ΝΗΟ sos

N.H.O SOS.docx

N.H.O sos

ΚΕΦ1 ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΑ-ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΝΗΟ

9)Τι επιτυγχάνετε στην γέφυρα ενός σύγχρονου πλοίου με τα διατιθέμενα σύγχρονα ηλεκτρονικά όργανα?

Στη γέφυρα του σύγχρονου πλοίου τα διατιθέμενα ηλεκτρονικά όργανα συνδυάζονται μέσο δικτύου κεντρικής προσέγγισης σε ενιαία πληροφορική υποδομή μέσο εργονομικής απεικόνισης της συνδυασμένης πληροφορίας συγκροτείτε ένα υπερσύστημα/εργαλείο που αποκαλύπτει με τον πλέον κατανοητό τρόπο κάθε λεπτομέρεια τόσο της θέσης και της κίνησης του πλοίου όσο και του ναυτικού περιβάλλοντος του.

ΚΕΦ2 ΓΥΡΟΣΚΟΠΙΑ-ΓΥΡΟΣΚΟΠΙΚΕΣ ΠΥΞΙΔΕΣ

1)Τι είναι γυροσκόπιο (περιγραφή) και ποιες οι βασικές ιδιότητές του? σελ 99-112 παρ. 5.2.1-5.2.2

Γυροσκόπιο είναι ένα όργανο που αποτελείται από έναν άξονα γύρο από τον οποίο περιστρέφεται χωρίς τριβές ένας γυροσφόνδηλος δηλ. μια ποσότητα μάζας υψηλής πυκνότητας καλά ζυγοσταθμισμένη και με το μεγαλύτερο δυνατό ποσοστό αυτής κατανεμημένο στην περιφέρεια. Στο σώμα αυτό δίνεται η δυνατότητα να κινηθεί με τρείς βαθμούς ελευθερίας δηλ. περιστροφικά, κατακλίση και κατά αζιμούθ. Αν δε ο γυροσφόνηλος αποκτήσει ορισμένη ταχύτητα περιστροφής τότε το γυροσκόπιο χαρακτηρίζεται ως ελεύθερο εφόσον δεν ασκούνται πάνω του εξωτερικές δυνάμεις ενώ η κίνηση του διέπεται από τις αρχές της γυροσκοπικής αδράνειας και τις μετάπτωσης.

Γυροσκοπική Αδράνεια ορίζεται η ιδιότητα του ελεύθερου γυροσκοπίου να διατηρεί τον άξονα του σταθερό στο χώρο ανεξαρτήτως των κινήσεων της βάσεως του.

Μετάπτωση χαρακτηρίζεται η τάση του άξονα ελεύθερου γυροσκοπίου να κινηθεί κάθετα προς την κατεύθυνση εφαρμοζόμενης δύναμης σε έναν πόλο του και με φορά αντίστοιχη με την φορά περιστροφής του γυροσφόνδυλου. Προκειμένου να διευκολυνθούμε στην εύρεση των κατευθύνσεων μετάπτωσης χρησιμοποιούμε τον κανόνα τριών δακτύλων του δεξιού ή αριστερού χεριού ανάλογα με την φορά περιστροφής η οποία καθορίζεται κοιτώντας των Νότιο πόλο του γυροσκοπίου. Το γυροσκόπιο στο οποίο έχει ασκηθεί τέτοια δύναμη καλείται πλέον ελεγχόμενο γυροσκόπιο.

2)Τι παρατηρούμε αν θέσουμε ένα ελεύθερο γυροσκόπιο στον Βόρειο Πόλο και τι αν το θέσουμε στον Ισημερινό? α)Προσανατολισμένο κατά Απηλιώτη-Ζέφυρο, β)Προσανατολισμένο κατά Βορρά-Νότο και ποια η συνιστώσα της κίνησης του στα ενδιάμεσα πλάτη? σελ 112-116 παρ. 5.2.3

Αν θέσουμε ένα ελεύθερο γυροσκόπιο στον Βόρειο πόλο παράλληλα με το οριζόντιο επίπεδο θα διαπιστώσουμε ότι κατά την διάρκεια ενός 24 ώρου θα διαγράψει μια πλήρη περιστροφή κατά 360 μοίρες ως προς αζιμούθ.Αν κάνουμε το ίδιο στον ισημερινό θέτοντας τον άξονα του γυροσκοπίου μας παράλληλα με το οριζόντιο επίπεδο και προσανατολισμένο κατά Απηλιώτη-Ζέφυρο θα διαπιστώσουμε ότι κατά τη διάρκεια ενός 24 ώρου θα διαγράψει μια πλήρη περιστροφή κατά 360 μοίρες ως προς κλίση. Αν το προσαρμόσουμε κατά Βορρά-Νότο πάνω δηλαδή στην μεσημβρινή γραμμή θα διαπιστώσουμε ότι ο άξονας του θα παραμείνει ακίνητος και επομένως όσο βρίσκεται εκεί μπορεί να αποτελέσει πυξίδα. Υπενθυμίζουμε ότι η κίνηση αυτή του άξονα χαρακτηρίζεται ως φαινόμενη και οφείλεται στην περιστροφή της Γης περί τον άξονα της. Ο άξονας παραμένει πάντα σταθερός στο χώρο. Σε οποιαδήποτε άλλη ενδιάμεση θέση πλάτους ο άξονας μας θα εκτελέσει μιας κυκλικής μορφής κίνηση που θα αποτελεί συνισταμένη τόσο της κίνησης κατά κλίση όσο και κατά αζιμούθ. Όσο αυξάνεται το πλάτος τόσο πιο έντονη θα γίνεται προς αζιμούθ ενώ με την ελάττωση του πλάτους ενισχύεται η κίνηση προς κλίση.

3)Ποιος ο λόγος που αναπτύχθηκαν οι γυροπυξίδες? Ποια τα πλεονεκτήματα και ποια τα μειονεκτήματά τους?

Οι γυροπυξίδες αναπτύχθηκαν εξαιτίας της ανάγκης για ένα μέσον προσανατολισμού που να μην επηρεάζεται από τα μαγνητικά πεδία της Γης. Όπως θα δούμε η λειτουργία των πυξίδων αυτών βασίζεται σε αρχές άλλες ανεξάρτητες από τον μαγνητισμό της Γης.

Πλεονεκτήματα:

α) Δεν επηρεάζεται από τα σφάλματα της αποκλίσεως και της παρεκτροπής.

β) Μπορεί να υποστηρίζει μεγάλο αριθμό επαναληπτών.

γ) Μπορεί να στέλνει πληροφορίες σε μεγάλο αριθμό ηλεκτρονικών οργάνων της γέφυρας όπως    D/F,RADAR,AUTOPILOT κλπ.

δ) Το σφάλμα της έχει πολύ μικρότερο εύρος διακύμανσης από της μαγνητικής.

Μειονεκτήματα:

α) Για τη λειτουργία της απαιτείτε εξειδικευμένη ηλεκτρική παροχή και δεν μπορεί να λειτουργήσει χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα σε αντίθεση με την μαγνητική που δε χρησιμοποιεί καμιά ενέργεια.

β) Είναι από τις πιο πολύπλοκες ηλεκτρομηχανικές κατασκευές που βρίσκονται στο πλοίο καθώς η δευτεροβάθμια συντήρηση της απαιτείτε ειδικευμένο προσωπικό και ανταλλακτικά, ενώ η μαγνητική είναι από τα πιο απλά και εύχρηστα όπλα ναυσιπλοΐας.

γ) Χρειάζεται προετοιμασία αρκετών ωρών για να τεθεί αποκατάσταση εκκίνησης σε πλήρη επιχειρησιακή ετοιμότητα ενώ απαιτείτε αντίστοιχη διαδικασία και κατά την κράτησή της την ίδια στιγμή που η μαγνητική δεν απαιτεί εκκίνηση ή κράτηση.

4)Ποια προβλήματα πρέπει να επιλυθούν για να λειτουργήσει μια πυξίδα πάνω στις αρχές ηλεκτρομηχανικού γυροσκοπίου?

1.      Πρέπει να εξασφαλιστεί η κατάλληλη ηλεκτρική παροχή με εναλλασσόμενο ρεύμα υψηλότερης τάσης και συχνότητας από αυτό της ενδιαίτησης προκειμένου να τροφοδοτηθεί ο κινητήρας της πυξίδας αλλά και παροχή για τα δευτερεύοντα και βοηθητικά κυκλώματα αυτής.

2.      Κατάλληλο σύστημα άρτησεις με της λιγότερες δυνατές τριβές ενός ή δύο γυροσφονδήλων στους άξονες τους.

3.      Σύστημα ελέγχου τέτοιο που να αναγκάζει τον άξονα του ενός ή τη συνισταμένη των αξόνων δύο γυροσκοπίων να αναζητήσει τον Βορρά και να σταθεροποιηθεί εκεί.

4.      Follow Up System τέτοιο που να κρατά την διεύθυνση Βορρά-Νότου του ανεμολογίου παράλληλη με την διεύθυνση του άξονα περιστροφής του ενός ή την συνισταμένη των αξόνων των δύο γυροσφονδήλων.

5.      Σύστημα για να μεταδίδονται οι ενδείξεις της μητρικής σ’ όλους τους επαναλήπτες και τα υπόλοιπα όργανα.

6.      Σύστημα άρτησης τέτοιο που να μην επιτρέπει τον επηρεασμό του μηχανισμού από τους διατοιχισμούς του σκάφους.

5)Τι είναι το γυροσκόπιο με εξαναγκασμένη εκπομπή φωτός σε δακτήλιο (φωτογυροσκόπιο ή γυροσκόπιο laser). Ποιες οι ιδιότητες του και ποια τα πλεονεκτήματά του έναντι των ηλεκτρομηχανικών γυροσκοπίων? σελ 116-117 παρ. 5.3.1

Τα κλασικά γυροσκόπια από τη δεκαετία του 80’ και μετά αντικαθιστώνται με γυροσκόπια laser τα οποία παρέχουν ενδείξεις προσανατολισμού εξαιρετικής ακρίβειας ταυτόχρονα παρουσιάζουν πλεονεκτήματα όπως η εξαιρετική σημαντική ελάττωση του βάρους κατασκευής, η ελαχιστοποίηση των διαστάσεων τους σε σχέση με τα συμβατικά, η μείωση του κόστους και ο περιορισμός έως και ο εκμηδενισμός εκκίνησης βλαβών ένα ακόμη πλεονέκτημα της συγκεκριμένης τεχνολογίας αποτελεί το γεγονός ότι το όργανο κατασκευάζεται χωρίς πολύπλοκα τεχνητά μέρη και επομένως δεν παρουσιάζει ροπές αντίστασης κατά την αλλαγή προσανατολισμού δεν υφίσταται τριβές.

6)Ποιες οι μέθοδοι αναζήτησης του Βορρά?

Όλοι οι κατασκευαστές γυροπυξίδων προκειμένου να μετατρέψουν το ελεύθερο γυροσκόπιο σε πυξίδα χρησιμοποιούν τη συνισταμένη των κινήσεων κατά κλίση και κατά αζιμούθ του άξονα που οφείλεται στη γυροσκοπική αδράνεια, την περιστροφή της Γής και της κίνησης λόγο μετάπτωσης που ασκούνται στον άξονα του γυροσκοπίου μέσω βαρών κατάλληλα προσαρμοσμένων. Τα βάρη προσαρμόζονται είτε στην κορυφή είτε στη βάση του γυροσκοπίου. Αν σε ένα γυροσκόπιο προσαρμόσουμε βάρος στον κατακόρυφο δακτύλιο που ελέγχει την κίνηση κατά κλίση το βοηθάμε να εκτελέσει ταλάντωση σταθερού πλάτους, ενώ τοποθετώντας ένα μικρότερο βάρος στον εσωτερικό δακτύλιο που ελέγχει την κίνηση κατά αζιμούθ το αναγκάζουμε να αποσβέσει τις ταλαντώσεις και έτσι να κρατηθεί στον μεσημβρινό. Επειδή αν θεωρήσουμε ένα τέτοιο σύστημα σε συνθήκες πραγματικής πλεύσης θα προκύψουν σημαντικές ροπές λόγο της θέσης των βαρών ψηλά κατά την διάρκεια pitsing και rolling με αποτέλεσμα να απομακρύνεται ο άξονας του γυροσκοπίου από την επιθυμητή κατεύθυνση Β-Ν. Έτσι η SPERRY χρησιμοποίησε την εξής μέθοδο τοποθέτησε υδράργυρο ως βάρος στη βάση της πυξίδας το οποίο εναπόθεσε σε 2 συγκοινωνούντα δοχεία προσανατολισμένα κατά την προέκταση του άξονα του γυροσκοπίου και με γωνία 1,7 μοίρες (έκκεντρη στήριξη στοιχείου ελέγχου) προκειμένου να εξασφαλίσει την απόσβεση των ταλαντώσεων. Υπενθυμίζουμε ότι πρόκειται για πυξίδα με 1 γυροσφόνδηλο και στην περίπτωση της SPERRY αριστερόστροφο. Υπάρχουν όμως πυξίδες που χρησιμοποιούν σύστημα 2 γυροσφονδήλων όπως η PLATH ή η ANSCUTZ εδώ οι άξονες βρίσκονται υπό γωνία είτε 90 είτε 60 μοιρών μεταξύ τους ενώ η κατεύθυνση του Βορρά ορίζεται από τη συνισταμένη των 2 αξόνων πρόκειται επίσης για πυξίδες με βάρος στη βάση.

Η απόσβεση των ταλαντώσεων γίνεται με την μετάγγιση ελαίου εντός ενός συστήματος συγκοινωνούντων διαμερισμάτων παράλληλων προς το επίπεδο του Ισημερινού της γυρόσφαιρας που βρίσκεται στην κορυφή της ANSCUTZ, στην κατά πλάτος κίνηση εφαρμόζονται στους 2 άξονες ίσες δυνάμεις μετάπτωσης ως προς αζιμούθ αλλά αντίθετης φοράς με αποτέλεσμα η συνισταμένη τους να είναι πάντα προσανατολισμένη στο βάρος.

8)Ποια τα σφάλματα των γυροσκοπικών πυξίδων? σελ 142-146 παρ. 6.3.7

1.      LATITUDE ERROR(σφάλμα πλάτους)Στις πυξίδες με 1 γυροσφόνδηλο η μικρή γωνία α ως προς τον μεσημβρινό όπου τελικά σταθεροποιείται ο άξονας του γυροσκοπίου αποτελεί το σφάλμα πλάτους ή απόσβεσης και έχει τιμή α=θ*εΦφ. Όσο αυξάνεται το πλάτος τόσο και η τιμή του σφάλματος αυξάνεται από τις 70 μοίρες και πάνω η τιμή του σφάλματος ξεπερνά τις 10 μοίρες. Στις πυξίδες με 2 γυροσφόνδηλους το σφάλμα πλάτους δεν υφίσταται επειδή όπως προαναφέραμε η κατά αζιμούθ μετάπτωσης των αξόνων μεταβάλλονται συμμετρικά ως προς την συνισταμένη με αποτέλεσμα αυτή να παραμένει αμετακίνητη στην κατεύθυνση του Βορρά.

2.      LATITUDE SPEED AND COURSE ERROR(σφάλμα πλάτους πορείας και ταχύτητας)Οφείλεται στην ιδιότητα του άξονα περιστροφής του γυροσφονδήλου ή της συνισταμένης των αξόνων να σταθεροποιείται πάντα σε κατεύθυνση κάθετη προς την συνισταμένη των κινήσεων τους στο χώρο. Η τιμή του είναι Δ=0.0635*ταχύτητα πλοίου*συνΖλ*τμνφ. Από εδώ βλέπουμε ότι για πλοίο ακίνητο όπως και για πορείες 090 και 270 το σφάλμα μηδενίζεται ενώ για πορείες βόρειες χαρακτηρίζεται ως δυτικό ενώ για πορείες νότιες ως ανατολικό.

3.      BALLISTIC DEFLECTION ERROR(σφάλμα βαλλιστικής εκτροπής)Οφείλεται στη μεταβολή της κατά την διεύθυνση Β-Ν συνιστώσας της ταχύτητας κίνησης του πλοίου εξαιτίας των μεταβολών ταχύτητας και πορείας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να μεταγγίζεται υδράργυρος στα συγκοινωνούντα δοχεία των πυξίδων (SPERRY) λόγο αδράνειας και να μετατοπίζεται λίγο κατά αζιμούθ ο άξονας του γυροσκοπίου. Το σφάλμα αυτό είναι μικρής τιμής και ελαττώνεται βαθμιαία με τη σταθεροποίηση της νέας πορείας ή ταχύτητας.

4.      INTERCARPINAL ROLLING ERROR(σφάλμα διατοιχισμών)Πρόκειται κατά την διάρκεια των διατοιχισμών επειδή κατά πρώτων το αιωρούμενο ευαίσθητο στοιχείο μετατρέπεται σε εκκρεμές και τείνει να ταυτίσει το κατακόρυφο επίπεδο της μάζας του με το επίπεδο αιώρησης και κατά δεύτερων προκαλούνται μεταγγίσεις υδραργύρου από το ένα δοχείο στο άλλο. Στις πορείες κατά Βορρά και Νότο η μετάγγιση είναι αμελητέα επειδή το επίπεδο αιώρησης είναι κάθετο στους σωλήνες των συγκοινωνούντων δοχείων. Για πορείες κατά Απηλιώτη-Ζέφυρο το σφάλμα εξουδετερώνεται επειδή είναι ίσων τιμών και αντίθετης φοράς. Σε πορείες όμως 45 μοιρών το σφάλμα παίρνει τις μέγιστες τιμές του ειδικά όταν οι αιωρήσεις δεν είναι συμμετρικές και η μετάγγιση υδραργύρου είναι ανισομερής στα δοχεία. Τα παραπάνω αναφέρονται στις πυξίδες SPERRY.Στις πυξίδες με 2 γυροσκόπια το σφάλμα αυτό δεν υφίσταται επειδή οι μεταπτώσεις που δημιουργούνται στους άξονες κατά αζιμούθ από τις μεταγγίσεις ελαίων στα διαμερίσματα είναι ίσων τιμών και αντίθετης φοράς.

