09_manevra_evitarefinal

9. MANEVRA CINEMATICA DE EVITARE. POSIBILITATI DE EXECUTARE A MANEVREI. EVITAREA LA

DISTANTA DATA. EVITAREA LA DISTANTA MAXIMA. EVITAREA LA DISTANTA DE DESCOPERIRE

DEFINITIA 9.1 Evitarea este manevra cinematica fundamentala prin care distanta initiala d0 la nava - obiect al manevrei scade pâna la o distanta data, de evitare, dupa care creste continuu.

Sectorul DMRT-urilor pentru evitare este reprezentat de arcul de cerc de valoare 3600-a (v.fig.9.1), unde DMRT1 si DMRT2 sunt tangente la cercul de raza egala cu distanta de evitare, iar a este sectorul cuprins între aceste tangente.

Fig.9.1

9.1 POSIBILITATI DE MANEVRA

Analiza posibilitatilor de manevra se face functie de raportul vitezelor celor doua nave angajate în manevra de evitare. 9.1.1 Analiza posibilitatilor de rezolvare a problemei de evitare în situatia de superioritate de viteza Când VN > VT, situatia de superioritate de viteza, rezulta urmatoarele (v.fig.9.2): - evitarea este oricând posibila la orice distanta, fiind limitata de spatiu, de libertatea de navigatie si de timpul avut la dispozitie; - exista doua solutii grafice pentru rezolvarea manevrei de evitare la o distanta data; - pentru distanta de evitare dev, dev ∈ [d0,0) exista un caz limita când distanta de evitare este egala cu distanta initiala, (evitarea la distanta de descoperire). 9.1.2 Analiza posibilitatilor de rezolvare a problemei de evitare în situatia de inferioritate de viteza Când VN <VT, situatia de inferioritate de viteza, rezulta urmatoarele (v.fig.9.3): - evitarea este posibila functie de pozitia initiala a navei proprii astfel:

Manevra cinematica de evitare

159

N0

T0

VT

VN

DMRT

DMRT

R0d0

DMRT

dev=d0 DMRN

DMRN

dev

Fig.9.2 - în sectorul 1 evitarea este posibila dev ∈ (dmax, 0); - în sectorul 2 evitarea este posibila dev ∈ (dmax, dmin); - în sectorul 3 evitare este posibila dev ∈ (dmax, d0); - în sectorul 4 evitarea este imposibila.

Fig.9.3

Cinematica navala 160

În fig. 9.3 este reprezentata pozitia initiala N0 în cele patru sectoare de manevra, valoare distantelor (dmax. si dmin) între care variaza distanta de evitare si DMRN-urile (DMRN1 si DMRN2) tangente la cercul de raza egala cu distanta de evitare, trasat în T0. Evitarea este posibila în sectorul de evitare format din sectoarele 1, 2 si 3; în sectorul de manevra 4 evitarea la distanta data nu este posibila, deoarece nu exista nici un DMRN care sa asigure scaderea distantei la tinta sub valoarea distantei initiale. 9.2 CLASIFICAREA PROBLEMELOR DE EVITARE

Problemele cinematice de evitare se clasifica astfel: - evitarea la distanta data; - evitarea la distanta maxima; - evitarea la distanta de descoperire.

9.2.1 Evitarea la distanta data Evitarea la distanta data se analizeaza pentru urmatoarele situatii:

- evitarea la distanta data unei nave inferioare în viteza; - evitarea unei nave superioara în viteza.

9.2.1.1 Evitarea unei nave inferioare în viteza la distanta data DEFINITIA 9.2 Evitarea la distanta data în situatie de inferioritate de viteza este manevra cinematica prin care distanta la nava - obiect al manevrei nu scade sub o valoare data. Evitarea unei nave inferioare în viteza careia i se cunoaste drumul

