, измеряемых самописцем, от 2,5 до 148 см/с, а общая масса 45 кг.

5. Электрифицированный самописец течений (ЭС-Т) разрабо­ тан в экспериментальных мастерских АА Н И И механиками Сот никовым, Гумбаром, Ивановым и Табаковым в 1960 г. В основу конструкции этого прибора положены данные самописца течений БПВ-2р системы Алексеева. В 1962 г. ими же создана вторая мо­ дель самописца ЭСТ-А, отличающаяся от первой модели только изменением положения крылатки-турбинки. Оба самописца рас­ считаны на погружение до глубины 250 м, масса каждого прибора 3 5 j c r, а диапазон регистрируемых скоростей от 2 до 148 см/с.

^Самописец течений БПВ-2 системы Алексеева является гидро­ метрическим прибором многократного действия (рис. IX. 10).

Прибор рассчитан на погружение до глубины 1200 м. Общая масса его в собранном виде с регистрирующим механизмом 49 кг.

Высота прибора 811 мм, длина с рулевыми пластинами 560 mm. J Прибор БПВ-2 опускается на стальном тросе диаметром не ме­ нее 4— 5 мм. Скорость опускания и подъема прибора не должна превышать 1 м/с. Установка прибора по направлению течения происходит при помощи двух рулевых пластин, поворачивающих весь прибор на вертлюге, посредством которого он крепится к тросу или к металлическому кронштейну.^ В целях уменьшения сопротивления потока цилиндрический корпус регистратора в тыловой части снабжен обтекателями, ко­ торые используются одновремен­ но и для поддержки рулевых пла­ стин. Обе рулевые пластины вме­ сте с обтекателями легко отделя­ ются от герметического корпуса прибора путем вытаскивания вверх двух длинных запорных шпилек, проходящих в гнезда корпуса и обтекателей. Рулевые пластины прибора отделяются от обтекателей путем отвертыва­ ния гаек стяжных болтов.

Расположенная в защитном ограждении в нижней части при­ бора съемная гидрометрическая крылатка с четырьмя лопастями, сделанными из органического стекла, вращается на вертикаль­ ной оси. Она обладает высокой чувствительностью. Это позво­ ляет регистрировать малые ско­ рости течения — от 2,5 см/с.

Буквопечатающий механизм Рис. IX. 10. Буквопечатаю щ ая вер г?( I'D О “ регистратора помещен в гермети- туш ка а н а - г.

чески закрытый пустотелый ци­ линдрический корпус, изготовленный из морской латуни и рас­ считанный на большие давления на глубине. Корпус установлен на массивном ограждении крылатки, состоящем из верхней и ниж­ ней плат, соединенных стойками. Между платами на корундовых подплетниках, один из которых укреплен на нижнем конце оси, а другой — в днище корпуса, расположена ось крылатки. Внеш­ няя половина магнитной муфты, расположенная в верхней части оси крылатки, находясь в морской воде, передает вращение оси кры­ латки через водонепроницаемую стенку в дне корпуса прибора ' внутренней половине магнитной муфты, закрепленной на вто­ рой оси.

Регистратор прибора рассчитан для измерения скорости тече : ния от 2,5 до 148 см/с. Печатание цифр на ленте соответствует | средним значениям наблюденной скорости течения в сантиметрах в секунду за промежуток времени около 4 мин. Погрешность из­ мерения скорости течения меньше 10 см/с составляет 1 см/с, а больше 10 см/с — 2 см/с.

Грпределение направления течения производится при помощи магйитного компаса с погрешностью до ±2°. Направление тече­ ний печатается в градусах истинного курса с автоматическим вве­ дением в показания поправки на магнитное склонение, которое устанавливается в приборе перед его пуском. Запас ленты, поме­ щающейся в регистраторе прибора, позволяет производить последовательных отпечатков значений элементов течения, реги­ стрируемых прибором с одного подзавода без смены ленты. Об­ щая' продолжительность работы самописца зависит от интервалов времени между двумя смежными измерениями, которые могут быть установлены с помощью сменных управляющих дисков равными 5, 10, 15, 20, 30 и 60 мин. При установке интервала вре­ мени 1 ч продолжительность работы, достигает двух месяцев.