5.      GIMBALLING ERROR(σφάλμα διπλής εξάρτησης)Είναι αυτό που οφείλεται στην κλίση που μπορεί να πάρει το ανεμολόγιο λόγο της εξάρτησής του ειδικά κατά την διάρκεια διατοιχισμών και προνευστασμών. Για να το εξαλείψουμε φροντίζουμε να διατηρούμε πάντα το ανεμολόγιο οριζόντιο κατά τη λήψη διοπτεύσεων.

14)Που συνήθως οφείλονται οι βλάβες στις σύγχρονες πυξίδες και πως επιλύονται? σελ 146-8  παρ. 6.5

Εξ αρχής σας γνωρίζεται ότι ουδέ μια βλάβη μπορεί να επιλυθεί από το πλήρωμα όσων αφορά τους μηχανισμούς των ηλεκτρομηχανικών γυροσκοπίων. Η αξιοπιστία των σύγχρονων ΗΟ είναι τέτοια που συντριπτική πλειοψηφία των εμφανιζόμενων βλαβών είναι μάλλον ηλεκτρικής παρά ηλεκτρονικής φύσεως. Η έννοια της ηλεκτρικής φύσεως βλαβών αναφέρεται είτε στην διακοπή τροφοδοσίας στη συσκευή είτε στην διακοπή της επικοινωνίας της με υπομονάδες ή ενδείκτες της (θραύση ή αποσύνδεση καλωδίου της).Κατ’ επέκταση στις πυξίδες ιδιαίτερα μεγάλος αριθμός βλαβών μπορεί να επιλυθεί μόνο μέσο του ελέγχου:

α)  Της διαθεσιμότητας της τροφοδοσίας τάσεως είτε εξωτερικά στην κατάλληλη υποδοχή της συσκευής είτε στο πρωτεύων και δευτερεύων πηνίο του μετασχηματιστή της.

β)  Της ακεραιότητας των καλωδίων της επικοινωνίας των υποσυστημάτων, ενδεικτών, μονάδων ελέγχου κλπ της συσκευής.

15)Ποια η παρεχόμενη πληροφορία? Ποια η μέγιστη δυνατή αξιοποίηση της και ποια τα περιφερειακά όργανα των γυροπυξίδων? σελ 150 παρ.6.8.1

Για την μέγιστη δυνατή αξιοποίηση της παρεχόμενης από την ναυτική πυξίδα πληροφορίας για την ένδειξη της διεύθυνσης του Βορρά ή της ισοδύναμης ενδείξεως της τηρούμενης πορείας απαιτείτε:

  α)  Η ταυτόχρονη διάθεση της πληροφορίας αυτής σε περισσότερα από ένα σημεία του σκάφους.

  β)  Η μετάδοση των στοιχείων της πυξίδας ως ψηφιακών στοιχείων εισόδου σε άλλα ναυτικά ηλεκτρονικά όργανα και συστήματα όπως π.χ στα αυτόματα συστήματα τήρησης θέσεως και κατεύθυνσης και στα ολοκληρωμένα συστήματα της γέφυρας.

  γ)  Η καταγραφή των τιμών της τηρούμενης πορείας και η υποτύπωση του ίχνους του ακολουθούμενου δρομολογίου σε κατάλληλα καταγραφικά όργανα και συστήματα όπως πορειογράφοι, συστήματα καταγραφής δεδομένων ταξιδίου(VDR,SVDR)συστήματα AIS και συστήματα ECDIS.

Τα περιφερειακά όργανα είναι:

1.      Επαναλήπτες γυροσκοπικών πυξίδων,

2.      πορειογράφοι με καταγραφικό χαρτί,

3.      Ψηφιακοί ενδείκτες,

4.      Ηλεκτρονικά συστήματα διαχείρισης ή και καταγραφής πληροφοριών πορείας.

17)Τι γνωρίζεται για τους πορειογράφους με καταγραφικό χαρτί και πως γίνεται σήμερα η αποθήκευση των στοιχείων κίνησης του πλοίου σύμφωνα με τις αποφάσεις του IMO?σελ 150-152 παρ. 6.8.2

Οι περιφερειακές αυτές μονάδες καταγράφουν σε ειδικό χαρτί την ακολουθούμενη πορεία του πλοίου. Ολόκληρος ο μηχανισμός του πορειογράφου βρίσκεται μέσα σε μεταλλικό κιβώτιο που έχει υαλόφρακτη πρόσοψη ώστε να είναι δυνατή η ανάγνωση των ενδείξεων. Εσωτερικά φέρει ωρολογιακό μηχανισμό κουρδισμένο, που στρέφει κυλίνδρους με τους οποίους ξετυλίγεται ειδικό χαρτί με μικρή ταχύτητα. Το χαρτί φέρει οριζόντιες ισαπέχουσες γραμμές στις οποίες αναγράφεται ο χρόνος σε ώρες και πρώτα λεπτά, και 18 κατακόρυφες γραμμές στις οποίες σημειώνονται οι ενδείξεις πορείας ανά 10 μοίρες που καλύπτουν συνολικά 180 μοίρες. Το χαρτί αυτό διατίθεται σε ρολά που έχουν διάρκεια συνεχούς λειτουργίας 8 με 10 ημέρες και φέρει ειδικό επίχρισμα ώστε να γίνεται θερμική καταγραφή δια της μεταλλικής ηλεκτρικής ακίδας. Η χρήση πορειογράφων με καταγραφικό χαρτί έχει πλέον περιοριστεί σημαντικά διότι η υποχρεωτική σύμφωνα με τις αποφάσεις του IMO αποθήκευση των στοιχείων κίνησης του πλοίου εκτελείται πλέον αποτελεσματικότερα με άλλα ναυτικά ηλεκτρονικά όργανα και συστήματα όπως το VDR,SVDR αλλά και το σύστημα ECDIS.

ΚΕΦ3-Αυτόματα Πηδάλια / Συστήματα Πηδαλιουχήσεως

2)Ποιών παραγόντων συνάρτηση είναι η ακριβής τήρηση της πορείας του πλοίου?

α) Κατάσταση θαλάσσης.

β) Πνοή ανέμου.

γ) Ελκτικές ιδιότητες του πλοίου.

3)Ποια είναι τα πλεονεκτήματα του αυτόματου πηδαλιούχου έναντι της χειροκίνητης πηδαλιουχίας?

α) Οικονομία χρόνου πλεύσης με ακριβέστερη τήρηση της πορείας του πλοίου και αντιστοίχως οικονομία καυσίμων.

β) Λιγότερη φθορά και συντήρηση του πηδαλίου.

γ) Μικρότερη κατανάλωση ενέργειας για την κίνηση του πηδαλίου.

δ) Ανακούφιση των πηδαλιούχων στην ανοικτή θάλασσα.

5)Ποιες οι μονάδες εγκατάστασης του πηδαλίου? σελ 164 - 166  παρ.7.3.1

1.      Plate Rudder (πτερύγιο πηδαλίου).

2.      Bridge Control Unit (μονάδα ελέγχου).

3.      Hand – Manual – Emergency or Auxiliary Steering Auto Gyro (διακόπτης τριών θέσεων).

4.      Repeater Gyro (επαναλήπτης γυροσκοπικής).

5.      Hand Manual.

6.      Emergency Hand Wheel.

7.      Buttons (ρυθμιστές καιρικών συνθηκών και θαλάσσης).

8.      Rudder Angle Indicator (ενδείκτης γωνίας πηδαλίου).

9.      Rudder Order Indicator (γωνιόμετρο).

10.  Dimmer or Panel Brilliance.

11.  Power Unit (μονάδα ισχύος πηδαλίου).

4. Steering Engine Control Linkage (συνήθως ήλεκτρο – υδραυλικού τύπου που έχει σκοπό να προσφέρει την απαιτούμενη ισχύ για την περιστροφή του πηδαλίου). Είναι μηχανισμός στροφής του πτερυγίου συνδεδεμένος με την Power Unit.

5. Rudder Angle Transmitter (μονάδα μετάδοσης πραγματοποιηθείσας ή πραγματικής πορείας). Είναι μια σύγχρονογεννήτρια της οποίας ο άξονας παρακολουθεί πάντα την στροφή του πτερυγίου του πλοίου.

6.   Feedback Unit (μονάδα ανατροφοδοτήσεως ή επαναφοράς). Στρέφει το πτερύγιο του πηδαλίου μέχρι την γωνία που ζητήσαμε εμείς και όχι παραπέρα. Συνδέεται με μοχλό στο έμβολο του μηχανισμού στροφής του πτερυγίου και στρέφεται κατά την ίδια γωνία. Συνδέεται ηλεκτρικά με την μονάδα ελέγχου γέφυρας και μηδενίζει την τάση του σήματος κάθε φορά που το πτερύγιο στρεφόμενο φτάνει στην γωνία που του ζητήθηκε. Στην μονάδα αυτή βρίσκονται οι διακόπτες ορίων (Limit Switches) οι οποίοι έχουν ως αποστολή την διακοπή της πέρα από κάποιο όριο στροφής του πηδαλίου.

 6)Περιγράψατε την λειτουργία του πηδαλίου και ποίοι οι τρόποι μετάδοσης εντολών από την γέφυρα στην πρύμνη?

Καθώς στρέφεται το τιμόνι κατά την ζητηθείσα γωνία αποστέλλεται ηλεκτρονικό σήμα χαμηλής τάσης από την μονάδα γέφυρας στην μονάδα πρύμνης , το σήμα αυτό ενεργοποιεί την ήλεκτρο – υδραυλική μονάδα ισχύος της πρύμνης η οποία με την σειρά της στρέφει τον άξονα που πάνω βρίσκεται προσαρμοσμένο πτερυγίου του πηδαλίου. Όταν επιτευχθεί  η στρέψη του πτερυγίου κατά την αιτηθείσα γωνία τότε η τάση μηδενίζεται  με αποτέλεσμα να σταματήσει η περεταίρω στρέψη του πτερυγίου. Υπάρχει και η δυνατότητα πηδαλιουχήσεως με αυτόματο τρόπο. Τηρείται δηλαδή το σκάφος σε σταθερή πορεία χωρίς παρέμβαση ανθρωπίνων ενεργειών. Εφόσον έχουμε φέρει το πλοίο στην επιθυμητή πορεία και έχουμε θέσει το πηδάλιο στην μέση μπορούμε να θέσουμε τον διακόπτη επιλογής της μονάδας ελέγχου γέφυρας την θέση Auto – Gyro και εν συνεχεία ο αυτόματος με μικρές αλλαγές πορείας όταν απαιτείται κρατάει το πλοίο μας επί της επιθυμητής πορείας. Οι εντολές του αυτόματου μεταβιβάζονται στην μονάδα της πρύμνης  με τον ίδιο τρόπο όπως και στην περίπτωση της χειροκίνητης πηδαλιουχίας. Υπάρχει επίσης η λειτουργία emergency όπου απομονώνονται τα συστήματα εμπλοκής του αυτόματου πιλότου και αποστέλλεται το σήμα απευθείας στην μονάδα ισχύος της πρύμνης. Σε περίπτωση αδυναμίας πηδαλιουχίας από τον χώρο της γέφυρας υπάρχει σε ορισμένες περιπτώσεις η δυνατότητα remote steering είτε από τις βαρδιόλες είτε από κάποιο άλλο σημείο του πλοίου. Ακόμα και σε περιπτώσεις βλάβης όλων των ενδιάμεσων ηλεκτρικών ή και υδραυλικών συστημάτων υπάρχει η δυνατότητα τοπικού χειρισμού της μονάδας ισχύος της πρύμνης μόνο με την βοήθεια μηχανικών μέσων. Ειδικά αυτός ο τρόπος χειρισμού πρέπει να είναι γνωστός σε όλους τους αξιωματικούς της γέφυρας καθώς και του προσωπικού καταστρώματος ενώ θα πρέπει να είναι αντικείμενο συχνών γυμνασίων

7)Δοκιμές – Γυμνάσια πηδαλίου? σελ 181- 183  παρ.7.6 – 7.6.1

Μέσα σε 12 ώρες από την αναχώρηση πρέπει να γίνονται οι εξής έλεγχοι :

1.      Κύριου μηχανισμού κίνησης πηδαλίου.

2.      Βοηθητικού μηχανισμού κίνησης πηδαλίου.

3.      Μονάδας τηλεχειρισμού.

4.      Ενδείκτης γωνίας πηδαλίου γέφυρας.

5.      Παροχή ισχύος κινδύνου.

6.      Alarm διακοπής ισχύος στο μηχανισμό κίνησης πηδαλίου.

7.      Alarm διακοπής παροχής ισχύος στο σύστημα ελέγχου.

Πρέπει επίσης να γίνονται οι δοκιμές :

α) Πλήρους κίνησης πηδαλίου σύμφωνα με τις προδιαγραφές του.

β) Οπτική επιθεώρηση μηχανισμών και συνδεσμολογίας μερών.

γ) Λειτουργία επικοινωνίας μεταξύ γέφυρας και μονάδας πρύμνης.

● Πρέπει να υπάρχουν αναρτημένα διαγράμματα  λειτουργίας, καθώς και οδηγίες για την μετάβαση από τον ένα τρόπο χειρισμού του πηδαλίου στον άλλον πλησίον της μονάδας ελέγχου της γέφυρας και της μονάδας της πρύμνης.

● Κάθε αξιωματικός γέφυρας πρέπει να είναι εξοικειωμένος με όλους τους τρόπους πηδαλιουχίας και με την μετάβαση από τον ένα τρόπο στον άλλον.

Κάθε τρείς μήνες πρέπει να γίνεται γυμνάσιο πηδαλιουχίας έκτακτης ανάγκης με συμμετοχή όλων των εμπλεκομένων με σκοπό την εξάσκηση όπου θα προσημειώνονται όλα τα πιθανά σενάρια. Με το πέρας του γυμνασίου θα γίνεται καταχώρηση στο ημερολόγιο της γέφυρας καθώς και τα υπόλοιπα έγγραφα ( ISM FORMS) των ενεργειών και διαδικασιών που ακολούθησαν. Παράλειψη της εγγραφής στο ημερολόγιο επισύρει πρόστιμο 1500€. Υπόχρεος για την καταβολή του προστίμου είναι ο αξιωματικός στην βάρδια του οποίου έλαβε χώρα το γυμνάσιο.

8)Αρχές αυτόματης πηδαλιουχίας? σελ 159  παρ.7.2

Μια μονάδα αυτόματου πηδαλιούχου συγκρίνει καταρχάς δυο σήματα εισόδου, την επιθυμητή η σχεδιασθείσα πορεία (Course to Steer) που επιλέγεται από τον χειριστεί του συστήματος και την πραγματική πορεία που τηρεί το πλοίο η οποία εισάγεται σε κατάλληλη επιλεγμένη θύρα από το συνεργαζόμενο σύστημα πυξίδας. Στην συνέχεια χρησιμοποιεί το πηδάλιο για την απάλειψη της τυχούσας διαφοράς που προκύπτει από την σύγκριση των δύο αυτών συστημάτων εισόδου. Για να έχουμε την δυνατότητα να τηρούμε την πορεία με την μέγιστη δυνατή ακρίβεια ο μηχανισμός του πηδαλίου πρέπει σε πραγματικό χρόνο να διορθώνεται. Καταρχάς για τα ελκτικά στοιχεία του πλοίου, τις επικρατούσες καιρικές συνθήκες και τέλος για το πραγματικό πλάτος. Κατά δευτερεύον να τροφοδοτείται διαρκώς με την πληροφορία της αποκλίσεως της κατευθύνσεως του σκάφους σε σχέση με την επιθυμητή πορεία , δηλαδή είναι απαραίτητο ένα σήμα ανατροφοδότησης (Feedback Signal). Η διάταξη αυτή καθιστά αναγκαία την διάθεση των ακολούθων παραμέτρων :

·         Πληροφορία θέσεως, δηλαδή που βρισκόμαστε σε σχέση με το επιθυμητό ίχνος (Positional Data).

·         Ρυθμός στροφής (Rate of Turn), δηλαδή το πόσο γρήγορα αλλάζει η κατεύθυνση του σκάφους.

·         Τυχόν επιπρόσθετες πληροφορίες σφάλματος που θα επιστρέψουν τον ακριβέστερο υπολογισμό του συνολικού σφάλματος που πρέπει να αντισταθμίσει η μονάδα του αυτόματου πηδαλιούχου.

12)Τι εξυπηρετούν οι αντλίες πηδαλίου, πως θα πρέπει να λειτουργήσουν στην ανοικτή θάλασσα, πως κατά τους χειρισμούς του πλοίου, τι επιτυγχάνουμε με την χρήση και τι γίνεται σε περίπτωση βλάβης της ηλεκτρικής τροφοδοσίας? σελ 163 – 164   παρ.7.3

Κάθε αντλία είναι σχεδιασμένη να παρέχει λάδι ικανοποιητικής πιέσεως ώστε να εξασφαλίζει την απαραίτητη ροπή στρέψεως στην πτέρυγα του πηδαλίου. Κατά την κανονική λειτουργία στην θάλασσα μόνων μια αντλία είναι σε λειτουργία ενώ η άλλη διατηρείται σε ετοιμότητα. Αν δηλαδή στον ενδείκτη προειδοποιήσεως στην γέφυρα παρουσιαστεί μήνυμα η alarm για δυσλειτουργία ή απώλεια μιας αντλίας, η πρώτη ενέργεια του αξιωματικού φυλακής είναι να ενεργοποιήσει με την βοήθεια τηλεχειρισμού που υπάρχει στην κονσόλα πηδαλιουχήσεως την δεύτερη αντλία που είναι άμεσα διαθέσιμη. Επίσης κάθε αντλία σε περίπτωση βλάβης της μόνιμης ηλεκτρικής τροφοδοτήσεως της μπορεί να τροφοδοτηθεί με ρεύμα και από άλλο σημείο του πλοίου με χρήση επιπρόσθετων καλωδίων ανάγκης. Κατά τους χειρισμούς του πλοίου όπου απαιτείται ο μικρότερος δυνατός χρόνος ανταπόκρισης του πηδαλίου πρέπει να λειτουργούν και οι δυο αντλίες. Έτσι ο τελικός χρόνος στροφής της πτέρυγας του πηδαλίου μειώνεται κατά 50%. Η κανονική λειτουργία των αντλιών, όταν ο έλεγχος του συστήματος πηδαλιουχήσεως βρίσκεται στην γέφυρα, επιτυγχάνεται με την μεταφορά καταλλήλων ηλεκτρικών σημάτων από την μονάδα αυτόματου πηδαλιούχου τα οποία καταλήγουν στις τηλεχειριζόμενες σωληνοειδείς βαλβίδες που βρίσκονται επάνω στις αντλίες.