Algoritm de rezolvare a manevrei: 1 - se primeste ordinul de manevra: evitarea tintei la o distanta data; 2 - se trece la rezolvarea grafica a manevrei cunoscând parametrii de pozitie initiali R0, d0, parametrii de miscare ai tintei DT, VT si viteza proprie VN astfel: a) pe harta (v.fig.9.4): - se reprezinta pozitiile N0, T0 definite prin parametrii de pozitie initiali R0 si d0; - se traseaza cercul de evitare, din punctul N0, de raza egala cu distanta de evitare; - se determina DMRT-urile pentru evitare ducând tangente la cercul de evitare; - se construieste triunghiul vitezelor în T0 obtinându-se orientarea drumurilor de evitare din triunghiul spatiilor, triunghi asemenea cu triunghiul vitezelor; - se determina opozitiile finale N1, T1, construindu-se paralelogramul de transfer N0T1’T1N1; - se calculeaza timpul de manevra. b) pe planseta radar (“Nordul sus”) (v.fig. 9.5): - se determina miscarea relativa initiala MRi; - se determina parametrii de miscare ai tintei DA, VA si aspectul; - se constata superioritatea de viteza, VN > VA; - se determina pe MRI punctul relativ A1 de începere a manevrei; - se traseaza din N cercul de evitare de raza egala cu distanta de evitare d1; - se determina nMR pentru evitarea la tribord ducând din A1 o tangenta la cercul de evitare în bordul opus întoarcerii;


161

T0

N0

dev

dev

D Nev pp

DMRT ev pv

T'1

T'1

R0d0

N1

N1

T1

T1

VT

-VN

VRT

D Nev pv

DT

DMRT ev pp

Fig. 9.4

- se construieste triunghiul de evitare AW1A0’, unde AW1 este spatiul parcurs de tinta în timpul de plotting (AW1 ⊥ nMR), iar W1A0’ = WA0; - se determina drumul de evitare dat de orientarea segmentului W1A0’; - se determina timpul de manevra raportând segmentul A1A2 la segmentul A0’A1, sau folosind diagrama de timp.

dev

DN

DA

DNev

N

AA1 A0W1

W0A'0

A2

Fig.9.5

c) pe planseta de manevra (v.fig 9. 6): - se reprezinta pozitia initiala T0 în R0, d0 fata de N0 si se traseaza din aceasta pozitie arcul de raza egala cu distanta de evitare dev; - se determina DMRN de evitare ducând tangente la cercul de raza dev în bordul în care se afla tinta;


- se construieste triunghiul vitezelor ducând o paralela la DMRN prin vârful VT pâna la intersectia cu cercul de raza VN; se obtine VRT si orientarea drumului de evitare DNev. 3 - se ordona timonierului nDN, de evitare si se urmareste variatia parametrilor de pozitie astfel încât, atunci când distanta dintre cele doua mobile este egala cu distanta data se revine la vechiul drum.

Fig.9.6 Evitarea unei nave inferioare în viteza careia nu i se cunoaste drumul Algoritm de rezolvare a manevrei : 1 - se primeste ordinul de manevra: evitarea la o distanta data; 2 - cunoscând parametrii de pozitie initiali R0, d0, viteza tintei VT si viteza proprie VN se trece la rezolvarea grafica a manevrei astfel: a) pe harta (v.fig.9.7): - se reprezinta pozitiile initiale N0, T0 definite prin parametrii de pozitie initiali R0, d0; - se traseaza în pozitia T0 cercul de raza de valoarea distantei de evitare; - se determina DMRN-urile de evitare ducând tangentele din N0 la cercul de evitare în punctele de tangenta N1’; - se construieste triunghiul vitezelor în punctele de tangenta, obtinându-se orientarea drumurilor de evitare (se aleg drumurile tintei cele mai dezavantajoase pentru manevra navei proprii, perpendiculare pe DMRN); - se determina pozitiile finale, N1 la intersectia Dev1 (Dev2) cu DT1 (DT2 la distanta de evitare pe DT1 (DT2); - se calculeaza timpul de manevra. b) pe planseta de manevra (v.fig.9.8):

- se reprezinta pozitia initiala T0 în R0, d0 fata de N0 si se traseaza din aceasta pozitie arcul de raza egala cu distanta de evitare dev;

