Калибровка яхтенного лага

Для ведения счисления лаг крейсерской яхты должен давать отсчеты двух величин — скорости V и пройденной дистанции S, измеренных относительно земли, берега. К сожалению, практически все лаги дают отсчеты относительно воды, поэтому приходится вводить поправки на течения как при калибровке лага, так и при работе с ним. При этом лаг теряет свою навигационную ценность, если его погрешности превышают 5—10%.

Для калибровки и периодических поверок лагов желательно использовать оборудованные секущими и ведущим створом мерные линии, длиной S_D не менее 0,5 и не более 2 морских миль. Погрешность отметки дистанции в таких условиях составит ±0,025...0,1 кбт, т. е. не более ±1% на дистанции в 1 милю. Можно использовать также одно из колен стабильного фарватера с поворотными знаками и створами, но точность измерений в этом случае будет ограничена погрешностью, вдвое — впятеро большей.

Методика проведения скоростных испытаний судов с механическим двигателем разрабатывалась давно, исследовалась еще А. Н. Крыловым и состоит в проведении на одном режиме работы двигателя 2—5 пробегов в противоположных направлениях (для компенсации влияния течений). Расчетные формулы и случайные погрешности, вычисленные для дистанции мерной линии S_D=1 миля ±1% и при неточностях отсчета времени не более 5 с, даны ниже:


Здесь V — средняя скорость за все пробеги; S_D — длина мерной дистанции; t₁—t₄ — время прохождений дистанции. При использовании в качестве S_D участка фарватера, указанные ошибки нужно увеличить в 2—5 раз. Видно, что увеличение числа пробегов уменьшает случайные ошибки измерений.


Но паруса — не механический двигатель, они не могут обеспечить неизменный режим движения на разных курсах. Поэтому возникает ряд дополнительных сложностей. Очевидно, что ветер вдоль мерной мили совершенно неприемлем; для испытаний придется дожидаться ровного ветра, близкого к галфвинду. Желательно, чтобы мерная линия располагалась вдоль течения — этим упрощается и работа рулевого по удержанию яхты на створе, и вычисления. Наконец, полученные значения средней скорости V нельзя непосредственно использовать для калибровки указателя скорости, так как он указывает «текущую» скорость, которая зависит от неизбежных флуктуаций ветра по силе и направлению и должна определяться на возможно более коротких участках пути (по воде!), например между двумя срабатываниями калиброванного счетчика лага.

Распространенной ошибкой является калибровка счетчика лага исходя из пройденной относительно берега мерной дистанции S_D. Это приводит к «загрублению» лага.

Легко показать, что измеряемый лагом путь яхты относительно воды на течении на двух противоположных пробегах всегда больше пути относительно берегов. В это трудно поверить без доказательств, но простейший расчет подтверждает это (см. рисунок). Считая скорость яхты относительно воды постоянной и равной 3 уз, а скорость течения приняв равной 2 уз, при дистанции в ! милю получим, что яхта движется относительно створов по течению — со скоростью 5 уз, а против — 1 уз, затрачивая на пробеги соответственно 0,2 ч (12 мин) и 1 ч, а всего — 1,2 ч на 2 мили. Это дает за два пробега среднюю скорость V=1,667 уз, в то время как на самом деле скорость (по воде) была 3 уз. Кажущаяся нелепость объясняется тем, что по воде, двигаясь против течения, яхта проходит путь, значительно больший, чем S_D, в то время как при движении по течению уменьшение пути по воде очень невелико из за кратковременности этого пробега.

Поэтому для расчета действительного пути по лагу (по воде) нужно пользоваться формулой:


или, для наиболее частого случая двух пробегов,



Тогда искомый коэффициент лага будет равен, при Z срабатываний счетчика,


При испытаниях нового лага определение K_Л следует провести, по крайней мере, на трех скоростях (например 6, 4 и 2 уз) и убедиться в постоянстве его значений.

Подстроив при необходимости (изменением коэффициента пересчета, подгибанием лопастей вертушки) коэффициент К_Л на «круглое» значение (например, 1 щелчок на 0,1 кбт) и проверив его еще раз пробегами, можно приступить к калибровке указателя скорости. Мерная миля для этого уже не нужна.

Зная коэффициент лага К_Л и измеряя секундомером время между соседними срабатываниями счетчика t(1), легко определить текущую скорость яхты V_Л, которую и должен указывать измеритель скорости:


Очевидно, что погрешность измерения скорости будет всегда больше погрешности пути. Подстроив чувствительность прибора — указателя скорости на наибольшей скорости, проверяют линейность шкалы, делая несколько пробегов на меньших ходах (например, перебрав шкоты или идя круто к ветру) и при необходимости составляют таблицу поправок или градуируют шкалу заново, что бывает нужно при существенной нелинейности канала измерения скорости лага.

Таким образом, калибровка яхтенного лага — сложный и трудоемкий процесс; надеяться выполнить его «на ходу», в гонке, значит, — обманывать себя или не использовать всю возможную точность прибора.