13)Ποίοι οι τρόποι λειτουργίας του συστήματος πηδαλιουχήσεως? σελ 171 – 172  παρ.7.3.4

Διακρίνουμε τρείς διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας (Modes) όσον αφορά τον εξ αποστάσεως χειρισμό της πτέρυγας του πηδαλίου με τον έλεγχο στην γέφυρα :

Α) Λειτουργία μη συμμετρικής ακολουθήσεως (Non – Follow Up NFU). Σε αυτήν την επιλογή το πηδάλιο ακολουθεί τις ακριβείς κινήσεις του μέσου που χρησιμοποιούμε για να μεταβιβάσουμε τις εντολές προς την πτέρυγα (συνήθως κάποιος μοχλός ή κάποιο δευτερεύον οιακοστρόφιο δηλαδή τιμόνι). Όταν έχουμε το πηδάλιο στην θέση αυτή δεν συμμετέχουν στην λειτουργία του πηδαλίου το σύνολο των ηλεκτρονικών μονάδων που απαρτίζουν την μονάδα αυτόματου πηδαλιούχου και κυρίως ο μηχανισμός ανατροφοδοτήσεως (Feedback Control). Η ακριβής τήρηση της πορείας είναι εξαιρετικά δύσκολη ως αδύνατη.

Β) Λειτουργία συμμετρικής ακολουθήσεως (Follow Up FU). Η κίνηση του πηδαλίου γίνεται μέσω ενός μηχανισμού επαναφοράς που εξασφαλίζει την επαναφορά του πηδαλίου στο μέσον όταν σταματήσει η στροφή του τιμονιού ή του μοχλού πηδαλιουχήσεως. Η συγκεκριμένη διάταξη χρησιμοποιείται δημιουργώντας την διαταγή στροφής είτε χειροκίνητα είτε από την μονάδα του αυτόματου πηδαλιούχου, Αν δηλαδή στρέψουμε το τιμόνι μας κατά κάποια γωνία θα στραφεί με την βοήθεια των ηλεκτρικών διατάξεων και η πτέρυγα του πηδαλίου, ενώ αν αφήσουμε το οιακοστρόφιο από τα χέρια μας θα επιστρέψει και αυτό και η πτέρυγα στην μέση.

Γ) Αυτόματα (Autopilot). Η κίνηση του πηδαλίου ελέγχεται αποκλειστικά από την μονάδα αυτόματου πηδαλιούχου η οποία φροντίζει την διατήρηση της πορείας που έχουμε επιλέξει ενώ και πάλι η διάταξη της ανατροφοδοτήσεως που συμπληρώνει το συγκρότημα πηδαλιουχήσεως εξασφαλίζει την αποτελεσματικότερη απόδοση του συστήματος.

14) Ποίοι οι ρυθμιστές του αυτόματου πηδαλιούχου και τι ρυθμίζει έκαστος?

  1) Ρυθμιστής μόνιμης αντισταθμίσεως (Permanent Helm).Ρυθμίζει  το μέγεθος της μικρής σχετικά γωνίας που πρέπει να πάρει προς την αντίθετη πλευρά το πτερύγιο σε περιπτώσεις που το πλοίο εκπίπτει από την σταθερή πορεία του από μια μόνιμη εξωτερικά επίδραση όπως για παράδειγμα από έναν κάθετο ισχυρό άνεμο.

  2) Ρυθμιστής γωνίας πηδαλίου (Rudder Control).Ρυθμίζει την γωνία που θα πάρει το πτερύγιο κατά την αυτόματη λειτουργία ώστε να αντισταθμίζονται οι ελικτικές ικανότητες του πλοίου κατά την μεταβολή της ταχύτητας του. Ουσιαστικά θέτει ένα συγκεκριμένο όριο στροφής της πτέρυγας που θα διατάζει η μονάδα αυτόματου πηδαλιούχου όταν έχει τον έλεγχο του συγκροτήματος πηδαλιουχήσεως. Κατά κανόνα σε μικρές ταχύτητες επιτρέπεται η στροφή κατά μεγαλύτερη γωνία ενώ όσο μεγαλώνει η ταχύτητα μας περιορίζεται η επιτρεπόμενη γωνία στροφής προκειμένου να αποφύγουμε ανεπιθύμητες επιπτώσεις.

  3) Ρυθμιστής αντιστάθμισης της γωνίας του πηδαλίου (Counter Rudder).Με τον ρυθμιστή αυτόν επιτυγχάνεται η μικρή σχετικά γωνία που θα πρέπει να θέσει ο αυτόματος προς την αντίθετη κατεύθυνση προκειμένου να διακόψει την περαιτέρω στροφή του πλοίου.

  4) Ρυθμιστής ορίου συναγερμού εκτός πορείας (Rudder Alarm Limit).Η θέση στην οποία ρυθμίζεται καθορίζει το όριο της γωνίας κατά το οποίο θα εκτραπεί το πλοίο από την πορεία ώστε να ηχήσει συναγερμός εκτός πορείας.

  5) Ρυθμιστές καταστάσεως καιρού ή μικρομεταβολών πορείας (Weather Adjustment or Steering Control).Μειώνεται η ευαισθησία του πηδαλίου όσο επιδεινώνετε η κατάσταση του καιρού. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται φυσιολογικό ανέμισμα του πλοίου κατά την διάρκεια θαλασσοταραχής και ταυτόχρονα αποφεύγονται οι άσκοπες και έντονες κινήσεις του πηδαλίου που είναι αναποτελεσματικές και αυξάνουν την καταπόνηση του μηχανισμού της πρύμνης. Για τον ίδιο σκοπό ορισμένα πηδάλια φέρουν και δεύτερο ρυθμιστή μικρομεταβολών πορείας με τον οποίο εφαρμόζεται μια ρυθμιζόμενη καθυστέρηση στην ενεργοποίηση του πηδαλίου μετά την έναρξη εκτροπής από την πορεία.

  6) Ρυθμιστής της νεκρής γωνίας του πηδαλίου (Wheel Dead Band).Ρυθμίζει την ευαισθησία του πηδαλίου κατά την χειροκίνητη λειτουργία ώστε να αποφευχθεί η διαταγή στροφής προς το πηδάλιο με την παραμικρή κίνηση του μηχανισμού. Σε περίπτωση ρυθμιστή τύπου κουμπιού όταν έχει στραφεί εντελώς αριστερά η νεκρή γωνία στροφής είναι μικρή ±1°. Ενώ όταν έχει στραφεί πλήρως δεξιά η γωνία γίνεται  μεγάλη ±5° (μόνο από ειδικευμένο προσωπικό).

  7) Ρυθμιστής γωνίας πηδαλίου (Rudder Angle Adjustment).Όσο αυξάνεται η ένδειξη του αυξάνεται η τιμή της παραγόμενης τάσης σήματος με αποτέλεσμα για να αποκατασταθεί η ισορροπία να απαιτείται μεγαλύτερη κίνηση του δρομέα (ποτενσιόμετρου) και επομένως να επιτυγχάνεται μεγαλύτερη στροφή του πηδαλίου.

  8) Ρυθμιστής πλάτους (Latitude Adjustment).

  9) Ρυθμιστής φωτεινότητας (Dimmer).

17)Ποιες οι προδιαγραφές του IMO για τα συστήματα προσδιορισμού και διατήρησης κατεύθυνσης του πλοίου? σελ 180  παρ.7.5

Ο ΙΜΟ έχει εφοδιάσει με μεγάλο φάσμα από Συμβάσεις, Κώδικες και κάθε μορφής οδηγίες την πα­γκόσμια ναυτιλία με σκοπό να βελτιστοποιήσει το ναυτικό επάγγελμα. Το 1960, συνήλθε στο Λονδίνο η 4^η κατά σειρά Διεθνής Διάσκεψη για την αναθεώρηση της Συμβάσεως SOLAS. Τότε, για πρώτη φορά ενσωματώθηκαν υπό μορφή ανατάσεων (recommendations) διατάξεις, οι οποίες αφορούσαν στο ναυ­τιλιακό ηλεκτρονικό εξοπλισμό των εμπορικών πλοίων. Εκμεταλλευόμενος τις συνεχιζόμενες βελτιώσεις στα διάφορα ναυτιλιακά όργανα και τις ηλεκτρονικές συσκευές, ο ΙΜΟ έχει προωθήσει την εισαγωγή νέων τεχνολογιών και ηλεκτρονικών βοηθημάτων για την αποφυγή ατυχημάτων στις θάλασσες και για την υποστήριξη του έργου των πλοιάρχων/κυβερνητών και των αξιωματικών γέφυρας.

Το έτος 1974, ο ΙΜΟ αποδέχθηκε μία νέα εκδοχή της SOLAS, με την οποία οι περισσότερες από τις προ­ηγούμενες συστάσεις του 1960, ενσωματώθηκαν ως υποχρεωτικής μορφής κανονισμοί (requirements). Η Σύμβαση αναθεωρείται ή τροποποιείται, ώστε να λάβει υπόψη τεχνικές προόδους και αλλαγές στη δι­αθέσιμη τεχνολογία. Το Κεφάλαιο V (Ship borne Navigational Equipment) της SOLAS καλύπτει το θέμα του ηλεκτρονικού εξοπλισμού των πλοίων. Παρά την ασφαλή εκτέλεση των ταξιδιών οι ναυτικοί είναι πλέον υποχρεωμένοι να χρησιμοποιούν (και οι πλοιοκτήτριες εταιρείες να εξοπλίζουν τα πλοία) με συγκεκριμέ­νων λειτουργικών προδιαγραφών όργανα και συστήματα που εγγυώνται σε κάθε περίπτωση την ασφαλή πλεύση τους. Στον πίνακα 7.5.1 παρουσιάζονται συνοπτικά οι επίσημες προδιαγραφές που έχει θεσπίσει ο ΙΜΟ και οι οποίες σχετίζονται με τη λειτουργία των συστημάτων προσδιορισμού κατευθύνσεως, τα συ­στήματα πηδαλιουχήσεως και τους αυτόματους πηδαλιούχους.

ΚΕΦ4-ΔΡΟΜΟΜΕΤΡΑ

1)Τι επιτυγχάνεται με το δρομόμετρο και τι τύπους δρομόμετρων έχουμε;

Τα Δρομόμετρα προέκυψαν από την ανάγκη για τον προσδιορισμό της ταχύτητας και της απόστασης που έχει διανύσει το πλοίο κατά την διάρκεια  του ταξιδιού.

Κατατάσσονται σε δύο κατηγορίες:

o   Σε αυτά που μετρούν την ταχύτητα ως προς τον βυθό.

o   Σε αυτά που μετρούν την ταχύτητα ως προς το νερό.

Υπάρχουν πέντε τύποι δρομόμετρων:

1.      Δρομόμετρο έλικας (Chernikef μηχανικό, Chernikef ηλεκτρονικό).

2.      Δρομόμετρο μεταβολής πιέσεως νερού (Sal).

3.      Δρομόμετρο ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.

4.      Δρομόμετρο Doppler.

5.      Δρομόμετρο ακουστικής συσχετίσεως.

2)Εξηγήστε τι είναι ταχύτητα ως προς το νερό και τι ταχύτητα ως προς τον βυθό και ποια η διαφορά τους? σελ 185-187 παρ.8.2

4)Δρομόμετρο Chernikef (μηχανικό)?σελ 187-188 παρ.8.3

α) Μελέτη μονάδων συσκευής?

β) Τρόπος εγκατάστασης λειτουργίας?

γ) Σφάλματα συσκευής?

δ) Ακρίβεια συσκευής?

           

Μονάδα μηχανισμού δρομόμετρου (Log Tube), περίβλημα σωλήνα (Log Housing).Αποτελείται από την σπάθη εσωτερικού σωλήνα δρομόμετρου κ το περίβλημα του σωλήνα εξωτερικώς μεγαλύτερης διαμέτρου σωλήνας όπου φωλιάζει ο σωλήνας του δρομόμετρου της σωλήνας (σπάθης). Το περίβλημα επιτρέπει την ανέλκυση –καθέλκυση της σπάθης τόσο σε πλοίο με μονό ή διπλό πυθμένα. Λαμβάνεται πάντα μέριμνα ώστε κατά την τοποθέτηση ο άξονας περιστροφής της έλικας να είναι παράλληλος με το διάμηκες του πλοίου οπότε για προχώρηση ίση με το βήμα της έλικας αυτή συμπληρώνει 1 στροφή. Κατά την χρήση της συσκευής δεν επιτρέπεται η είσοδος νερού. Υπάρχει ειδική βαλβίδα η οποία ανοίγεται μόνον κατά την καθέλκυση της σπάθης. Επίσης σε ειδική υποδοχή στο πάνω μέρος της σπάθης τοποθετείται ειδικό λάδι προστατεύοντας έτσι το σύστημα των τριβών  του άξονα περιστροφής  της έλικας, τις επαφές των κυκλωμάτων κλπ. Από την επαφή με το θαλασσινό νερό.

Power Unit (μονάδα τροφοδοτικού).Το σύστημα χρησιμοποιεί συνεχή τάση 18-20 volt τον οποίο επιτυγχάνουμε είτε με ζεύγος κινητήρα γεννήτριας σε πλοία με συνεχές ρεύμα είτε με σύστημα ανόρθωσης σε πλοία με εναλλασσόμενο ρεύμα.

Distance recorder (καταγραφέας απόστασης).Οι στροφές της έλικας του δρομόμετρου καταγράφονται από ειδικό σύστημα επαφών ενώ κάθε φορά που συμπληρώνεται ένας συγκεκριμένος αριθμός στροφών διεγείρεται ένας ηλεκτρονόμος ο οποίος με την σειρά του στρέφει το γρανάζι του συστήματος καταγραφής που καταλήγει σε μία βαθμονομημένη κλίμακα μέτρησης αποστάσεων.

Speed indicator.Χρησιμοποιείται ένα εσωτερικό χρονόμετρο που μετρά διακοπτόμενα τμήματα χρόνου. Καταγράφει από το distance recorder  το ποσοστό των ναυτικών μιλίων και μέσω ενός υπολογισμού καταδεικνύει την ταχύτητα.

Switch box (διακόπτης εκκίνησης κράτησης).Διαθέτει διακόπτη η μας επιτρέπει να επιλέγουμε ανάμεσα στην λειτουργία του καταγραφέα απόστασης στη λειτουργία του καταγραφέα ταχύτητας. Η κυανή λυχνία ανάβει κάθε φορά που κλείνουν οι επαφές καθώς περιστρέφεται η έλικα επιτρέποντας μας να επιβεβαιώσουμε την σωστή λειτουργία της συσκευής.

Junction Box.Συνδέει τις προαναφερθείσες μονάδες μεταξύ τους.

Radar relay (ηλεκτρονόμος radar).Χρησιμοποιείται για να δίνει στο radar ενδείξεις ταχύτητας προκειμένου να λειτουργήσει η true motion unit (αληθής κίνηση).

Σφάλματα και ακρίβεια. Η συσκευή, μας δίνει στοιχεία απόστασης, ταχύτητας με βάση την κίνηση του πλοίου μέσα στο στρώμα νερού που το περιβάλλει εκτός αυτού η ακρίβεια εξαρτάται άμεσα από την παραλλήληση του άξονα της έλικας με το διάμηκες του πλοίου καθώς και από την διατήρησή του βήματός της. Αν κάτι από τα δύο αλλάξει τότε προκύπτει σφάλμα. Προκειμένου να αντισταθμίσουμε αυτό το σφάλμα χρησιμοποιούμε το ειδικό όργανο διακρίβωσης που συνοδεύει την συσκευή  βάση των οδηγιών του κατασκευαστή, αλλάζοντας το βήμα της έλικας προκειμένου οι ενδείξεις να ανταποκρίνονται περισσότερο στις αληθής. Σήμερα η χρήση τους είναι πολύ περιορισμένη και κύριο αίτιο αποτελεί ο κίνδυνος να περιοριστεί η λειτουργία της έλικας από κάποιο σκουπίδι ή άλλο μικροαντικείμενο. Τα κινητά μέρη της συσκευής καθιστούν τόσο την λειτουργία όσο και την συντήρηση προβληματική.

5)Ηλεκτρονικό δρομόμετρο Chernikef?

Μονάδα ηλεκτρονικού Chernikef.

1.      Power unit.

2.      Distance recorder.

3.      Speed indicator.

4.      Switch box.

5.      Junction box.

6.      Radar relay.

7.      Electronic computer unit.

8.      Master speed and distance unit.

9.      Power unit.

10.  Repeater speed indicator.

Αποτελεί μια πιο σύγχρονη εκδοχή του μηχανικού δρομόμετρου η οποία είναι απλούστερη κατασκευαστικά και χρειάζεται λιγότερη συντήρηση. Υπόκειται σε λιγότερες φθορές λόγω λιγότερων ηλεκτρομηχανικών μερών και μας παρέχει μεγαλύτερη ακρίβεια. Οι πληροφορίες μεταφέρονται από την έλικα στην ηλεκτρονική μονάδα επεξεργασίας με ηλεκτρονικό και όχι με ηλεκτρομηχανικό τρόπο.