- se determina DMR – urile de evitare ducând tangente la cercul de raza dev; - se construiesc triunghiurile vitezelor pentru evitare ducând paralele la DMRN1

si DMRN2 tangente la cercul de raza VT pâna la intersectia cu cercul de raza VN; se obtine VRT si orientarea drumurlor de evitare DN1 si DN2 si orientarea drumurilor tintei corespunzatoare acestora (DT1, DT2); evitarea tintei inferioare


163

în viteza se poate face la o distanta superioara distantei date, înafara sectorului DN1 DN2;

T0N0

-VN

-VN

VRT

VRT

R0d0

dev

dev

N'’1

N'1

VT

VT

Dev1

Dev2 DT2

DT1

T1

T1

dev

dev

Fig.9.7

Fig.9.8 3 - se ordona timonierului nDN si se verifica variatia parametrilor de pozitie pentru realizarea distantei de evitare în timpul determinat. Dubla evitare a unei nave inferioare în viteza Dubla evitare a unei nave inferioare în viteza se executa pentru ca la revenirea la drumul initial distanta la tinta sa nu scada sub valoarea distantei de evitare.


La revenirea la drumul initial în punctul N1, daca nu se executa a doua manevra de evitare distanta la tinta scade sub valoarea distantei de evitare data: dmin < dev (v.fig.9.9).

Fig.9.9

Dubla evitare a unei nave inferioara în viteza se poate executa prin procedeul: - sectorului maxim periculos; - celor trei DMR-uri.

Dubla evitare a unei nave inferioare în viteza prin procedeul sectorului maxim periculos Principiul de rezolvare a dublei evitari a unei nave inferioare în viteza prin procedeul sectorului maxim periculos, consta în determinarea pozitiilor navei proprii pe timpul manevrei astfel încât nava tinta sa fie mentinuta la distanta de evitare în zona determinata de sectorul maxim periculos (ale carui proprietati au fost definite anterior). Algoritm de rezolvare pe harta (v.fig.9.10):

- se reprezinta pozitiile T0 si N0 definite de parametrii initiali de pozitie R0, d0; - se construieste manevra de evitare la distanta data (dev) si se determina DMRN1

si DN1 de evitare; - se traseaza din T0 sectorul maxim periculos (SMP) de raza T0T1 - distanta de

evitare; - se construieste în N0 unghiul critic si se determina DMRN2 pentru drumul de

apropiere cel mai periculos al tintei (perpendiculara pe latura unghiului critic); - se traseaza din T0 DT2 si în punctul de intersectie cu SMP se traseaza o paralela

la DMRN2;


165

- se traseaza prin N1 o paralela la DMRN1 tangenta la SMP si la intersectia cu paralela la DMRN2 trasata anterior si se obtine pozitia relativa N’2 corespunzatoare punctului N2, de întoarcere la drumul initial DN1;

- se construieste din N’2 si T1 paralelogramul de transfer si se obtin pozitiile reale N2 si T2 pentru revenirea navei proprii la drumul initial; - la momentul întoarcerii distanta la tinta este mai mare decât dev si creste continuu.

Fig.9.10

Evitarea unei nave inferioara în viteza prin procedeul celor trei drumuri relative Principiul de rezolvare a dublei evitari a unei nave inferioare în viteza prin procedeul celor trei drumuri relative, consta în determinarea pozitiilor navei proprii pe timpul manevrei, astfel încât nava tinta sa fie mentinuta la distanta de evitare, determinata de trei DMRN-uri. Algoritm de rezolvare pe harta (v.fig.9.11):

- se reprezinta pozitiile T0 si N0 definite de parametrii initiali de pozitie R0, d0; - se construieste manevra de evitare la distanta data (dev) si se determina DMRN1

si DN1 de evitare; - se construieste în N0 sectorul limita de pozitie (2Q) si se determina DMRN2 si

DMRN3;


- se traseaza din T0, DT2 si în punctul de intersectie cu arcul de raza egala cu distanta de evitare se traseaza o paralela la DMRN2, iar la intersectia cu DMRN3 se obtine pozitia N’2 corespunzatoare punctului N2 de întoarcere la drumul initial DN1;

- se construieste din N’2 si T0 paralelogramul de transfer si se obtin pozitiile reale N2 si T2 pentru revenirea navei proprii la drumul initial;

- la momentul întoarcerii distanta la tinta este mai mare decât dev si creste continuu.