При правильном отрегулировании регистраторов прибора можно получить на бумажной телеграфной ленте буквенные и цифровые окончательные данные скорости и направления течения без предварительной обработки наблюдений и введения различ­ ных п оправок^) Регистрирующая часть прибора заключена в отдельный ци­ линдрический кожух, имеющий на крышке складную ручку, при помощи которой его достают из герметического корпуса. Вскры­ тие этого корпуса производится путем отвертывания гаек шести откидных болтов, расположенных на верхней части корпуса и удерживающих массивную бронзовую крышку с заделанной в нее резиновой прокладкой. На крышке корпуса находится ручка для переноса прибора.

При транспортировке прибора его регистрирующая часть, поме­ щенная в герметический корпус, устанавливается вертикально в специальное гнездо деревянного ящика. В соответствующие гнезда укладываются также рулевые пластины, обтекатели, мед­ ные шпильки и стяжные болты. В специальном отсеке ящика рас­ полагаются три футляра с запасными частями, инструментами и запасом лент.

Кинематическая схема регистратора прибора представлена на рис. IX.11. Вращение гидрометрической крылатки 2 4 (прикрытой защитным ограждением 1 ) против часовой стрелки с насаженной на ее ось нижней половиной магнитной муфты вследствие магнитного притяжения передается через водонепроницаемую бронзовую стенку 2 3 верхней половине магнитной муфты 2 2, находящейся внутри корпуса прибора. Это вращение через ряд понижающих передач заставляет вращаться вертикальную ось 1 8 с зубчатой трибкой (шестеренкой), расположенной на ее верхнем конце. При опускании оси в нижнее положение трибка входит в зацепление с зубчатым венцом поворотного диска И и вращает его вокруг оси. Этот диск — диск скоростей течения:— представляет собой одну из частей печатающего механизма прибора. Диск направлений течения 1 0 меньшего размера, чем диск скоростей, является второй деталью печатающего механизма и в нерабочем состоя­ нии располагается в углублении диска скоростей. Диск направле­ ния является одновременно картушкой магнитного компаса и при поднятии его на острие выдвижной иглы 14 над диском ско­ ростей свободно вращается и устанавливается по направлению горизонтальной составляющей магнитного поля. При опускании иглы диск направлений ложится на прежнее место, т. е. прини­ мает то положение, в котором он находился под действием ком­ пасных стрелок. У дисков скоростей и направлений у краев имеются канавки с расположенными в них резиновыми цифровыми и буквенными шрифтами.

Диск скоростей по окружности разделен на 75 делений, обоз­ наченных цифрами в нарастающем порядке-— от 0 до 148. Диск направлений имеет 36 делений,, по 10° каждое, и четыре буквен­ ных обозначения, соответствующие основным румбам. Для избе­ жания возможных ошибок при снятии с ленты показаний прибора цифровые обозначения направлений течений нанесены более круп­ ным шрифтом.

Вращение диска скоростей всегда начинается с определенного начального положения. Под нижней поверхностью диска нахо­ дится шпилька, ограничивающая его движения. При вращении диска скоростей под действием крылатки прибора происходит рас­ кручивание легкой спиральной пружинки 13, которая всегда стре­ мится возвратить диск в исходное положение, фиксируемое огра­ ничительной шпилькой.

Качающаяся каретка 8, через ролики которой продвигается бумажная лента, протягиваемая валом с бобиной 7, при наклоне прижимается к цифрам шрифтов на дисках скоростей и направле­ ний, фиксируя их положение. При каждом наклоне каретки рас­ положенный на ней фетровый ролик 9, пропитанный несохнущей штемпельной краской, передвигаясь по шрифтам от края к центру дисков и смазывая их краской, освобождает место для прижатия ленты к шрифтам.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 12 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.