6)Ποια η αρχή λειτουργίας του δρομόμετρου μέσω μεταβολής πιέσεως του νερού(SAL)?σελ 188-190 παρ.8.4-8.4.1

α) Μελέτη μονάδων συσκευής?

β) Τρόπος εγκατάστασης και λειτουργίας?

γ) Σφάλματα?

δ) Ακρίβεια?

Το δρομόμετρο αυτό χρησιμοποιείται για μετρήσεις ταχύτητας άμεσα καθώς και απόστασης έμμεσα μετρώντας διαφορές στατικής και δυναμικής πίεσης κατά την κίνηση του σκάφους. Ένα κυλινδρικό δοχείο, ο μεταδότης πίεσης (pressure transmitter) χωρίζεται σε δύο τμήματα με την βοήθεια μεταλλικού τυμπάνου σε σχήμα φυσαρμόνικας. Το πάνω τμήμα ονομάζεται static pressure chamber (θάλαμος στατικής πιέσεως) και συγκοινωνούν με την θάλασσα. Το κάτω μέρος  ονομάζεται dynamic pressure chamber (θάλαμος δυναμικής πιέσεως) γιατί εδώ εκτός από την στατική πίεση εφαρμόζεται και η δυναμική πίεση εξαιτίας της κίνησης του πλοίου στην μέτρηση της οποίας διαφοράς βασίζεται η μέτρηση της ταχύτητας . Ο θάλαμος αυτός συνδέεται με την σπάθη που προεξέχει από τον πυθμένα στο μηχανοστάσιο προκειμένου να βρίσκεται κάτω από τον πυθμένα του πλοίου ενώ το σύστημα τοποθετείται στο μηχανοστάσιο προκειμένου να βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας. Όταν το πλοίο είναι ακίνητο στους δύο θαλάμους ασκείται η ίδια στατική πίεση οπότε δεν υπάρχει ένδειξη ταχύτητας. Οπότε η διαφορά των δύο πιέσεων μας δείχνει την ένδειξη ταχύτητας.

Μονάδες Εγκατάστασης.

Αποτελείται από τον σωλήνα Pitot ο οποίος μπορεί να εξέρχεται μισό μέτρο κάτω από τον πυθμένα του πλοίου με το πλευρικό άνοιγμα στραμμένο προς την κατεύθυνση της πλώρης. Κάθε φορά που το πλοίο πλέει σε περιοχή αβαθών ο σωλήνας ανελκύεται προκειμένου να αποφύγουμε τον κίνδυνο καταστροφής του. Ο μηχανισμός  στατικής πίεσης αποτελείται από μια πλάκα με οπές για να επιτρέπει την είσοδο του νερού η οποία προσαρμόζεται στον πυθμένα του πλοίου πάντα οριζόντια και πιο πλώρα από τον σωλήνα Pitot προκειμένου να μην επηρεάζεται από τυχόν στροβιλισμούς του νερού που αυτός δημιουργεί καθώς το πλοίο κινείται.

Κύρια συσκευή.

Βρίσκεται στο μηχανοστάσιο ώστε ο μεταδότης δυναμικής πιέσεως να βρίσκεται πάντα χαμηλότερα από την επιφάνεια της θάλασσας. Οι μηχανισμοί της στατικής αλλά και δυναμικής πίεσης συνδέονται με σωλήνες με τους αντίστοιχους θαλάμους εάν υπάρχουν εξαεριστηκά, προκειμένου να απομακρύνεται ο αέρας που έχει εγκλωβιστεί σεις σωληνώσεις και να λειτουργεί το σύστημα.

Speed and distance repeater indicator.

Μας επιτρέπει να έχουμε στην γέφυρα ενδείξεις ταχύτητας αναλογικά και απόστασης ψηφιακά όπως ακριβώς υπάρχουν στη κύρια συσκευή.

Power Supply.

Το Sal λειτουργεί ,με τάση 50volt και 50 –  60hertz  τα οποία παίρνει είτε από μετασχηματιστή στο εναλλασσόμενο είτε από ζεύγος κινητήρα γεννήτριας για σταθερό ρεύμα.

8)Τι είναι δρομόμετρό Doppler, που βασίζεται η λειτουργία τους και ποια η ακρίβειά του. Ποια τα σφάλματα του και ποιες πληροφορίες λαμβάνουμε? σελ 192-200 παρ.8.6-8.6.8

Η λειτουργία των δρομόμετρων αυτών βασίζεται στο φαινόμενο Doppler σύμφωνα με το οποίο μεταβάλλεται η συχνότητά του κύματος κάθε φορά που μεταβάλλεται η απόσταση μεταξύ του ταλαντωτή εκπομπής και παρατηρητή. Πρόκειται για υπέρηχους υψηλής συχνότητας, των οποίων η ταχύτητα διάδοσης στη θάλασσα είναι σταθερή στα 1480 m/s. Έτσι όταν η απόσταση πηγής αυξάνεται η συχνότητα ελαττώνεται ενώ η απόσταση μειώνεται η συχνότητα αυξάνεται. Κοντά στην πλώρη τοποθετείται ένας ταλαντωτής ο οποίος εκπέμπει δυο κωνικές δέσμες υπερήχων στα 1000Khz σταθερά. Οι δέσμες αυτές σχηματίζουν με την κατακόρυφο γωνία 30 ˚. Μέρος των κυμάτων επιστρέφει ως ηχώ όμως με διαφορετική συχνότητα εξαιτίας της κίνησης του πλοίου. Η επιστρεφόμενη αυτή συχνότητα συγκρίνεται με αυτήν της εκπομπής και από την διαφορά τους προκύπτει η ταχύτητα του πλοίου. Ένα κύκλωμα λέγεται διευκρινιστείς (discriminator), ευθύνεται για την μετατροπή της διαφοράς συχνοτήτων σε συνεχή τάση. Εν συνεχεία την προωθεί σε βολτόμετρο το οποίο με κατάλληλη βαθμονόμηση δίνει την ταχύτητα σε κόμβους. Η συσκευή έχει την δυνατότητα να καταμετρά την ταχύτητα ως προς τον βυθό της θάλασσας, όταν το βάθος της είναι έως 50 μέτρα. Όταν το βάθος είναι μεγαλύτερο η επιστροφή της ηχούς δεν είναι εκμεταλλεύσιμη οπότε σε αυτήν την περίπτωση χρησιμοποιείται το στρώμα νερού που βρίσκεται ως 4,5 – 6 μέτρα από την επιφάνεια και ξεχωρίζει λόγω της απότομης πτώσης της θερμοκρασίας. Σε αυτήν την περίπτωση έχουμε σχετική ταχύτητα και όχι αληθή. Σε τελική ανάλυση καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι τα δρομόμετρα αυτά, όταν τα βάθη είναι αρκετά περιορισμένα μπορούν να είναι ιδιαίτερα ακριβοί και αποτελεσματικά δίδοντας μας ακριβείς ενδείξεις  σχετικά με την ταχύτητα του σκάφους μας αλλά και την προχώρηση του. Το σφάλμα που παρουσιάζουν τα δρομόμετρα αυτού του τύπου είναι το σφάλμα επιστροφών από την τρόπιδα του πλοίου.

9)Δρομόμετρο ακουστικής συσχετίσεως? σελ 200-206 παρ.8.7-8.7.4

1.      Αρχή λειτουργίας του?

2.      Μέθοδοι μέτρησης ταχύτητας?

3.      Βελτίωση της ακρίβειας μετρήσεων?

4.      Διαφορά του με το δρομόμετρο Doppler?

5.      Πλεονεκτήματα έναντι του δρομόμετρου Doppler?

ΚΕΦ5 ΒΥΘΟΜΕΤΡΑ

3)Ποια η χρήση του βυθομέτρου στα πλοία?

Είναι εντοπιστικό μέσον κάθε υποβρύχιου στόχου που βρίσκεται στον υποκείμενο του πλοίου υποθαλάσσιο χώρο όπως φύκια, κύτη, κοπάδια ψαριών και βεβαίως ο βυθός.

5)Ποιοι τύποι εκτός του βυθομέτρου μιας ηχητικής δέσμης υπάρχουν και ποιος απ’ αυτούς χρησιμοποιείται στη ναυτιλία? σελ 207-212 παρ. 9.1

α) Βυθόμετρα διπλής ηχητικής δέσμης

β) Βυθόμετρα πλάγιας ηχητικής δέσμης

γ) Βυθόμετρα πολλαπλής ηχητικής δέσμης

Από τα ανωτέρω μόνο το α χρησιμοποιείται στη ναυτιλία.

6)Χρησιμότητα-Αξιοποίηση-Υποχρέωση και ορθότητα χρήσης του βυθομέτρου? σελ 207-212 παρ. 9.1

7)Ποια τα μέρη του βυθομέτρου και ποιος ο τρόπος λειτουργίας του? σελ 212-214 παρ. 9.2

1)  Transmitting oscillator or traduce(προβολέας ή ταλαντωτής εκπομπής ή μορφοτροπέας). Δονείται μηχανικά με την ίδια συχνότητα που έχει το ρεύμα υπέρηχης συχνότητας με το οποίο τροφοδοτούμε τον ταλαντωτή. Αυτός με την σειρά του μεταδίδει την ταλάντωση στα μόρια του νερού με τα οποία βρίσκεται σε επαφή διαδίδοντας έτσι την εκπομπή προς την κατεύθυνση του βυθού. Οι ταλαντωτές που χρησιμοποιούνται για την εργασία αυτή είναι ή τύπου πιεζοηλεκτρικού ή τύπου μαγνητοσυστολής.

2)  Receiving oscillator(προβολέας ή ταλαντωτής λήψεως).Η ηχώ τον εξαναγκάζει σε ασθενής δονήσεις της οποίες στην συνέχεια αυτός μετατρέπει σε ηλεκτρική ταλάντωση εναλλασσόμενου ρεύματος της ίδιας συχνότητας στην περιοχή των υπερήχων. Όπου δεν υπάρχουν 2 ταλαντωτές εκεί κάνει ένας και την εκπομπή και την λήψη, χρησιμοποιείται όμως ένας διακόπτης εκπομπής-λήψης με τον οποίων μετατρέπεται ο ταλαντωτής από πομπό σε δέκτη.

3)  Oscillator generator(γεννήτρια ταλαντώσεων). Παράγει το ρεύμα υπέρηχης συχνότητας με το οποίο στη συνέχεια τροφοδοτείτε ο ταλαντωτής εκπομπής. Η συχνότητα λειτουργίας εκπομπής-λήψεως διαφέρει από κατασκευαστή σε κατασκευαστή αλλά κυμαίνεται από 12.000 έως 300.000 Hz.Η συχνότητα επανάληψης εκπομπής διαφέρει και αυτή από συσκευή σε συσκευή και ορίζεται ως αριθμός των εκπομπών στη μονάδα του χρόνου. Η διάρκεια εκπομπής ορίζεται ως χρόνος που απαιτείται για να ολοκληρωθεί η εκπομπή ενός παλμού. Οι τιμές των 2 τελευταίων μεγεθών αλλάζουν αυτόματα με την αλλαγή της κλίμακας του βάθους και έτσι χρησιμοποιείται η υψηλή συχνότητα επανάληψης παλμών και μικρής διάρκειας για τα μικρά βάθη ενώ μικρή συχνότητα επανάληψης παλμών και μεγαλύτερη διάρκεια για τα μεγάλα βάθη.

4)  Amplifier-Receiver(ενισχυτής-δέκτης). Ενισχύει το σήμα της ηχούς προκειμένου αυτή να μπορέσει να διεγείρει τον ενδείκτη. Η υπόδειξη του βάθους γίνεται με την βοήθεια μιας λυχνίας neon η οποία περιστρέφεται με την ίδια συχνότητα που εκπέμπονται οι παλμοί από των ταλαντωτή εκπομπής. Κάθε μια περιστροφή της λυχνίας ολοκληρώνεται ακριβώς στον χρόνο που χρειάζεται ο παλμός από τον πομπό να φτάσει στον βυθό και να επιστρέψει στον δέκτη.

5)  Indicator or Receiver(καταγραφέας βάθους). Συνδέεται τόσο με την γεννήτρια ταλαντώσεων για να πληροφορείται η συσκευή τη χρονική στιγμή έναρξης της εκπομπής όσο και με τον ενισχυτή για να πληροφορείται το χρόνο επιστροφής της ηχούς εν συνεχεία με μικροϋπολογιστή υπολογίζει το βάθος και μας παρέχει την ένδειξη. Συνήθως ο καταγραφέας φέρει στην πρόσοψη του διακόπτες και ρυθμιστές για εξασφαλίζεται η αποτελεσματικότερη λειτουργία του:

1.      ON-FF  Διακόπτης έναρξης-παύσης λειτουργίας,

2.      RANGE SELECTOR Επιλογέας βάθους,

3.      CHART MARKER Σημειωτής χαρτιού: πιέζοντας τον έχουμε μαύρισμα του χαρτιού σε όλο το μήκος και έτσι επισημαίνουμε έναρξη κάποιας χρονικής στιγμής.

4.      ZERO ADJUSTMENT Ρυθμιστής του μηδέν της κλίμακας, δηλαδή σημείο έναρξης καταγραφής βάθους έχοντας έτσι το πραγματικό βάθος της θάλασσας και όχι την ένδειξη κάτω από την τρόπιδα όπου και βρίσκονται οι ταλαντωτές εκπομπής-λήψης,

5.      CHART SPEED CONTROL Ταχύτητα κίνησης χαρτιού: για μεγαλύτερη ευκρίνεια χρησιμοποιείται η μεγάλη ταχύτητα ενώ αν θέλουμε να κάνουμε οικονομία στο χαρτί επιλέγουμε την αρχή χάνοντας όμως από την ευκρίνεια.

6.      PULSE LENGTH SWITCH Επιλογή μήκους παλμού: αν δεν αλλάζει αυτόματα το μήκος με την  αλλαγή κλίμακας, τότε χρησιμοποιείται ο ρυθμιστής αυτός σε μικρά βάθη επιλέγουμε το μικρό μήκος ενώ σε μεγάλα το μεγάλο,

7.      WHITE LINE SWITCH Διακόπτης λευκής γραμμής,

8.      DIMMER Φωτισμός.

6)  Power supply(τροφοδοτικό). Για να πάρουμε το ρεύμα της συχνότητας που απαιτείται για την λειτουργία της συσκευής χρησιμοποιείται είτε ζεύγος κινητήρα-γεννήτριας είτε σύστημα μετατροπέα του ρεύματος του πλοίου.

8)Ποια τα χαρακτηριστικά διαμόρφωσης του ηχητικού σήματος?

α) Συχνότητα

β) Διάρκεια παλμών

γ) Συχνότητα επανάληψης παλμών

δ) Διάλλειμα διάρκειας παλμών

9)Τι είναι πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο? σελ 213-214 παρ. 9.2

   Βασίζεται στην ιδιότητα που έχουν ορισμένα διηλεκτρικά υλικά κάτω από ορισμένες συνθήκες να μετατρέπονται σε δίπολα. Στην περίπτωση μας αυτή την ιδιότητα του χαλαζία την εκμεταλλευόμαστε ασκώντας διαδοχικά δυνάμεις σύνθλιψης και εφελκυσμού σε ένα πλακίδιο του με αποτέλεσμα να αναπτύσσεται στα άκρα του τάση ίσης συχνότητας με αυτήν της μηχανικής ταλάντωσης. Το φαινόμενο αυτό εμφανίζεται και αντιστρόφως αν δηλαδή εφαρμόσουμε εναλλασσόμενη τάση στα άκρα του πλακιδίου του χαλαζία τότε θα προκύψει μηχανική ταλάντωση. Τα ανωτέρω χρησιμοποιούνται στα βυθόμετρα ενός ταλαντωτή κοινού για εκπομπή και λήψη.

10)Τι είναι φαινόμενο μαγνητοσυστολής? σελ 213-214

   Οφείλεται στην ιδιότητα που έχουν ορισμένα σιδηρομαγνητικά σώματα να μεταβάλουν κατά ένα πολύ μικρό ποσοστό τις διαστάσεις τους όταν βρεθούν εντός μαγνητικού πεδίου, όταν απομακρυνθούν από το πεδίο αυτό επανέρχονται στις αρχικές τους διαστάσεις. Το νικέλιο είναι ένα υλικό στο οποίο η εμφάνιση του φαινομένου αυτού είναι πολύ έντονη γι’ αυτό χρησιμοποιείται στην κατασκευή βυθομέτρων που βασίζονται σε αυτήν την αρχή. Τοποθετείται ράβδος νικελίου εντός πηνίου το οποίο στην συνέχεια τροφοδοτείται με εναλλασσόμενο ρεύμα με αποτέλεσμα να προκύπτουν μεταβολές στο μήκος της ράβδου, και εδώ το φαινόμενο λειτουργεί και αντίστροφα δηλαδή αυξομείωση κατόπιν πίεσης στο μήκος της ράβδου την μαγνητίζει αναπτύσσοντας στα άκρα του πηνίου εναλλασσόμενη ηλεκτρική δύναμη. Τα βυθόμετρα αυτού του τύπου χρησιμοποιούνται περισσότερο στα ποντοπόρα πλοία γιατί εκτός του ότι έχουν την δυνατότητα εκπομπής μεγαλύτερης ισχύος, διαθέτουν επίσης και μεγαλύτερη ευαισθησία λήψεως. Το μειονέκτημά τους είναι το μεγαλύτερο κατασκευαστικό κόστος τους σε σχέση με τα πιεζοηλεκτρικά.

11)Ποια η συχνότητα των βυθομέτρων στα μεγάλα και ποια στα μικρά πλοία? σελ 216 παρ. 9.3

Στα μεγάλα πλοία είναι στα 50 με 60 kHz και στα μικρά πλοία είναι στα 200 με 400 kHz.

12)Ποιοι ψευδόηχοι επηρεάζουν τα βυθόμετρα και για ποιους λόγους δημιουργείται έκαστος?