Fig.9.11

9.2.1.2 Evitarea unei nave superioare în viteza la distanta data

Aceasta manevra se poate executa de catre o nava inferioara în viteza, care are posibilitatea de a descoperi tinta la o distanta initiala mai mare decât distanta de evitare, fara a fi descoperita, nava evitata mentinându-si constanti parametrii de miscare. Distanta de evitare poate fi impusa sau poate fi determinata la bord functie de posibilitatile de manevra ale navei proprii. Algoritm de rezolvare a manevrei: 1 - se primeste ordinul de manevra: evitarea unei nave superioara în viteza la o distanta data; 2 - se trece la rezolvarea grafica a manevrei cunoscând parametrii de pozitie initiali R0, d0, parametrii de miscare ai tintei DT, VT si viteza proprie VN , astfel:


167

a) pe harta (v.fig.9.12): - se reprezinta pozitiile N0, T0 definite prin parametrii initiali de pozitie R0, d0; - se traseaza DT în pozitia initiala T0, se construieste unghiul critic Q si se traseaza cercul de raza egala cu distanta de evitare; - se determina DMRT-urile de evitare, din pozitia initiala N0, ducând tangenta la cercul de evitare în N1’; - se construieste triunghiul vitezelor (T0TT’) folosind DMRT1, în punctul T0, obtinându-se orientarea drumului DNev1; deoarece DMRT2 este în exteriorul drumului critic (în cazul prezentat în figura 9.11), nu exista un drum de evitare DNev2; - se determina pozitiile finale N1, T1 construind paralelogramul de transfer T0N1’N1T1; - se calculeaza timpul de manevra.

T0

N0

dev

dev

DMRT ev

DMRT ev2

DMRT

N1

T1

-VN

VRT

VT

DMRTDN evit1

DT

VRT

T'1

dev

Q

QR0

d0

T'

T

T’’1

Fig. 9.12

b) pe planseta radar (“Nordul sus”) (v.fig. 9.13): - se determina miscarea relativa initiala MRi; - se determina parametrii de miscare DA, VA si aspectul; - se constata inferioritatea de viteza, VN < VA; - se determina punctul de începere a manevrei A1; - se traseaza din N cercul de evitare de raza egala cu distanta de evitare d1; - se determina nMR ducând din A1 tangenta la cercul de evitare în A2; - se determina triunghiurile de manevra WA0’A si WA0’’A, ducând prin A o paralela la noul MR ce intersecteaza cercul de egala viteza (de raza WA0) în punctele A0’ si A0’’; - rezulta doua drumuri de evitare date de orientarile segmentelor WA’ si WA”; se alege solutia rapida data de orientarea segmentului WA0’ (deoarece WA0’ este spatiul relativ mai mare, ca urmare a unei viteze relative mai mari, care va asigura un timp de manevra mai scurt); - se determina timpul de manevra raportând segmentul A1A2 la segmentul A0’A; - se ordona timonierului nDN si se urmareste variatia parametrilor de pozitie pentru a se realiza distanta de evitare în timpul determinat.


9.2.2 Evitarea la distanta maxima (posibila) DEFINITIA 9.3 Evitarea la distanta maxima este manevra cinematica prin care o nava inferioara în viteza aflata în sectorul de evitare, micsoreaza distanta initiala la nava-obiect al manevrei pâna la o distanta maxima determinata de raportul vitezelor navelor aflate în manevra, dupa care distanta între acestea creste continuu.

d0 ↓ dev (dmax) ↑ +∞ (9.1)

dev

A2A1

A

A'0 A''0

A0

DevDA

DN

N0

W

Fig. 9.13

Evitarea se face la distanta maxima, data de piciorul perpendicularei pe DMRT (dmax<d0), pe doua drumuri DN1 si DN2 (v.fig. 9.14).

