CEL PRZEDMIOTU Ogólne zapoznanie z charakterem, istotą, przeznaczeniem i zróżnicowaniem okrętowych urządzeń nawigacyjnych

Transkrypt

1 I. KARTA PRZEDMIOTU. Nazwa przedmiotu: URZĄDZENIA NAWIGACYJNE. Kod przedmiotu: Vn. Jednostka prowadząca: Wydział Nawigacji i Uzbrojenia Okrętowego 4. Kierunek: Nawigacja 5. Specjalność: Wszystkie specjalności na kierunku nawigacja 6. Moduł: kierunkowy, uzupełniający STCW 7. Poziom studiów: I-go stopnia 8. Forma studiów: stacjonarne 9. Semestr studiów: III, IV 0. Profil: praktyczny. Prowadzący: Andrzej Felski. Data aktualizacji: C C C C4 C5 C6 C7 C8 C9 C0 C C C C4 C5 C6 C7 C8 CEL PRZEDMIOTU Ogólne zapoznanie z charakterem, istotą, przeznaczeniem i zróżnicowaniem okrętowych urządzeń nawigacyjnych Zapoznanie z budową, przeznaczeniem, użytkowaniem i obsługą kompasów magnetycznych Wyrobienie umiejętności określania błędów kompasu magnetycznego i ich kompensacji. Zapoznanie z budową, zasadami działania oraz eksploatacji kompasów magnetycznych opartych o pomiar składowych pola magnetycznego. Zapoznanie z budową, zasadami działania, obsługą operatorską oraz błędami logów okrętowych. Wyrobienie umiejętności określania błędów logów. Zapoznanie z budową i zasadą działania i obsługą operatorską echosondy nawigacyjnej. Zapoznanie z budową i zasadami działania typowych klasycznych kompasów żyroskopowych oraz niedoskonałościami ich funkcjonowania. Zapoznanie z budową, zasadą działania oraz obsługą operatorską kompasu żyroskopowego z korekcją zewnętrzną. Zapoznanie z podstawami automatyzacji nawigacji oraz zastosowaniem wybranych standardów transmisji informacji nawigacyjnej. Zapoznanie z zasadami działania oraz obsługą operatorską autopilota. Zapoznanie z praktycznymi zagadnieniami automatyzacji w nawigacji, wykorzystaniem systemu AIS i rejestracją danych w standardzie NMEA. Zapoznanie z kierunkami rozwoju techniki żyroskopowej. Zapoznanie ze współczesnymi, analitycznymi kompasami żyroskopowymi. Zapoznanie z zasadami pracy i konstrukcjami Inercjalnych Systemów Nawigacyjnych oraz właściwościami ich eksploatacji. Przekazanie podstawowych wiadomości o wykorzystaniu techniki radiowej w nawigacji. Zapoznanie z budową, i wykorzystaniem radionamiernika okrętowego. Zapoznanie z budową i zasadami eksploatacji systemu LORAN C. 4 WYMAGA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY,UMIEJĘTNOŚCI I INNYCHY KOMPETENCJI Znajomość fizyki na poziomie szkoły średniej. Znajomość podstaw elektroniki, elektrotechniki i automatyki. Znajomość matematyki w zakresie trygonometrii, rachunku wektorowego i całkowego. Znajomość nawigacji w zakresie Nawigacji I.