1)  Multiple echos(πολλαπλών ανακλάσεων).Όταν το βάθος της θάλασσας είναι μικρότερο από την ήμιση της επιλεγμένης κλίμακας βάθους και ταυτόχρονα ο βυθός είναι καλής ποιότητας προσφέροντας εντός επιστροφές τότε παρατηρείται το φαινόμενο ήχο να ανακλάται στον πυθμένα του πλοίου και αφού ανακλαστεί εν συνεχεία για δεύτερη φορά στο βυθό να λαμβάνεται από τον ταλαντωτή λήψης.Αυτή η διπλή διαδρομή του κύματος έχει σαν αποτέλεσμα να εμφανίζεται στον καταγραφέα μια ασθενέστερη ένδειξη σε διπλάσιο βάθος

2)  Second trace echo(ψευδόηχος επόμενης διαδρομής).Αν το βάθος της θάλασσας είναι λίγο μεγαλύτερο από την επιλεγμένη κλίμακα τότε θα παρατηρηθεί στον καταγραφέα μια πολύ μικρή ένδειξη βάθους ίση με την διαφορά του πραγματικού βάθους με αυτό της κλίμακας.

3)  Aeration(ψευδόηχοι από φυσαλίδες).Αν κατά την διαδρομή του ο βαθμός υπερήχων συναντήσει φυσαλίδες αέρα ανακλάται και επιστρέφει δίδοντας μας ψευδόηχους που δεν ανταποκρίνονται στο βυθό. Φυσαλίδες μπορεί να δημιουργηθούν στον πυθμένα που βρίσκονται οι ταλαντωτές αν το πλοίο έχει μείνει για αρκετό καιρό ακινητοποιημένο ειδικά σε περιοχές με ακάθαρτα και θολά ύδατα ή σε εκβολές ποταμών. Η δυναμική πίεση του νερού μόλις το πλοίο ξεκινήσει συνήθως απομακρύνει τις φυσαλίδες. Κατά την διάρκεια χειρισμών ανάποδα η προπέλα δημιουργεί φυσαλίδες που μπορεί να παγιδευτούν στο χώρο των ταλαντωτών. Οι μεγάλες και έντονες αλλαγές πορείας ιδίως με μεγάλες ταχύτητες ή με έντονη θαλασσοταραχής είναι συχνές αιτίες δημιουργίας φυσαλίδες. Τέλος σε περιοχές με έντονη διαφορά θερμοκρασίας και πυκνότητας νερού είναι σημεία στα οποία μπορούν να δημιουργηθούν φυσαλίδες.

13)Ποια τα σφάλματα των βυθομέτρων και τα προβλήματα χρησιμοποιούν στη συσκευή?

1)  Σφάλμα εγκατάστασης ταλαντωτών. ένδειξη της συσκευής αφορά την απόσταση μεταξύ των ταλαντωτών και του βυθού και δεν ισούται με το βάθος της θάλασσας από την επιφάνεια. Αυτό πολλές φορές γίνεται αιτία παρανοήσεων και εσφαλμένων αποτελεσμάτων.

2)  Σφάλμα ταχύτητας περιστροφής λυχνίας neon.Αν η λυχνία neon δεν περιστρέφεται με την ταχύτητα ακριβώς που απαιτείτε ώστε η συμπλήρωση μιας περιστροφής της να συμπίπτει με μια πλήρη διαδρομή του ηχητικού παλμού ρεύματος προς τον βυθό και πίσω αλλά περιστρέφεται πιο αργά και πιο γρήγορα τότε η ένδειξη του βάθους θα είναι μικρότερη ή μεγαλύτερη αντίστοιχα από την πραγματική.

3)  Σφάλμα ταχύτητας διάδοσης. Το σφάλμα αυτό δεν είναι πολύ σημαντικό για την ασφάλεια του πλου και οφείλεται στο ότι η ταχύτητα διάδοσης των υπερήχων στο νερό δεν είναι απολύτως σταθερή, αυξάνεται όσο αυξάνεται η θερμοκρασία, η πίεση και η αλμυρότητα του νερού, ενώ αυξάνει επίσης η ταχύτητα με ρυθμό περίπου 2m/s για κάθε 100cm βάθους.

4)  Σφάλμα κλίσης. Όταν το πλοίο διατοιχίζεται και προνευστάζει έντονα τότε η εκπεμπόμενη δέσμη δεν κατευθύνεται κάθετα προς το βυθό αλλά υπό γωνία με αποτέλεσμα οι ενδείξεις του βάθους να μεταβάλλονται από την σωστή ένδειξη και εμείς θα πρέπει να λαμβάνουμε την μικρότερη εξ’ αυτών.

5)  Σφάλμα εύρους δέσμης. Λόγω της εκπομπής του παλμού υπό μορφή δέσμης όσο αυξάνεται το βάθος, αυξάνεται και η επιφάνεια του βυθού στην οποία προσπίπτει ο παλμός. Αποτέλεσμα αυτού είναι να μην έχουμε λεπτομερή καταγραφή του βυθού ειδικά σε μεγάλα βάθη λόγω του ότι η δέσμη προσπίπτει σε μεγαλύτερες επιφάνειες οι οποίες σ’ αρκετές περιπτώσεις διακρίνονται για τις έντονες υψομετρικές εξάρσεις στο ανάγλυφο.

ΚΕΦ6-ΣΥΣΤΗΜΑ ΥΠΕΡΒΟΛΙΚΗΣ ΝΑΥΤΙΛΙΑΣ-LORAN C

1)Τι είναι υπερβολή (ορισμός)?

Είναι ο γεωμετρικός τόπος των σημείων που η διαφορά των αποστάσεων τους από 2 συγκεκριμένα σημεία που ονομάζονται εστίες είναι σταθερή.

2)Ποια η μέθοδος προσδιορισμού θέσεως στην υπερβολική Ναυτιλία?

Η διαφορά φάσης ή χρόνου διάδοσης του ηχητικού κύματος μετατρέπεται σε διαφορά απόστασης από την οποία προκύπτει η αντίστοιχη υπερβολική γραμμή θέσεως (βασική ιδιότητα της υπερβολής).

3)Πως προκύπτει η θέση του πλοίου στα συστήματα υπερβολικής Ναυτιλίας?

σελ 17 παρ. 1.3.2 και το σχήμα 1.3

Η θέση προσδιορίζεται στην τομή 2 υπερβολικών γραμμών θέσεως που προκύπτουν ως εξής:

1.      Η πρώτη υπερβολική γραμμή θέσεως προκύπτει από την μέτρηση των αποστάσεων του πλοίου από τους σταθμούς    Α και Β,

2.      Η δεύτερη υπερβολική γραμμή θέσεως προκύπτει από την μέτρηση των αποστάσεων του πλοίου από τους σταθμούς Α και Γ.

7)Τι δημιουργεί η ταυτόχρονη εκπομπή σταθμών και πως αντιμετωπίζεται? σελ 249-252 παρ.11.2.1-11.2.2

9)Ποια η αρχή λειτουργίας του LORAN C και σε ποια μέθοδο μέτρησης απόστασης βασίζεται?

Το LOng RAnge Navigation C γεννήθηκε κατά τη διάρκεια του 2^ου παγκοσμίου πολέμου ενώ με την σημερινή του μορφή λειτούργει περίπου απ’ το 1960.Πρόκειτε για ένα ηλεκτρονικό σύστημα υπερβολικής ναυτιλίας που χρησιμοποιεί μια αλυσίδα επίγειων σταθμών που αποτελείται από ένα master και τουλάχιστον 2 slaves οι οποίοι εκπέμπουν από σημεία της ακτογραμμής και φυσικά και από το δέκτη του πλοίου μας. Σήμερα αλυσίδες LORAN λειτουργούν σε ορισμένες περιοχές της Βορείου Ευρώπης και σε αρκετές των ΗΠΑ, ειδικά τα τελευταία χρόνια έχει αναπτυχθεί μια νέα γενιά συσκευών στην οποία έχει προστεθεί μια μονάδα επεξεργαστή η οποία μπορεί και μεταφράζει της διαφορές χρόνου σε γεωγραφικές συντεταγμένες επιτρέποντας έτσι στο χειριστή να χρησιμοποιεί άμεσα τις ενδείξεις της συσκευής κερδίζοντας τόσο σε χρόνο όσο και σε ευκολία υποτύπωσης του στίγματος εφόσον δεν απαιτούνται πλέον οι ειδικοί χάρτες ούτε πίνακες για την εύρεση του στίγματος. Ο master καθώς και καθένας απ’ τους slaves εκπέμπουν στη ζώνη των 100kHz ένα παλμικό σήμα το οποίο διαδίδεται σε αρκετά μεγάλες αποστάσεις που μπορούν να φτάσουν 1200 ν.μ με κύματα εδάφους. Ο δέκτης μας μετρά την διαφορά χρόνου σε μς με την οποία λαμβάνει τα σήματα που έρχονται από τον master και τους slaves,αυτή η διαφορά που μετράτε για κάθε ζεύγος master-slaves προσδιορίζει και μια γραμμή θέσης. Προκειμένου να υποτυπώσουμε το στίγμα μας θα χρειαστούμε ή χάρτες LORAN ή πίνακες LORAN ή αν έχουμε σύγχρονους δέκτες LORAN απευθείας έχουμε το στίγμα. Κάθε σταθμός σε μια αλυσίδα LORAN εκπέμπει διαδοχικά ένα παλμικό σήμα 9 παλμών εφόσον πρόκειται για τον master και 8 παλμών εφόσον πρόκειται για slave.Πρόκειται για ημιτονοειδές παλμούς στα 1000kHz περίπου διαμορφωμένους κατά πλάτος η εκπομπή των οποίων διαρκεί περίπου 200μς.Οι σταθμοί εκπέμπουν διαδοχικά με διάλλειμα 1000μς ο ένας απ’ τον άλλων. Ο 9^ος εκπέμπει 2000μς μετά το πέρας της εκπομπής του 8^ου.Ο χρόνος που χρειάζεται για να ολοκληρωθεί μια εκπομπή απ’ όλους τους σταθμούς master και slaves ονομάζεται group repetition internal και είναι χαρακτηριστικό για κάθε μια ομάδα. Ο χρόνος του GRI κατανέμεται ανάμεσα στους σταθμούς της αλυσίδας διαδοχικά. Ως Μ χαρακτηρίζεται ο master ενώ XYZ οι αντίστοιχοι slaves.Η μέθοδος της διαδοχικής λειτουργίας κάθε σταθμού σε συγκεκριμένο τομέα του GRI ονομάζεται time sharing(καταμερισμού χρόνου).Η ακρίβεια του συστήματος είναι μεταβλητή με τις ακριβέστερες ενδείξεις να καταγράφονται σε κοντινές αποστάσεις απ’ τους σταθμούς τις αλυσίδας ενώ το επίπεδο ακριβείας μειώνεται όσο απομακρυνόμαστε απ’ αυτούς. Σε κάθε περίπτωση η λήψη κυμάτων εδάφους δηλαδή μέχρι τα 1000-1200 νμ θεωρείτε ότι παρέχει ικανοποιητικά επίπεδα ακριβείας από κει και πέρα περίπου τα 2500νμ και με την βοήθεια κυμάτων 1^ης ανάκλασης η ακρίβεια αν και μειώνεται παραμένει σε ανοικτά επίπεδα ενώ η λήψη κυμάτων 2^ης και 3^ης ανάκλασης μειώνει πλέον κατά πολύ την αξιοπιστία του συστήματος.

10)Ποιος ο αριθμός παλμικών σημάτων στο σύστημα LORAN C.Ποια η διάρκεια του σήματος και

ποιο το διάλλειμα επανάληψης παλμών? σελ 261-266 παρ. 11.6.2

Κάθε σταθμός του συστήματος LORAN-C εκπέμπει διαδοχικά ένα παλμικό σήμα, το οποίο αποτελεί­ται από:

  1) Οκτώ παλμούς, αν εκπέμπεται από δευτερεύοντα σταθμό.

  2) Εννέα παλμούς, αν εκπέμπεται από τον κύριο σταθμό.

Οι παλμοί που εκπέμπονται από τους σταθμούς LORAN-C διαρκούν περίπου 200 μsec και αποτε­λούνται από ένα ημιτονοειδές σήμα 100 kHz διαμορφωμένο κατά πλάτος, το οποίο έχει τη μορφή του σχήματος 11.6β.

Κάθε παλμός του εκπεμπόμενου από τους σταθμούς LORAN-C παλμικού σήματος, εκπέμπεται μετά από χρονικό διάλειμμα 1000 μsec από την εκπομπή του προηγουμένου παλμού. Η εκπομπή του ένατου παλμού από τον κύριο σταθμό γίνεται μετά από παρέλευση 2000 μsec από την εκπομπή του όγδοου παλ­μού (σχ. 11.6γ). Για λόγους απλουστεύσεως οι παλμοί εκπομπής του σχήματος 11.6γ απεικονίζονται με τετραγωνική μορφή αντί της ημιτονοειδούς του σχήματος 11.6β.

Ο κύκλος εκπομπής των σταθμών μιας αλυσίδας ολοκληρώνεται και επαναλαμβάνεται μέσα σε ένα συγκεκριμένο και χαρακτηριστικό για κάθε αλυσίδα χρονικό διάστημα, το οποίο καλείται διάλειμμα επαναλήψεως (recurrence interval) ή διάλειμμα επαναλήψεως παλμών (Group Repetition Inteival-GRI). Ο ένατος παλμός που εκπέμπεται από τον κύριο σταθμό της αλυσίδας χρησιμοποιείται, εκτός από τη μέτρηση του χρόνου διαδόσεως και για την εκπομπή κωδικοποιημένων πληροφοριών για ορισμένα σφάλματα, όπως τα σφάλματα διαδόσεως.

11)Τι καλείται μέθοδος καταμερισμού χρόνου? σελ 261-266 παρ. 11.6.2

Κατά τη διάρκεια ενός διαλείμματος επαναλήψεως (GRI) (σχ. 11.6δ), το οποίο έστω ότι είναι 50.000 μsec, εκπέμπουν διαδοχικά:

1.      Ο κύριος σταθμός στην αρχή του διαλείμματος επαναλήψεως GRI.

2.      Ο δευτερεύων σταθμός Χ μετά από παρέλευση ενός χρονικού διαστήματος TDX από την αρχή του διαλείμματος επαναλήψεως GRI.

3.      Ο δευτερεύων σταθμός Υ μετά από παρέλευση ενός χρονικού διαστήματος TDY από την αρχή του διαλείμματος επαναλήψεως GRI

4.      Οι δευτερεύοντες Ζ και W (όπου υπάρχουν) μετά από παρέλευση χρονικών διαστημάτων TDZ και TDW αντίστοιχα από την αρχή του διαλείμματος επαναλήψεως GRI. Το σχήμα 11.6δ απεικονίζει τους παλμούς σε μία αλυσίδα, η οποία αποτελείται από τρεις δευτερεύοντες σταθμούς (Χ,Υ,Ζ).

Με την παραπάνω διαδικασία παρατηρούμε, ότι ο χρόνος του διαλείμματος επαναλήψεως GRI κα­τανέμεται για εκπομπή μεταξύ των σταθμών της αλυσίδας. Η μέθοδος αυτή της διαδοχικής λειτουργίας κάθε σταθμού σε συγκεκριμένο χρονικό διάστημα του κύκλου εκπομπής GRI καλείται μέθοδος καταμε­ρισμού χρόνου (time sharing).

12)Τι γνωρίζεται για τη μέτρηση διαφοράς χρόνου στο LORAN C? σελ 261-266 παρ. 11.6.2

13)Πιο το πρόβλημα ανάμιξης ουράνιου κύματος με το κύμα εδάφους? σελ 261-266 παρ. 11.6.2

14)Ποια τα σφάλματα του συστήματος LORAN C?σελ 266-267 παρ. 11.7-11.7.1-11.7.2

Τα σφάλματα της συσκευής διακρίνονται σε systematic and random errors.

Τα συστηματικά είναι αυτά που προκαλούνται:

1.      Από τη διαδοχή των σημάτων μέσω ουράνιων κυμάτων 1^ης και 2^ης ανάκλασης,

2.      Από την διάδοση των σημάτων αποκλειστικά πάνω από θαλάσσια περιοχή SPR επειδή είναι διαφορετική η θεωρητική ταχύτητα διάδοσης των ραδιοκυμάτων στο χώρο και διαφορετική στη θάλασσα,

3.      Από την διάδοση των κυμάτων πάνω από την ξηρά επειδή επιπρόσθετα αλλάζει η ταχύτητα διάδοσης των κυμάτων όταν διέρχονται πάνω και από ξηρά και από θάλασσα.

Τα συστηματικά αυτά σφάλματα αντισταθμίζονται με διορθώσεις της οποίες μπορεί ο ναυτιλλόμενος στους αντίστοιχους χάρτες ή πίνακες LORAN τους οποίους πρέπει να συμβουλεύεται ανελλιπώς κατά τη χρήση της συσκευής.

Τα τυχαία σφάλματα οφείλονται σε αστάθμητους παράγοντες όπως κάποιες βλάβες του συστήματος ή αδυναμία εκπομπής κάποιων σταθμών. Επειδή είναι δύσκολο να προβλεφτούν πρέπει ο Α/Φ να χρησιμοποιεί πάντα και άλλους τρόπους υπολογισμού του στίγματος του έτσι ώστε να ανακαλύπτει κατ’ ευθείαν τυχόν σφάλματα σε κάποιο από τα ηλεκτρονικά συστήματα υπολογισμού θέσης.

15)Ποια η ακρίβεια του συστήματος LORAN-C και από τη εξαρτάται? σελ 267-268 παρ. 11.7.3

Παράγοντες που εξαρτάται η ακρίβεια είναι:

1.      γεωμετρία του συστήματος,

2.      το μέσον πάνω από το οποίο γίνεται η διάδοση του κύματος,

3.      η κατάσταση των σταθμών εκπομπής,

4.      τα τεχνικά χαρακτηριστικά του δέκτη,

5.      η ικανότητα και η εμπειρία του χειριστή.