N0T0

R0d0

-VN

-VN

DN2

DN1

Sector deevitare

VT

dmax

dmax

DMRT1

DMRT2

VRT

VRT

Fig. 9.14


169

În cazul în care se cunoaste DT si viteza proprie are o valoare VN<<VT, evitarea se poate face la distanta maxima mai mica decât distanta initiala, folosind DN. Când viteza proprie are o valoare VN < VT, care sa asigure un DMRT în sectorul DMRT-urilor de evitare, evitarea se poate face folosind DN’ (solutia optima) sau pe un drum cuprins în sectorul DN1’’, DN2’’ (v.fig. 9.15).

N0

T0

R0d0

-VN

DN

-VN

VRT

D''N

D'N

D''N

DMRTDMRTev

DMRT

VT

Fig. 9.15 Algoritm de rezolvare a manevrei: 1 - se primeste ordin de manevra: evitarea tintei la distanta maxima (posibila). 2 - cunoscând parametrii de pozitie initiali R0, d0, parametrii de miscare ai tintei DT, VT si viteza proprie VN se trece la rezolvarea grafica a manevrei astfel: a) pe harta (v.fig. 9.16): - se reprezinta pozitiile initiale N0 si T0 definite prin parametrii de pozitie initiali R0 si d0;

T0

N0

T1

N1

dmax

DTDMRT1

DMRT2

dmax

-VNVRT

VT R0d0

Dev

T'1

Fig. 9.16


- se construieste în T0 unghiul critic în bordul opus pozitiei initiale N0; - se coboara din N0 perpendiculara pe latura unghiului critic în punctul T1’ ; se determina marimea distantei maxime de evitare, dmax, unde dmax = N0T1’; - se determina drumul de evitare dat de orientarea segmentului T1’N0; - se determina pozitiile finale, T1 pe DT la intersectia cu inversul Dev si N1 pe DN la dmax fata de T1; - se determina timpul de manevra.

b) pe planseta radar (“Nordul sus”) (v.fig. 9.17):

- se determina miscarea relativa initiala MRi; - se determina parametrii de miscare ai tintei DA, VA si aspectul; - se determina pozitia relativa A1 de începere a manevrei; - se determina nMR ducând din A tangenta în A0’ la cercul de raza WA0; - se construieste triunghiul de manevra WA0’A; - se determina dmax astfel: din A1 se traseaza nMR si se coboara pe aceasta din N0

perpendiculara, NA2 = dmax; - se determina drumul de evitare la dmax dat de orientarea segmentului A2N0; - se determina timpul de manevra raportând segmentul A1A2 la segmentul A0’A.

dmax

A0

DA DN

N0

W

AA1do

Dev

A2

A’0

AA1

Fig. 9.17

c) pe planseta de manevra (v.fig.9.18):

- se construieste triunghiul vitezelor în centrul plansetei cu VT pe directia DT si VRT tangenta la cercul de raza egala cu VN, se determina DMRT;

- se determina drumul de evitare dat de orientare vectorului VN; - se construieste triunghiul de pozitie N0T0T1’ trasând DMRT dinT0 pâna la

intersectia lui cu inversul drumului de evitare; - se calculeaza timpul de manevra:

TT

Tman VR

TTVRSR

t'

10== (9.2)

3 - se ordona timonierului nDN si se urmareste variatia parametrilor de pozitie pentru a realiza distanta maxima de evitare în timpul determinat.


171

Fig.9.18 9.2.3 Evitarea la distanta de descoperire DEFINITIA 9.4 Evitarea la distanta de descoperire este manevra cinematica prin care o nava superioara în viteza aflata pe cercul de evitare realizeaza egalitatea distantei de evitare cu distanta initiala de descoperire.

Se determina marimea unghiului periculos E si sectorul de drumuri pentru care distanta de evitare nu poate scadea sub distanta de descoperire.