2 EFEKTY KSZTAŁCENIA EK EK EK EK4 EK5 EK6 EK7 EK8 EK9 EK0 EK EK EK EK4 EK5 EK6 EK7 EK8 Student rozumie zasady wykorzystania urządzeń i systemów nawigacyjnych. Student rozumie oddziaływania pola magnetycznego Ziemi i okrętu na kompas. Student potrafi określić błędy kompasu magnetycznego i wykonać tabelę dewiacji. Student zna zasady działania i eksploatacji kompasów t. fluxgate. Student zna zasady działania mierników prędkości okrętu. Student potrafi poprawnie uruchomić typowy log i określić jego błędy. Student ma wiedzę na temat zasad działania echosond nawigacyjnych, ich klasyfikacji oraz eksploatacji. Student zna budowę klasycznego kompasu żyroskopowego, jego własności eksploatacyjne oraz charakter błędów. Student zna budowę kompasu żyroskopowego z korekcją zewnętrzną, jego własności eksploatacyjne oraz charakter błędów. Student zna prawidłowości procesu automatyzacji nawigacji i typowe rozwiązania w tym zakresie. Student zna system AIS, standard transmisji danych NMEA i potrafi z nich korzystać w praktyce. Student zna zasady działania i eksploatacji autopilota okrętowego. Student zasady kierunki rozwoju techniki żyroskopowej. Student zna współczesne rozwiązania żyrokompasów analitycznych. Student zna konstrukcje Inercjalnych Systemów Nawigacyjnych oraz problemy ich eksploatacji. Student ma podstawową wiedzę na temat systemów radionawigacyjnych, zasad ich pracy oraz ograniczeń. Student zna zasady działania i eksploatacji radionamiernika okrętowego. Student zna zasady działania i wykorzystanie systemu Loran C. Forma zajęćwykłady W W W W4 W5 W6 W7 W8 W9 W0 W W W W4 W5 W6 W7 W8 W9 W0 W STRUKTURA PRZEDMIOTU Forma zajęććwiczenia Forma zajęćlaboratoria 5 L L L C L4 L5 L6 L7 L8 L9 L0 C L L

3 W W L W4 L4 W5 W6 L5 W7 W8 C Suma TREŚCI PROGRAMOWE W W W W4 L W5 L P W6 W7 W8 W9 L C W0 L4 L5 W L6 W W Wprowadzenie do systemów nawigacyjnych. Systemy pomiarowe, wykonawcze i obrazujące. Pojęcie błędu pomiaru, rodzaje błędów, sposób wyrażania błędu pomiaru. Łączenie i integracja urządzeń. Zjawiska fizyczne wykorzystywane w pomiarach nawigacyjnych, wielkości mierzone, pojęcie wielkość i wartość. Magnetyzm Ziemi, przyczyny, charakter. Wielkości opisujące pole magnetyczne Ziemi, zmienność tego pola (czasowa i przestrzenna). Deklinacja. Magnetyzm statku, źródła i ich klasyfikacja, wpływ na kompas, dewiacja, równanie Archibalda Smitha, równanie Poissona. Budowa klasycznego kompasu magnetycznego i jego eksploatacja. Kontrola kompasu poprzez pomiar azymutu ciała niebieskiego. Posługiwanie się kompasem magnetycznym, branie namiarów. Określanie dewiacji kompasu magnetycznego. Zmienność dewiacji. Sposoby określania dewiacji:porównanie kursów, porównanie namiarów, metoda wachlarza nabieżników, na oddalony obiekt, wykorzystanie systemu radionawigacyjnego, porównanie kompasów. Określanie dewiacji kompasu magnetycznego z namiaru średniego w oparciu o symulator mostka Projekt samodzielny: obliczanie współczynników równania Archibalda Smitha i krzywej dewiacji Budowa kompasu magnetycznego typu fluxgate. Istota bramki pomiarowej, budowa transduktora, anizotropowego magneto-rezystora. Analiza budowy i zasad obsługi przykładowego kompasu typu fluxgate, kwestia kalibracji i uwzględniania poprawek. Problem prędkości okrętu, prędkość względna i rzeczywista, składowe wektora prędkości rzeczywistej. Metody pomiaru, wykorzystywane zjawiska, klasyfikacja logów. Budowa, ograniczenia eksploatacyjne, układy kompensacji i regulatory, dokładność logów hydrodynamicznych, indukcyjnych dopplerowskich. Obsługa eksploatacyjna logu, określanie poprawek. Obsługa operatorska logu, określanie poprawki na mili pomiarowej w oparciu o symulator mostka. Kolokwium nr. Budowa i zasada działania echosondy nawigacyjnej. Ogólny schemat echosondy, przetwornik magnetostrykcyjny, piezoelektryczny, charakterystyka kierunkowa przetwornika, sposoby prezentacji wyników. Obsługa operatorska echosondy SKIPPER. Interpretacja echogramu. Żyrokop swobodny. Istota żyroskopu mechanicznego, podstawowe własności, interpretacja pojęcia precesja. Określanie kierunku precesji żyroskopu. Zachowanie się żyroskopu swobodnego na Ziemi, składowe ruchu w płaszczyznach południka i horyzontu. Przekształcenie żyroskopu swobodnego w żyrokompas. Znaczenie obniżenia środka ciężkości, opis procesu ustawiania się w południku pod wpływem precesji, wahania niegasnące i tłumienie wahań, metoda Anschutza.