Ενδεικτικά η ακρίβεια έχει άμεση σχέση με την απόσταση πλοίου-σταθμού μέχρι 200νμ έχουμε ακρίβεια στίγματος 15m-90m,μέχρι 500νμ έχουμε 60m-210m και σε απόσταση 750νμ 90m-340m και στα 1000νμ έχουμε 150m-500m.Σε περίπτωση που η λήψη των σημάτων προκύπτει από τα κύματα αέρος η ακρίβεια μειώνεται πολύ δραστικά. Προκειμένου να πετύχουμε καλύτερη τομή των γραμμών θέσης φροντίζουμε ώστε οι υπερβολές να τέμνονται κατά το δυνατόν κάθετα. Επίσης καλό είναι να απέχουν μεταξύ τους τη μικρότερη δυνατή απόσταση. Οι αποστάσεις μεταξύ των σταθμών να είναι κατά το δυνατόν ίσες. Το πλοίο να βρίσκεται μέσα στο μικρότερο τόξο από 180^ο που σχηματίζουν οι 2 γραμμές βάσης.

16)Ποια τα χαρακτηριστικά και οι δυνατότητες δεκτών LORAN?σελ 270 παρ. 11.9.1 από α έως δ

1.      Επιλέγει τα σήματα των κατάλληλων σταθμών της χρησιμοποιούμενης αλυσίδας, τα οποία στη συνέχεια εξακολουθεί να λαμβάνει αυτόματα σε όλη τη διάρκεια της λειτουργίας του.

2.      Εμφανίζει στον ενδείκτη της συσκευής τις μετρούμενες διαφορές χρόνου που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό του στίγματος, καθώς και τις γεωγραφικές συντεταγμένες (φ,λ) του στίγματος

3.      Παρέχει τη δυνατότητα εξαλείψεως των σφαλμάτων λόγω ανεπιθύμητων παρεμβολών, με τη βοήθεια ειδικών <<φίλτρων>> και χρήση εξελιγμένων τεχνικών επεξεργασίας σήματος.

4.      Παρουσιάζει το λόγο σήματος προς θόρυβο, έτσι ώστε ο ναυτιλλόμενος να μπορεί άμεσα να διαπιστώσει την ύπαρξη παρεμβολών (θορύβου).

17)Ποιες οι επιπρόσθετες δυνατότητες των δεκτών LORAN-C?σελ 270-272 παρ. 11.9.2 από α έως ε

1.      Σχεδίαση και εκτέλεση πλου, με την επιλογή των συντεταγμένων των σημείων πλου(waypoints)που καταχωρίζονται στη μνήμη της συσκευής. Στη συνέχεια είναι δυνατόν να υπολογιστούν και να απεικονιστούν στον ενδείκτη του δέκτη τα εξής στοιχεία:1)Η διόπτευση και η απόσταση του επόμενου σημείου αλλαγής πορείας.2)Ο χρόνος πλου μέχρι το επόμενο σημείο αλλαγής πορείας.3)Στοιχεία της εκπτώσεως του πλοίου δεξιά ή αριστερά της σχεδιασθείσας διαδρομής.4)Πραγματική ως προς το βυθό πορεία και ταχύτητα.

2.      Ασφάλεια αγκυροβολίας: όταν έχομε έκπτωση μεγαλύτερη από την καταχωρισμένη στη μνήμη του δέκτη τιμή, ο δέκτης ειδοποιεί το ναυτιλλόμενο με ένα ηχητικό σήμα.

3.      Παροχή ενδείξεως για την κατάσταση των λαμβανομένων από κάθε σταθμό σημάτων (λόγο σήματος προς θόρυβο κλπ).

4.      Μετατροπή των γεωγραφικών συντεταγμένων (φ,λ) ενός σημείου στις αντίστοιχες διαφορές χρόνου και αντιστρόφως.

5.      Τοποθέτηση των γνωστών για την περιοχή πλου διορθώσεων που στη συνέχεια λαμβάνονται υπόψη στον υπολογισμό των επομένων στιγμάτων. Οι διορθώσεις αυτές μπορούν να προσδιοριστούν εύκολα από το ναυτιλλόμενο, όταν βρίσκεται σε κάποια γνωστή θέση και συγκρίνει τις ενδείξεις του δέκτη με τις αντίστοιχες γνωστές πραγματικές τιμές. Οι διορθώσεις αυτές μπορούν να τεθούν είτε με τη μορφή διορθώσεων διαφορών χρόνων είτε με τη μορφή διορθώσεων πλάτους και μήκους.

19)Τι γνωρίζεται για τους σύγχρονους δέκτες LORAN? σελ 275-276 παρ.11.9.4

  Η ραγδαία εξέλιξη της ψηφιακής τεχνολογίας και ειδικότερα των συγχρόνων εξελιγμένων τεχνικών επεξεργασίας σήματος (βλ. κεφ. 3) έδωσε τη δυνατότητα αντικαταστάσεως των παραδοσιακών δεκτών LORAN-C με σύνθετους δέκτες-αισθητήρες των συστημάτων GPS και LORAN χωρίς οθόνη και κομβία-πλήκτρα χειρισμού. Ένα παράδειγμα δέκτη-αισθητήρα LORAN είναι ο σύνθετος δέκτης GPS /e- LORAN του σχήματος 11.9(γ). Οι νεότεροι αυτοί δέκτες/αισθητήρες συνδέονται με μια μονάδα ηλεκτρονικού χάρτη, από την οποία γίνεται ο χειρισμός του σύνθετου δέκτη. Με τον τρόπο αυτό ο χειρισμός και ο έλεγχος της λειτουργίας του δέκτη εκτελείται από τη μονάδα του ηλεκτρονικού χάρτη και όχι από το δέκτη, όπως παλαιότερα.

  Επισημαίνεται και πάλι, ότι η σύγχρονη τάση της τεχνολογίας είναι να αντικαθίστανται τα κλασικά αυτόνομα ηλεκτρονικά ναυτικά όργανα με αντίστοιχους αισθητήρες, οι οποίοι συνδέονται σε δίκτυο για τη δημιουργία ολοκληρωμένων συστημάτων ναυτιλίας και ολοκληρωμένων συστημάτων γέφυρας. Με τον τρόπο αυτό ο χειρισμός και ο έλεγχος όλων των ναυτικών ηλεκτρονικών οργάνων και συστημάτων γίνεται μέσω των ολοκληρωμένων συστημάτων ναυτιλίας και γέφυρας, όπως αυτά περιγράφονται αναλυτικά στο κεφάλαιο 27.

ΚΕΦ7 AIS-AUTOMATIC INDETIFICATION SYSTEM

1)Τι  είναι το AIS και από τι αποτελείται?

Είναι σύστημα αυτόματης ανταλλαγής ψηφιακών σημάτων μεταξύ πλοίων και πλοίων/σταθμών σε συχνότητες VHF.Το σύστημα αποτελείται από δυο δέκτες VHF,έναν πομπό με τις αντίστοιχες κεραίες τους, την κεντρική μονάδα επεξεργασίας με την οθόνη ελέγχου, τουλάχιστον ένα δέκτη GPS για την παροχή στοιχείων στίγματος, ένα σύστημα τροφοδοσίας και ένα connection box για την διασύνδεση των ανωτέρω.

2)Ποιος ο σκοπός ανάπτυξης του συστήματος AIS σύμφωνα με τον IMO?

1.      Βελτίωση/προαγωγή  του επιπέδου ασφαλείας κατά τον πλου.

2.      Δυνατότητα εκτέλεσης ασφαλέστερης και αποτελεσματικότερης ναυτιλίας.

3.      Αναγνώριση στόχων.

4.      Η υποβοήθηση της παρακολούθησης στόχων.

5.      Η απλούστερη της επικοινωνίας/ανταλλαγής πληροφοριών μεταξύ πλοίων και μεταξύ πλοίων και σταθμών (μείωση των φωνητικών κλήσεων κατά τους χειρισμούς πλοίων ενόψει αλλήλων).

6.      Η παροχή επιπρόσθετης πληροφορίας για ορθή εκτίμηση του ναυτικού περιβάλλοντος.

3)Ποιες πληροφορίες προϋποθέτουν την ακριβή και πλήρη υποτύπωση της ναυτιλιακής κινήσεως στόχων?

Οι πληροφορίες της θέσης, της κίνησης και της ταυτότητας των παραπλεόντων στόχων.

6)Ποιος ο τρόπος λειτουργίας του συστήματος AIS? σελ 280 παρ.12.2

8)Ποιες οι στατικές παράμετροι, ποιες οι δυναμικές παράμετροι και ποιες οι παράμετροι ταξιδίου? σελ 286-287 παρ.12.3

Στατικές παράμετροι:

1.      -Ο αριθμός MMSI (Maritime Mobile Service Identity).

2.      -Ο αριθμός IMO.

3.      -Το όνομα του πλοίου (έως 20 χαρακτήρες) και διακριτικό κλήσεως.

4.      -Ο τύπος πλοίου (δεξαμενόπλοιο, κρουαζιερόπλοιο, αλιευτικό κ.λπ.).

5.      -Η θέση επί του πλοίου που αναφέρεται το στίγμα.

Δυναμικές παράμετροι:

1.      -Η θέση του πλοίου (με ενδείκτη ακριβείας).

2.      -Ο χρόνος UTC,στρογγυλοποιημένος στο πλέον πρόσφατο δευτερόλεπτο του χρόνου που εκπέμφθηκε η αναφορά.

3.      -Η αληθής πορεία, από 0 έως 359^ο,όπως αυτή εισάγεται από τη γυροπυξίδα.

4.      -Η πορεία προς το βυθό με ακρίβεια ενός δεκάτου της μοίρας.

5.      -Η ταχύτητα ως προς το βυθό, με ακρίβεια ενός δεκάτου του κόμβου σε κλίμακα από 0 έως 12 κόμβων.

6.      -Η ναυτιλιακή κατάσταση (εν πλω, αγκυροβολημένο, ακυβέρνητο).

7.      -Ο ρυθμός στροφής, δεξιά (+) ή αριστερά (-) σε κλίμακα από 0 έως 720^ο/min.

8.      -Ο ρυθμός ανανεώσεως αναφοράς.

Παράμετροι ταξιδίου:

1.      -Το βύθισμα πλοίου σε κλίμακα από ένα δέκατο του μέτρου έως 25,5 m.

2.      -Ο τύπος φορτίου.

3.      -Ο προορισμός (έως 20 χαρακτήρες).

4.      -Ο εκτιμώμενος χρόνος κατάπλου (μήνας, ημέρα, ώρα και λεπτό σε χρόνο UTC).

9)Ποιος ο διασυνδεόμενος εξοπλισμός με το AIS? σελ 287-288 παρ.12.4

1.      Η πορεία και ο ρυθμός στροφής από τη γυροπυξίδα.

2.      Η ταχύτητα από το δρομόμετρο.

3.      Το στίγμα, η αναφορά χρόνου, η πορεία και η ταχύτητα ως προς το βυθό από το GPS.

4.      Λοιπές πληροφορίες (όπως όνομα πλοίου, φορτίο κ.λπ.), που εισάγονται χειροκίνητα στη συσκευή από το χειριστή.

5.      ECDIS.

6.      Αυτόματος πιλότος.

10)Ποια τα σύμβολα του συστήματος AIS? σελ 288 παρ.12.5

11)Ποια τα πλεονεκτήματα του συστήματος AIS? σελ 288 παρ.12.6

Τα πλεονεκτήματα είναι τα εξής:

1.      Αναγνώριση της ταυτότητας του στόχου.

2.      Αύξηση της εμβέλειας του radar.

3.      Εντοπισμός στόχου που αποκρύπτεται από την ξηρά.

4.      Πρόγνωση ίχνους.

5.      Ασφάλεια.

12)Τι γνωρίζεται για έκαστο εκ των πλεονεκτημάτων? σελ 288-293 παρ.12.6.1-12.6.5

1) Αναγνώριση τ ns ταυτότητας του στόχου.

Η αναγνώριση της ταυτότητας του στόχου αναιρεί τις οποιεσδήποτε αμφιβολίες, ιδιαίτερα κατά τη νύκτα και κατά τις περιόδους περιορισμένης ορατότητας, για τα πλοία άμεσου ενδιαφέροντος λόγω της θέσεως και της κινήσεώς τους ως προς το δικό μας πλοίο. Στην περίπτωση που είναι επιθυμητή η αποκα­τάσταση επικοινωνίας μ' ένα πλοίο, θα χρησιμοποιηθεί απευθείας στο δίκτυο VHF το όμορα του πλοίου κατά τη συνεννόηση.

Ο συνδυασμός της ταυτότητας του πλοίου με τον τύπο του, το φορτίο του και τον προορισμό του, αποσαφηνίζει ακόμα περισσότερο τη ναυτιλιακή εικόνα. Τα στοιχεία αυτά, συνδυαζόμενα με τη θέση και την κίνησή του ως προς το πλοίο μας, παρέχουν άμεση ένδειξη των ελικτικών του δυνατοτήτων και ο' ένα βαθμό των προθέσεών του. Ανάλογα δε ρε τη συγκεκριμένη περιοχή που επιχειρεί το πλοίο μας, η διάθεση της πληροφορίας αυτής κατά την προσέγγιση ή τη διασταύρωση ιχνών κατά περίπτωση με

αλιευτικό, δεξαμενόπλοιο, ιστιοπλοϊκό, πιλοτίνα κ.λπ., αποκαλύπτει τις αμοιβαίες δυνατότητες ελιγμών, τους κινδύνους και τις προτεραιότητες.

2) Αύξηση της εμβέλειας τον radar.

Το σύστημα AIS έχει εμβέλεια την αντίστοιχη των σημάτων VHF. Με δεδομένα τα χαρακτηριστικά διαδόσεως των σημάτων αυτών, από εκεί και πέρα η εμβέλεια του εκάστοτε συστήματος είναι συνάρτηση του ύψους τοποθετήσεως της κεραίας. Πρακτικά, η εμβέλεια ανέρχεται στα 40 ν.μ. για μεγάλο πλοίο και στα 20 ν.μ. για μικρό πλοίο. Και στις δύο περιπτώσεις η εμβέλεια υπερβαίνει την αντίστοιχη του radar. Επιπλέον, το AIS παρέχει στοιχεία κοινής ακρίβειας σε όλη την έκταση της εμβέλειάς του. Αντίθετα, η ευκρίνεια των στόχων του radar είναι αντιστρόφως ανάλογη της αποστάσεως. Όσο αυξάνεται η απόστα­ση, τόσο εξασθενεί το σήμα του radar, το οποίο άλλωστε απαιτείται να διανύσει δύο φορές την απόσταση πλοίου-στόχου (από το πλοίο στο στόχο και πίσω). Επίσης, για μεγάλες αποστάσεις εντοπισμού, ενισχύ­ονται στο radar οι αρνητικές επιδράσεις του περιβάλλοντος (κατάσταση θάλασσας, βροχή), καθιστώντας τους εντοπισμούς ακόμα πιο δυσχερείς. Επιπλέον, η εμβέλεια του συστήματος μεγιστοποιείται κατά την παράκτια ναυσιπλοΐα, όταν το παράκτιο κράτος διαθέτει σύστημα αναμεταδοτών AIS. Ειδικότερα σε κρά­τη όπως η Ελλάδα, η κατάλληλη εγκατάσταση αναμεταδοτών AIS παραπέμπει σε συνθήκες εντοπισμού και αναγνωρίσεως στόχων, σε όλη την έκταση των ελληνικών θαλασσών.

3) Εντοπισμός στόχων που αποκρύπτονται από την ξηρά.

Όταν ένα πλοίο επιχειρεί σε περιοχή που διακρίνεται για τη συχνή εναλλαγή ξηράς-θάλασσας, υφίστα­ται σοβαρός κίνδυνος αιφνιδιαστικής εμφανίσεως μεμονωμένου πλοίου ή ομάδας πλοίων εγγύς αυτού. Τέτοιες καταστάσεις αντιμετωπίζονται για παράδειγμα κατά την ακτοπλοΐα, όταν το πλοίο προσεγγίζει έναν όρμο ή την έξοδο λιμένα, κατά τον πλου κοντά σε νησιά και κατά τον πλου ενός στενού διαύλου ή ποταμού. Σ' όλες αυτές τις περιπτώσεις, το σήμα του radar δεν μπορεί να διεισδύσει πίσω από το χερσαίο όγκο και αφήνει τους επικίνδυνους στόχους ανεντόπιστους.

Αντίθετα, το σήμα VHF του AIS διαδίδεται πρακτικά ανεπηρέαστο, παρέχοντας τις πληροφορίες του προς όλα τα παραπλέοντα πλοία, οι οποίες στην περίπτωση αυτή είναι ζωτικής σημασίας (σχ. 12.6α). Βέ­βαια, τόσο το σήμα του radar, όσο και εκείνο του AIS αποτελούν ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Η διαφορά έγκειται στις ιδιότητες της συχνότητας VHF που χρησιμοποιεί το AIS, έναντι των αντιστοίχων ιδιοτήτων της συχνότητας SHF που χρησιμοποιεί το ναυτιλιακό radar. Η χαμηλότερη συχνότητα VHF επιτρέπει τη διάθλαση και ανάκλαση των σημάτων πίσω από φυσικά εμπόδια, σε αντίθεση με τα σήματα στη συχνό­τητα SHF, τα οποία απορροφώνται κατά την πρόσκρουσή τους στα προαναφερόμενα εμπόδια. Στο σχή­μα 12.6β παρουσιάζεται το πώς δεδομένη διάταξη των πλοίων στο θαλάσσιο χώρο επιτρέπει άλλοτε το μεταξύ τους εντοπισμό, ταυτόχρονα από τη συσκευή radar και τη συσκευή AIS, και άλλοτε τον εντοπισμό αποκλειστικά μέσω της συσκευής AIS.

4) Πρόγνωση ίχνους.