În concluzie, evitarea la distanta de descoperire presupune departarea continua si nelimitata începând cu distanta de descoperire. Analiza posibilitatilor de manevra se face functie de parametrii de miscare ai tintei si de raportul vitezelor. 9.2.3.1 Cazul DT necunoscut (v.fig. 9.19)

N0T0VT max

DMRT1

R0d0

DMRT2

-VN

-VN

DN2

DN1

Sector DN de evitarela distanta dedescoperire

Sector DMRT-urievitare la distanta

de descoperire

Fig. 9.19 Aceasta situatie se caracterizeaza printr-un contact scurt cu tinta, se cunoaste sau se determina viteza maxima a tintei, se ia în considerare cel mai periculos drum


al tintei, adica DT = R0 ± 180°.

Observatia 9.1 Sectorul drumurilor de evitare este cuprins între cele doua drumuri DN1 si DN2 (sectorul de evitare la distanta de descoperire). 9.2.3.2 Cazul DT cunoscut

Aceasta situatie se caracterizeaza printr-un contact scurt cu tinta, se cunosc sau se determina parametrii de miscare ai tintei, DT si VTmax (v.fig. 9.20).

Fig. 9.20

Observatia 9.2 Evitarea se poate face adoptând orice drum cuprins în sectorul de evitare.

Algoritm de rezolvare a manevrei: 1. se primeste ordinul de manevra: evitarea tintei la distanta de descoperire (ddesc=d0=dev). 2. cunoscând parametrii de pozitie initiali R0, d0, parametrii de miscare ai tintei DT, VT si viteza proprie, se abate de la relevmentul initial cu ∆DN cel putin ega l cu valoarea unghiului critic plus 90° si se trece la rezolvarea grafica a manevrei astfel: a) pe harta (v.fig. 9.21):

- se reprezinta pozitiile initiale N0, T0 definite prin parametrii initiali de pozitie R0, d0;

- se traseaza din T0 cercul de evitare de raza egala cu distanta initiala, de descoperire;

- se determina DMRN de evitare ducând tangenta la cercul de evitare în N0; - se construiesc în N0 triunghiurile vitezelor pentru evitare, cu VT pe directia DT; - se determina drumurile limita de evitare DN1 si DN2 paralele cu vectorii VN din

triunghiurile construite anterior; orice drum luat între cele doua drumuri astfel determinate rezolva manevra.

În figura 9.21 se construiesc paralelogramele de transfer T0T1N1N1’ pentru cele doua drumuri de evitare. 3 - se ordona timonierului nDN determinat grafic si se urmareste variatia parametrilor de pozitie, pentru care distanta de evitare sa nu scada sub valoarea distantei de descoperire.


173

N0

T0

T1

T1

DT

R0d0

N'1

N'1

-VN

-VN

VT

N1

N1

DN1

DN2

DMRN

DMRN

Sector deevitare

devit

Fig. 9.21

b) pe planseta radar (“Nordul sus”) (v.fig. 9.22):

- se determina miscarea relativa initiala MRi ; - se determina parametrii de miscare DA, VA si aspectul; - se traseaza din N0, cercul de evitare de raza N0A; - se determina nMR, tangenta la cercul de evitare în A; - se determina triunghiurile de evitare WAA0’ si WAA0”;

A0

DN nD''N

N0

DA

nD'N

W

A''0A=A1

A'0A2

devitare

Fig. 9.22 - se determina drumurile de evitare nDN’ si nDN” date de orientarea

segmentelor WA0’ si WA0”;


- se determina pozitia A2 pentru revenirea la DN, trasând paralela la MRi, tangenta la cercul de raza egala cu distanta de evitare pâna la intersectia cu

nMR; - se calculeaza timpul de manevra raportând spatiul A0A la spatiul A1A2.

c) pe planseta de manevra (v.fig.9.23):

- se reprezinta pozitia initiala T0 în R0, d0 fata de N0 si se traseaza arcul de raza d0 = ddesc la care se executa evitarea;

- se determina DMRT pentru evitare ducând tangenta în T0 la cercul de raza d0; - se construiesc triunghiurile vitezelor cu VT pe directia T0N0 – drumul tintei cel

mai nefavorabil pentru executarea evitarii la distanta de descoperire si cu o paralela la DMRT, pâna la intersectia cu arcul de raza VN;

- se determina drumurile de evitare date de orientarile vectorilor VN.

Fig.9.23

09_manevra_evitarefinal

Documents