4 W4 L7 W5 W6 L8 L9 W7 W8 L0 W9 L P W0 W L W W L W4 L4 C W5 W6 L5 W7 W8 C Notebook z projektorem. Tablica i kolorowe pisaki. Symulator mostka. 4 Modele dydaktyczne urządzeń nawigacyjnych. 5 Symulator sygnału echosondy wraz z echosondą SKIPPER. 6 Realne urządzenia w pracowni OUN. F F P P P P Dewiacje żyrokompasu. Rodzaje i przyczyny dewiacji. Dewiacja prędkościowa, dewiacje inercyjne - przyczyny, proces i charakter zmian. Obliczanie wartości dewiacji prędkościowej. Konstrukcja przykładowego żyrokompasu. Budowa kuli żyroskopowej, zasilanie i zawieszenie kuli, śledzenie położenia kuli, transmisja odczytów, znaczenie elektrolitu, chłodzenia, problemy eksploatacyjne. Budowa i zasada działania kompasu żyroskopowego z korekcją zewnętrzną. Uruchamianie kompasu żyroskopowego t. PLATH. Uruchamianie kompasu żyroskopowego t. GKU. Podstawy automatyzacji nawigacji. Automatyzacja urządzeń, automatyzacja procesów (zliczenie, stabilizacja kursu, określanie pozycji obserwowanej), integracja urządzeń. Automatyczne sterowanie kursem okrętu. Istota procesu sterowania kursem, zarys historii autopilota, człon proporcjonalny, człon różniczkujący, człon całkujący. Autopilot adaptacyjny. Nastawy autopilota. Obsługa operatorska, dobieranie nastaw autopilota. Praktyczne aspekty automatyzacji urządzeń nawigacyjnych. Rejestracja danych nawigacyjnych z wykorzystaniem standardu NMEA. Projekt samodzielny: opracowanie projektu systemu rejestrującego dane nawigacyjne - praca zespołowa. Podstawowe wiadomości o wykorzystaniu techniki radiowej w nawigacji. Radionamiernik okrętowy. Określanie radionamiarów Podstawy systemów hiperbolicznych, systemy bliskiego zasięgu. System Loran C. Obsługa operatorska odbiornika Loran C i określanie pozycji. System AIS. Użytkowanie AIS, podstawowe czynności operatorskie. Kolokwium. Kierunki rozwoju techniki żyroskopowej. Analityczne kompasy żyrosopowe. Budowa i zasady eksploatacji kompasu Navistab. Inercjalne Systemy Nawigacyjne. Zasady eksploatacji okrętowych urządzeń nawigacyjnych. Kolokwium nr. Kolokwium nr Egzamin pisemny Forma aktywności NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE SPOSOBY OCENY (F-FORMUJĄCA, P-PODSUMOWUJĄCA) Odpowiedź ustna Wykonanie sprawozdania z zajęć Kolokwium nr Kolokwium nr EK - EK8 EK, EK6, E EK EK6 EK7 EK EK EK8 EK EK OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA Średnia liczba na zrealizowanie aktywności semestr III IV razem Godziny kontaktowe z nauczycielem Przygotowanie się do wykładów i ćwiczeń Samodzielne opracowanie zagadnień Rozwiązywanie zadań domowych SUMA GODZIN W SEMESTRZE 0 77 r.a 07

5 PUNKTY ECTS W SEMESTRZE 4 r.a LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJACĄ Jurdziński M.: Dewiacja i kompensacja morskiego kompasu magnetycznego, WSM, Gdynia 000. Posiła J., Mięsikowski M.: Kompas żyroskopowy z korekcją zewnętrzną. AMW, Gdynia 006. Posiła J., Szybka P.: Klasyczne kompasy żyroskopowe z korekcją wewnętrzną. AMW, Gdynia 006. Gucma M., Montewka J.: Podstawy morskiej nawigacji inercyjnej, AM, Szczecin 006. Felski A.:Pomiar prędkości okrętu. AMW, Gdynia 998. Januszewski J.: Naziemne systemy radionawigacyjne. AM, Gdynia, 00. PROWADZĄCY PRZEDMIOT (IMIĘ, NAZWISKO, ADRES ) prof. dr hab.. inż. Andrzej FELSKI, a.felski@amw.gdynia.pl