Μία από τις σημαντικότερες πληροφορίες που παρέχει το σύστημα AIS, είναι η πρόγνωση τον ίχνους (path prediction). Η πληροφορία αυτή σχετίζεται με το στοιχείο του ρυθμού στροφής (Rate of Turn-ROT). Η γνώση του ρυθμού στροφής ενός πλοίου, επιτρέπει την ακριβέστερη πρόβλεψη του ναυτιλιακού κινδύνου για πλοία ενόψει αλλήλων. Μέσω του ρυθμού στροφής, υπολογίζεται επακριβώς η καμπύλη τροχιά που θα διαγράψει ένα πλοίο που χειρίζει (σχ. 12.6γ). Η μη διάθεση της πληροφορίας αυτής, έχει ως αποτέλεσμα οι υπολογισμοί αποφυγής συγκρούσεως να απορρέουν μέσω διαδοχικών υπολογισμών κινήσεως του στόχου επί ευθείας τροχιάς. Έτσι, αντί να καταδειχθεί μία επικίνδυνη κατά­σταση ευθύς εξαρχής, παρουσιάζεται προοδευτικά, με το ναυτικό να αιφνιδιάζεται για το διαρκώς επιδεινούμενο σενάριο αποφυγής συγκρούσεως.

Ιδιαίτερα στην περίπτωση του συστήματος RADAR/ARPA, που τα στοιχεία είναι υπολογιζόμενα, υφίσταται σοβαρός κίνδυνος όταν ο ρυθμός εξελίξεως της επικίνδυνης ναυτιλιακής καταστάσεως υπερ­βαίνει το ρυθμό υπολογισμού/ανανεώσεως των στοιχείων του στόχου.

Τα προαναφερόμενα γίνονται περισσότερο κατανοητά μέσω της επεξεργασίας του σχήματος 12.66. Σ' αυτό απεικονίζεται το πλοίο μας (πορεία Ζ_λ = 110°, ταχύτητα S_c = 12 κόμβοι) και ένας επικίνδυνος στόχος (πορεία Ζ_λ = 240°, ταχύτητα S_t = 15 κόμβοι). Ο στόχος διοπτεύεται προς Αζ_λ = 070° και απόσταση R = 2 ν.μ. Η πρόβλεψη επί ευθείας τροχιάς, παρέχει στοιχεία CPA = 0,4 μίλια και TCPA = 4,8 min.

Για το ίδιο σενάριο, έστω ότι διατίθεται σύστημα AIS, το οποίο εξάγει την πρόγνωση του ίχνους με βάση τους ρυθμούς στροφής. Το πλοίο μας τηρεί και πάλι πορεία Ζ_λ = 110°, ταχύτητα S_D = 12 κόμβων, αλλά το AIS συνυπολογίζει το ρυθμό στροφής του, που έστω ότι είναι ROT = +5°/min (το θετικό πρό­σημο υποδεικνύει στροφή δεξιά). Ο στόχος βρίσκεται στην προαναφερόμενη Θέση και κινείται με τα

ως άνω στοιχεία (πορεία Ζ_λ = 240°, ταχύτητα S_c = 15 κόμβοι), αλλά στρέψει και αυτός με ρυθμό ROT = -10°/min (το αρνητικό πρόσημο υποδεικνύει στροφή αριστερά). Στην περίπτωση αυτή, η πρόβλεψη ιχνών για τα δύο πλοία, αποκαλύπτει εγκαίρως ένα πολύ πιο επικίνδυνο σενάριο αποφυγής συγκρούσε­ως, με CPA = 116 m και TCPA = 7,9 min.

5) Ασφάλεια.

Η ταυτόχρονη επεξεργασία του συνόλου των προαναφερομένων πλεονεκτημάτων, αποκαλύπτει το πόσο δραστικά βελτιώνεται ο παράγοντας της ασφάλειας για πλοίο που διαθέτει το σύστημα AIS. Σε κάθε περίπτωση, η μείωση του χρόνου αντιδράσεως και η άμεση συναίσθηση του ναυτιλιακού περιβάλ­λοντος είναι συνέπειες του γεγονότος που ήδη προαναφέραμε, ότι δηλαδή κανένα σύστημα που καλείται να υπολογίσει άγνωστα στοιχεία, δεν μπορεί να είναι ακριβέστερο από ένα σύστημα που κοινοποιεί από μόνο του στους συνδρομητές του, αυτά καθεαυτά τα πραγματικά στοιχεία. Επιπλέον, ας υποθέσομε ότι υφίσταται σφάλμα στα στοιχεία είτε της πορείας του πλοίου, είτε της ταχύτητας, είτε και των δύο.

Επειδή στο σύστημα RADAR/ARPA τα στοιχεία της κινήσεως των στόχων είναι παράγωγα στοι­χεία, προκύπτουν μέσω υπολογισμού και αναφορικά με τα στοιχεία πορείας και ταχύτητας του δικού μας πλοίου.Έτσι, η ύπαρξη σφάλματος στα στοιχεία της πορείας και ταχύτητας του δικού μας πλοίου θα αποτελέσει το αίτιο της εμφανίσεως σφαλμάτων και στα υπολογιζόμενα αντίστοιχα στοιχεία της αληθούς κινήσεως των παραπλεόντων πλοίων.

Επομένως, η ναυτιλιακή εικόνα συνολικά, όπως παρέχεται από το σύστηρα RADAR/ARPA, είναι μειωμένης ακρίβειας σε σχέση με την αντίστοιχη του συστήματος AIS. Στον επόμενο πίνακα 12.6.1 επιχειρείται μία σύγκριση της αποτελεσματικότητας των συστημάτων RADAR/ARPA και AIS, στις δια­δικασίες αποφυγής συγκρούσεως.

ΚΕΦ8-VDR/SVDR

1)Τι είναι το VDR?

Το VDR μπορεί να παραλληλιστεί με το black box που φέρουν τα αεροσκάφη. Επιτρέπουν στους διερευνητές/επιθεωρητές ατυχήματος κατά τις διαδικασίες της επανεξέτασης, να ανακτήσουν πληροφορίες για το τι συνέβη και τι συνθήκες επικράτησαν ακριβώς και λίγο πριν της χρονικής στιγμής που έγινε το συμβάν και επομένως να έχουν μια σαφή εικόνα και να προσδιορίζουν επ’ ακριβώς τις αιτίες του ατυχήματος.

2)Ποιες οι μονάδες του VDR(αγγλικά)? σελ 301-302 παρ.13.4.1

1.      data acquisition and processing unit: Κύρια ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου

2.      interface box: Υπομονάδα αποκτήσεως δεδομένων

3.      data unit: Κάψουλα εγγραφής/προστασίας δεδομένων

4.      power unit: Μονάδα παροχής ενέργειας

3)Ποιοι οι διεθνείς κανονισμοί για την εγκατάσταση του VDR? σελ 298-299 παρ.13.3

Σύμφωνα με τον κανονισμό 20 της SOLAS στα παλαιότερης ναυπηγήσεως επιβατηγά πλοία τα VDR έπρεπε να εγκατασταθούν το αργότερο στην πρώτη επισκευή του σκάφους που θα λάμβανε χώρα μετά την Γ Ιουλίου 2006. Για τα υπόλοιπα πλοία υπήρξε πρόβλεψη για εγκατάσταση των VDR ανάλογα με το μέγεθος τους, δηλαδή αρχικά να εγκατασταθούν VDR στα μεγάλου εκτοπίσματος σκάφη και στη συ­νέχεια σ' αυτά με μικρότερη χωρητικότητα. Διευκρινίζεται ότι τα δεξαμενόπλοια και τα φορτηγά πλοία μπορούν να φέρουν είτε ένα πλήρες VDR, είτε μια απλοποιημένη έκδοση του συστήματος (S-VDR), που διαθέτει μόνο τις απαραίτητες λειτουργίες για ένα εμπορικό πλοίο και συνεπώς, είναι πιο οικονομικό τόσο στην εγκατάσταση, όσο και στην προμήθεια σε σύγκριση με το τυπικό μοντέλο VDR. To S-VDR δεν αποθηκεύει τόσο λεπτομερή στοιχεία όσο ένα τυποποιημένο VDR, το οποίο μπορεί και αποθηκεύει έως 13 είδη πληροφοριών, ενώ το S-VDR έως 5, αλλά γενικά, πρέπει να διατηρήσει μια ασφαλή και ανακτή­σιμη μορφή πληροφοριών σχετικά με τη θέση, τη μετακίνηση, τη φυσική θέση, την εντολή και τον έλεγχο ενός σκάφους κατά τη διάρκεια της περιόδου πριν και μετά από ένα ατύχημα. Το Σεπτέμβριο του 2004, ο ΙΜΟ υιοθέτησε ένα νέο κανονισμό ο οποίος απαιτεί από όλα τα εμπορικά πλοία που δραστηριοποιούνται σε διεθνή ύδατα να φέρουν απλοποιημένο σύστημα καταγραφής δεδομένων ταξιδίου. Οι κανόνες για τα εμπορικά πλοία' του είδους, κατασκευασμένα πριν την Γ Ιουλίου 2002, είναι οι εξής:

   α) Εμπορικά πλοία με εκτόπισμα μεγαλύτερο των 20.000 τόνων είναι υποχρεωμένα να εγκαταστή­σουν ένα S-VDR στον πρώτο προγραμματισμένο δεξαμενισμό μετά την Γ Ιουλίου 2006, αλλά όχι αργό­τερα από την Γ Ιουλίου 2009.

   β) Εμπορικά πλοία με εκτόπισμα 3000 τόνων και άνω, αλλά κάτω από 20.000 τόνους είναι υποχρε­ωμένα να εγκαταστήσουν ένα S-VDR στον πρώτο προγραμματισμένο δεξαμενισμό μετά την Γ Ιουλίου 2007, αλλά όχι αργότερα από την Γ Ιουλίου 2010.

  Με βάση την οδηγία 1999/35/ΕΚ του Συμβουλίου, της 29"' Απριλίου 1999, τα κράτη-μέλη (Ε.Ε.). οφείλουν να διεξάγουν οποιαδήποτε διερεύνηση θαλάσσιου ατυχήματος ή περιστατικού, στο οποίο εμπλέκεται οχηματαγωγό ro-ro ή ταχύπλοο επιβατηγό σκάφος. Στο πλαίσιο των μέτρων που λήφθηκαν μετά το ατύχημα του δεξαμενόπλοιου Erika, σύμφωνα με την οδηγία 2002/59/ΕΚ, σχετικά με την παρακολούθηση της κυκλοφορίας των πλοίων, τα κράτη-μέλη οφείλουν να τηρούν επακριβώς τις συστάσεις του κώδικα του ΙΜΟ για τις έρευνες (διερευνήσεις) μετά από συμβάντα στη θάλασσα. Στην οδηγία αυτή προβλέπεται επίσης η χρήση των συστημάτων που αποδίδονται ως «μαύρα κουτιά ναυτιλίας» προς διευκόλυνση των διερευνήσεων μετά από ατύχημα. Τέλος, με τον κανονισμό (ΕΚ) αριθ. 1406/2002 ανατέθηκε στον Ευρωπαϊκό Οργανισμό για την Ασφάλεια στη θάλασσα (Ε.Ο.Α.Θ.) το κα­θήκον να διευκολύνει τη συνεργασία μεταξύ των κρατών-μελών και της Ευρωπαϊκής Επιτροπής στην ανάπτυξη κοινής μεθοδολογίας για τη διερεύνηση θαλασσίων ατυχημάτων με βάση διεθνή πρότυπα. Ο ίδιος κανονισμός απαιτεί επίσης από τον Ε.Ο.Α.Θ. να υποστηρίζει τα κράτη-μέλη για τη διερεύνηση σοβαρών θαλασσίων ατυχημάτων και την ανάλυση υφισταμένων εκθέσεων για ατυχήματα.

4)Ποια τα στοιχεία καταγραφής στο VDR? σελ 302-303 παρ.13.4.2

1.      Ημερομηνία και ώρα.

2.      Θέση του πλοίου.

3.      Κατεύθυνση.

4.      Ταχύτητα.

5.      Συνομιλίες στο χώρο της γέφυρας.

6.      Συνομιλίες ασύρματης επικοινωνίας VHF.

7.      Τα δεδομένα του radar.

8.      Δεδομένα ηχοβολιστικής συσκευής.

9.      Συναγερμοί προειδοποιήσεως.

10.  Θέση και ανταπόκριση πηδαλίου.

11.  Πληροφορίες μηχανοστασίου και προωστήριου σκεύους.

12.  Πληροφορίες τηλέγραφου.

13.  Άλλα (δευτερεύοντα) στοιχεία καταγραφής.

5)Τι είναι το SVDR?σελ 304 παρ.13.5

Είναι μια διάταξη με σαφώς λιγότερες δυνατότητες σε σχέση με το VDR,μπορεί να αποθηκεύσει μόνο τα πολύ ζωτικά στοιχεία ναυσιπλοΐας του σκάφους.

ΚΕΦ9-GPS(GLOBAL POSITIONING SYSTEM)

1)Ποιες οι γενικές αρχές δορυφορικού προσδιορισμού θέσεως? σελ 305-306 παρ.14.1

Ο καθορισμός της θέσεως ενός σημείου επάνω ή κοντά στην επιφάνεια της Γης με τη βοήθεια δορυ­φόρων στηρίζεται στις ακόλουθες γενικές αρχές:

  1) Η θέση του δορυφορικού δέκτη (GPS, GLONASS, Galileo, GNSS κ.λπ.), για παράδειγμα η θέση ενός πλοίου προσδιορίζεται σχετικά με τις ακριβείς θέσεις των δορυφόρων (σχ. 1.5γ).

  2) Οι δορυφόροι είναι πομποδέκτες ραδιοσημάτων και εκτελούν λειτουργίες ανάλογες των σταθμών ξηράς των κλασικών επιγείων συστημάτων υπερβολικής ναυτιλίας, όπως οι σταθμοί του συστήματος

  3) Οι δορυφορικοί ναυτιλιακοί δέκτες, οι οποίοι βρίσκονται σε κινούμενο όχημα (πλοίο, αεροσκά­φος, αυτοκίνητο, τρένο κ.λπ.), λαμβάνουν μέσω της κεραίας τους ραδιοσήματα, τα οποία εκπέμπονται συνεχώς από τους δορυφόρους.

  4) Η θέση του δέκτη προκύπτει από την επεξεργασία των λαμβανομένων από τους δορυφόρους ρα­διοσημάτων, όπως και στα κλασικά επίγεια συστήματα ναυτιλίας, στα οποία η θέση του δέκτη προκύπτει από την επεξεργασία των λαμβανομένων ραδιοσημάτων από τους σταθμούς ξηράς.

2)Τι είναι αδρανειακό σύστημα αναφοράς?

Οι θέσεις των περιστρεφόμενων γύρω από τη γη δορυφόρων προσδιορίζεται σε ένα σύστημα που βρίσκεται σε ομαλή κίνηση, δηλαδή κινείται με σταθερή ταχύτητα χωρίς καμιά επιτάχυνση ή βρίσκεται σε ακινησία. Τα συστήματα αυτά ονομάζονται τροχιακά συστήματα.

3)Τι είναι επίγειο γεωκεντρικό ορθοκανονικό δεξιόστροφο σύστημα αναφοράς?

Οι θέσεις των δορυφορικών δεκτών στην επιφάνεια της γης ή κοντά σ’ αυτήν έχουν σταθερή θέση ως προς την επιφάνεια της, το επίγειο αυτό σύστημα αναφοράς ακολουθεί τόσο την περιστροφή της γύρω από τον άξονα της όσο και τις άλλες κινήσεις της.

4)Το επίγειο σύστημα αναφοράς παραμένει σταθερό ή όχι και γιατί?

Όχι, διότι ο άξονας της γης δεν παραμένει σταθερός λόγο:

1.      Τον ελκτικών δυνάμεων που αναπτύσσονται στο ηλιακό σύστημα και δημιουργούν την κλόνιση και μετάπτωση του άξονα περιστροφής της γης.

2.      Των συνεχών παραμορφώσεων του φλοιού της γης(π.χ. μετακίνηση των τεκτονικών πλακών).

5)Ποιες οι βασικές μετρήσεις και γεωμετρία δορυφορικού προσδιορισμού θέσης? σελ 306 παρ.14.2

1.      Μέτρηση αποστάσεων δορυφόρου-δέκτη.

2.      Μέτρηση διαφορών αποστάσεων.

3.      Μέτρηση διευθύνσεων.

6)Ποια η βασική αρχή προσδιορισμού θέσης στο σύστημα GPS?

Στο σύστημα GPS ο προσδιορισμός θέσης του δέκτη στηρίζεται στην μέτρηση των αποστάσεων δορυφόρων-δεκτών και προσδιορίζεται στην τομή 4^ων τουλάχιστον σφαιρικών επιφανειών που έχουν ως κέντρα τις θέσεις των δορυφόρων και ακτίνες τις μετρούμενες ανά πάσα στιγμή αποστάσεις τους από τον δέκτη.

7)Ποιες οι βασικές αρχές λειτουργίας του συστήματος GPS?

1.      Χρησιμοποιεί 24 δορυφόρους το σύστημα.

2.      Οι δορυφόροι του συστήματος GPS περιστρέφονται σε ύψος 20.200km περίπου σε 6 τροχιακά επίπεδα.

3.      Οι τροχιές των δορυφόρων έχουν σχεδιαστεί κατά τέτοιο τρόπο ώστε σε οποιοδήποτε σημείο της γήινης επιφανείας και σε οποιαδήποτε χρονική στιγμή να λαμβάνονται σήματα από τους δέκτες τουλάχιστον από 4 έως 10 δορυφόρους.

8)Ποιες οι βασικές λειτουργικές προδιαγραφές και επιχειρησιακές δυνατότητες του συστήματος GPS?

α)  Ο προσδιορισμός της θέσης πρέπει να παρέχεται:

1.      Σε οποιοδήποτε σημείο επάνω ή κοντά στην επιφάνεια της γής.

2.      Συνεχώς, χωρίς μεγάλες χρονικές διακοπές(λίγα δευτερόλεπτα).

3.      Αυτόνομα(χωρίς απαίτηση κάποιας καταχώρησης εκ μέρους του χρήστη).

4.      Για απεριόριστο αριθμό δεκτών.

5.      Παθητικά(χωρίς εκπομπή ραδιοσημάτων από το δέκτη).

6.      Ανεξάρτητα των καιρικών συνθηκών.

7.      Με την χρήση όσο το δυνατόν μικρότερων διαστάσεων και βάρους δεκτών.

8.      Σε 2 διαφορετικά επίπεδα ακριβείας ένα για στρατιωτικούς και ένα για πολιτικούς χρήστες.

β)  Εκτός απ’ τον προσδιορισμό θέσης πρέπει να παρέχει και τα κάτωθεν στοιχεία:

1.      Ταχύτητα και πορεία σκάφους για κάλυψη αναγκών πλοήγησης(ΑΛΗΘΗ ΣΤΟΙΧΕΙΑ).

2.      Παγκόσμιο χρόνο(UTC)για κάλυψη αναγκών συγχρονισμού-συντονισμού, τηλεπικοινωνιών και λοιπών συστημάτων.

9)Ποια τα τμήματα του συστήματος GPS?

1.      Το δορυφορικό τμήμα.

2.      Το τμήμα ελέγχου.

3.      Το τμήμα χρηστών(δέκτες GPS).

10)Πως υλοποιείται η εφαρμογή της απλής βασικής αρχής λειτουργίας του συστήματος GPS?

α)  Με τον ακριβή προσδιορισμό της θέσης των δορυφόρων ανά πάσα στιγμή(σύμφωνα με τους νόμους του Κέπλερ).

β)  Οι δορυφόροι του συστήματος GPS περιέχουν ατομικά χρονόμετρα κασίου και ρουβιδίου για την τήρηση χρόνου ακριβείας και για την δημιουργία των κωδικών παλμών του συστήματος. Τα GPS(δέκτες)περιέχουν χρονόμετρα μικρότερης ακρίβειας απ’ αυτής των δορυφόρων. Επειδή τα χρονόμετρα των δεκτών δεν έχουν την ίδια ακρίβεια με την αντίστοιχη των δορυφόρων και ως εκ τούτου δεν είναι απόλυτα συγχρονισμένα μ’ αυτά, οι μετρούμενες αποστάσεις περιέχουν κάποιο σφάλμα και γι’ αυτό ονομάζονται ψευδαποστάσεις. Αυτό διορθώνεται με την ταυτόχρονη λήψη σημάτων από 4 τουλάχιστον δορυφόρους αντί τριών που κανονικά θα απαιτούνταν.

γ)  Κάθε δορυφόρος του συστήματος εκπέμπει ένα πολύπλοκο σήμα το οποίο παρέχει στον δέκτη όλα τα απαιτούμενα στοιχεία για τον καθορισμό της θέσης.

δ)  Δύο βασικά ημιτονοειδή σήματα, το κύριο L1=με 1575,42kHz και το δευτερεύων L2=με 1227,6MHz και μια Τρίτη συχνότητα 1783,84MHz για να επικοινωνεί με τους επίγειους σταθμούς ελέγχου(όλες οι συχνότητες είναι πολλαπλάσια της βασικής F0 που ισούται με 10,23MHz στην οποία λειτουργούν τα ατομικά χρονόμετρα των δορυφόρων).Δυο παλμικά κωδικοποιημένα σήματα φέροντας τους κώδικες C/A και P που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό των αποστάσεων δέκτη-δορυφόρων.(Κώδικας P(precision code).Κώδικας υψηλής ακρίβειας χρησιμοποιείται για να προσδιορίζεται ακριβώς ο χρόνος διάδοσης του δορυφορικού σήματος από τον δορυφόρο μέχρι τον δέκτη, είναι κρυπτογραφημένος ώστε να χρησιμοποιείται μόνο από εξουσιοδοτημένους χρήστες).

(Κώδικας C/A(course/acquisition)κώδικας χαμηλής ακρίβειας χρησιμοποιείται προκειμένου να μετρηθεί ο χρόνος διάδοσης του σήματος από το δορυφόρο στο δέκτη σε επίπεδο ακριβείας χαμηλότερο από αυτό του κώδικα P και έτσι να προκύψει η απόσταση δορυφόρου-δέκτη και αν συνεχεία το στίγμα του δέκτη μας).

Και ένα ναυτιλιακό μήνυμα κώδικας D προσδιορίζονται την θέση των δορυφόρων ως συνάρτηση του χρόνου. (Κώδικας D(nautical message)περιέχει όλες τις απαραίτητες πληροφορίες για τον προσδιορισμό της θέσης του δορυφόρου κατά τη στιγμή της εκπομπής του δορυφορικού σήματος, είναι επίσης γνωστός ως κώδικας δεδομένων(data)και παρέχει πληροφορίες σχετικά με την θέση των δορυφόρων κάθε χρονική στιγμή των ακριβή χρόνο εκπομπής του σήματος από τον δορυφόρο καθώς και στοιχεία που αφορούν την κατάσταση όλου του συστήματος.

ε)  Για τον προσδιορισμό του στίγματος οι αποστάσεις του δέκτη από τους δορυφόρους προκύπτουν με την μέτρηση του χρόνου διαδόσεως των δορυφορικών σημάτων και τον πολλαπλασιασμό τους με την ταχύτητα διαδόσεως των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.

12)Ποιες οι κατηγορίες δεκτών GPS?

1.      Δυνατότητα λήψεως και επεξεργασίας των δορυφορικών σημάτων.

2.      Ο αριθμός των καναλιών λήψεως και επεξεργασίας δορυφορικών σημάτων.

3.      Η χρήση για την οποία κατασκευάζονται π.χ. ναυτιλιακή

14)Κατηγορίες δεκτών GPS ανάλογα με την χρήση τους και κατηγορίες κεραιών GPS?σελ 374-377 παρ.20.2.3-20.3

Κατηγορίες δεκτών GPS ανάλογα με την χρήση τους:

1.      Φορητοί δέκτες GPS ναυτιλιακής και γενικής χρήσεως.

2.      Ναυτιλιακοί δέκτες GPS για μόνιμη εγκατάσταση σε πλοία.

3.      Ναυτιλιακοί δέκτες διαφορικού GPS.

4.      Δέκτες για σύνδεση με Η/Υ.

5.      Δέκτες για ενσωμάτωση σε άλλες συσκευές όπως σε κινητά τηλέφωνα.

6.      Γεωδαιτικοί δέκτες.

7.      Υδρογραφικοί και γεωδαιτικοί δέκτες κινηματικού προσδιορισμού θέσεως σε πραγματικό χρόνο.

8.      Στρατιωτικοί δέκτες.

9.      Δορυφορικοί δέκτες GNSS(EGNOS,WAASκ.λπ.).

Κατηγορίες κεραιών GPS:

1.      Μονοπολική(monopole).

2.      Τετράφυλλη(quabrifilar).

3.      Επίπεδη(microstrip).

4.      Σπειροειδής(spiral).

16)Ποιες οι σημαντικότερες δυνατότητες αξιοποίησης του GPS στη ναυτιλία?

1.      Σύστημα απεικόνισης ηλεκτρονικού χάρτη και πληροφοριών(ECDIS).

2.      Παγκόσμιο ναυτιλιακό σύστημα κινδύνου και ναυτιλίας(GMDSS).

3.      Σύστημα ελέγχου θαλάσσιας κυκλοφορίας(Marine Traffic).

17)Τι γνωρίζεται για τους επίγειους σταθμούς ελέγχου?

Η λειτουργία του συστήματος ελέγχεται από ένα δίκτυο 6 σταθμών ελέγχου και παρακολούθησης που βρίσκονται περιμετρικά κατανεμημένα περίπου στο επίπεδο του ισημερινού. Οι σταθμοί αυτοί:

1)Καταγράφουν τα εκπεμπόμενα από τους δορυφόρους σήματα.

2)Υπολογίζουν τις δορυφορικές εφημερίδες καθώς και τις διορθώσεις των χρονομέτρων (μόνον ο κύριος σταθμός ελέγχου του Colorado Springs).

3)Μεταδίδουν τα στοιχεία των δορυφορικών εφημερίδων και των διορθώσεων των χρονομέτρων στους δορυφόρους (μόνον οι τρείς του Kwajalein,Diego Garcia,Ascension).

Και οι 5 σταθμοί έχουν όλων τον απαραίτητο εξοπλισμό ώστε να μεταδίδουν προς τον κύριο σταθμό ελέγχου στοιχεία του κάθε δορυφόρου όπως το χρόνο του ατομικού του χρονομέτρου, μετεωρολογικά στοιχεία καθώς και τις ψευδαποστάσεις των ορατών δορυφόρων όπως και την ταχύτητα μεταβολής των αποστάσεων βάση του φαινομένου DOPPLER.Αυτό το τελευταίο επαναλαμβάνεται κάθε 1 sec.

Σταθμοί παρακολούθησης:Canaveral, Colorado Spring, Hawaii, Kwajalein, Diego Garcia, Ascension.

Σταθμός ελέγχου:Colorado Spring.

Σταθμός μετάδοσης προς δορυφόρους:Kwajalein, Diego Garcia, Ascension.

20)Ποιες οι κατηγορίες σφαλμάτων του συστήματος GPS? σελ 361 παρ.19.1

Η ακρίβεια θέσεως του συστήματος GPS εξαρτάται από το μέγεθος διαφόρων σφαλμάτων του συστήματος, που κατατάσσονται στις επόμενες κατηγορίες:

α)  Σφάλματα, τα οποία οφείλονται στους δορυφόρους.

β)  Σφάλματα, τα οποία οφείλονται στη διάδοση των δορυφορικών σημάτων.

γ)  Σφάλματα, τα οποία οφείλονται στους δέκτες.

·         Τα σημαντικότερα σφάλματα που οφείλονται στους δορυφόρους είναι:

α)  Σφάλματα δορυφορικών εφημερίδων (προσδιορισμού δορυφορικών τροχιών).

β)  Σφάλματα δορυφορικών χρονομέτρων.

γ)  Σφάλματα επιλεκτικής διαθεσιμότητας.

·         Τα σημαντικότερα σφάλματα που οφείλονται στη διάδοση των δορυφορικών σημάτων είναι:

α)  Σφάλματα διαδόσεως στην ιονόσφαιρα.

β)  Σφάλματα διαδόσεως στην τροπόσφαιρα

γ)  Σφάλμα πολυανακλάσεως ή σφάλμα πολυκλαδικών παρεμβολών(multipath effect).

21)Ποια τα σημαντικότερα σφάλματα που οφείλονται στους δορυφόρους και τι γνωρίζεται για το καθένα? σελ 362-363 παρ.19.2-19.3.1-19.3.2-19.4

1)  Σφάλμα χρονομέτρου δέκτη.

Το σφάλμα αυτό οφείλεται στο μη συγχρονισμό του χρονομέτρου του δέκτη με το χρόνο αναφοράς του συστήματος GPS.

Τα χρονόμετρα των ναυτιλιακών δεκτών GPS είναι απλά χρονόμετρα κρυστάλλου και όχι ατομικά χρονόμετρα ακρίβειας όπως αυτά των δορυφόρων. Για το λόγο αυτό τα σφάλματα των χρονομέτρων των δεκτών GPS, είναι πολύ μεγαλύτερα από αυτά των δορυφόρων. Εντούτοις, το σφάλμα του χρονομέτρου ενός δέκτη GPS προσδιορίζεται και εξαλείφεται εύκολα με την ταυτόχρονη μέτρηση αποστάσεων από τέσσερεις δορυφόρους αντί των τριών που κανονικά θα απαιτούνταν για τη μέτρηση των αποστάσεων του δέκτη από τρεις δορυφόρους και τον προσδιορισμό της θέσεώς του στο σημείο τομής τριών σφαιρι­κών επιφανειών. Με τον τρόπο αυτό το σφάλμα χρονομέτρου του δέκτη προκύπτει από την επίλυση του συστήματος των τεσσάρων αντιστοίχων εξισώσεων ψευδοαποστάσεων (βλ. παράγρ. 18.1).

2) Σφάλμα επιλεκτικής διαθεσιμότητας.

Τα σφάλματα επιλεκτικής διαθεσιμότητας (Selective Availability - SA) αποτελεί τη σκόπιμη τεχνητή υποβάθμιση της ακρίβειας του σήματος GPS για λόγους εθνικής ασφάλειας των ΗΠΑ. Όπως αναφέρ­θηκε αναλυτικότερα στο κεφάλαιο 15 (παράγρ. 15.3.1), από τον Μάιο του 2000, οι ΗΠΑ σταμάτησαν την εφαρμογή της επιλεκτικής διαθεσιμότητας. Εν τούτοις, όπως διευκρινίστηκε στην σχετική επίσημη ανακοίνωση η επιλεκτική διαθεσιμότητα ενδέχεται να εφαρμοστεί και πάλι εάν αυτό επιβληθεί για λό­γους εθνικής ασφάλειας των ΗΠΑ.

3) Σφάλματα διαδόσεως στην ιονόσφαιρα.

Λόγω της διαθλάσεώς τους, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα κατά τη διέλευσή τους από τα διάφορα στρώματα της ιονόσφαιρας διανύουν διαδρομές που αποκλίνουν από την ευθύγραμμη διάδοση, με απο­τέλεσμα οι αποστάσεις των δορυφόρων, οι οποίες προσδιορίζονται με βάση το μετρούμενο χρόνο, να περιέχουν ένα σφάλμα (σχ. 19.5).

Το σφάλμα, το οποίο οφείλεται στη διάθλαση των ραδιοκυμάτων στην ιονόσφαιρα δεν είναι πολύ σημαντικό και λαμβάνει αμελητέες τιμές, όταν το γωνιακό ύψος των δορυφόρων είναι μεγαλύτερο από 5°. Πα το λόγο αυτό το σημαντικότερο σφάλμα που δημιουργείται κατά τη διάδοση των δορυφορικών ση­μάτων στην ιονόσφαιρα, δεν είναι το σφάλμα διαθλάσεως, αλλά το σφάλμα που οφείλεται στη μεταβολή της ταχύτητας διαδόσεως των ραδιοκυμάτων (σφάλμα ιονοσφαιρικών καθυστερήσεων).

Τα σφάλματα διαδόσεως στην ιονόσφαιρα, εξαρτώνται από τις διακυμάνσεις της δομής της ιονόσφαι­ρας και το γωνιακό ύψος του δορυφόρου επάνω από τον ορίζοντα. Τα σφάλματα αυτά κυμαίνονται από 6 m κατά τη διάρκεια της νύκτας μέχρι 30 m κατά τη διάρκεια της ημέρας. Όταν το γωνιακό ύψος του δορυφόρου είναι μικρότερο των 5°, τα σφάλματα διαδόσεως στην ιονόσφαιρα αυξάνονται ραγδαία και είναι δυνατόν ακόμα και να τριπλασιαστούν.

Για τον περιορισμό του σφάλματος των ιονοσφαιρικών καθυστερήσεων, ο ενσωματωμένος στο δέκτη μικροϋπολογιστής χρησιμοποιεί διάφορα μαθηματικά μοντέλα, με τα οποία εξαλείφεται μέχρι και το 75% του σφάλματος αυτού. Το υπολειπόμενο μετά τη χρησιμοποίηση των μαθηματικών μοντέλων σφάλμα ιονοσφαιρικής καθυστερήσεως εξαλείφεται από το δέκτη με εκτίμηση της απαιτούμενης διορθώσεως με τη σύ­γκριση των μετρήσεων των δορυφορικών σημάτων στις δύο συχνότητες εκπομπής (L1 και L2). Μετά και από τη διόρθωση αυτή, η οποία μπορεί να γίνει από δέκτες που λαμβάνουν και τις δύο συχνότητες L1 και L2, το μέσο τελικό υπολειπόμενο σφάλμα ιονοσφαιρικής καθυστερήσεως είναι της τάξεως των 2-3 m.

4) Σφάλματα διαδόσεως στην τροπόσφαιρα.

Όπως και στην περίπτωση της ιονόσφαιρας, έτσι και για τη διάδοση των δορυφορικών σημάτων στην τροπόσφαιρα, δημιουργούνται σφάλματα που οφείλονται τόσο στη διάθλαση των δορυφορικών σημάτων, όσο και στη μεταβολή της ταχύτητας διαδόσεως (τροποσφαιρικές καθυστερήσεις). Εν τούτοις, η επίδραση της διαθλάσεως στην τροπόσφαιρα είναι διαφορετική από την αντίστοιχη στην ιονόσφαιρα.

Σε αντίθεση με τις ιονοσφαιρικές, οι τροποσφαιρικές καθυστερήσεις των ηλεκτρομαγνητικών κυμά­των, για συχνότητες μικρότερες των 30 GHz δεν εξαρτώνται από τη συχνότητα του φέροντος κύματος, αλλά μόνο από τα μετεωρολογικά δεδομένα της ατμόσφαιρας (θερμοκρασία, πίεση και υγρασία), καθώς και από το γωνιακό ύψος του δορυφόρου. Για το λόγο αυτό το σφάλμα των τροποσφαιρικών καθυστερή­σεων, δεν είναι δυνατόν να διορθωθεί με σύγκριση των δορυφορικών σημάτων στις δύο συχνότητες L1 και L2, όπως ισχύει για το σφάλμα των ιονοσφαιρικών καθυστερήσεων.

Τα δορυφορικά σήματα που προέρχονται από δορυφόρους με μικρό γωνιακό ύψος, διανύουν μεγαλύ­τερες αποστάσεις από τα σήματα δορυφόρων μεγάλου γωνιακού ύψους. Πα το λόγο αυτό τα σφάλματα που οφείλονται στη διάδοση στην τροπόσφαιρα λαμβάνουν τη μικρότερη τιμή (περίπου 3 m), όταν ο δορυφόρος βρίσκεται στο ζενίθ (γωνιακό ύψος 90°). Πα γωνιακό ύψος 15° τα σφάλματα είναι περίπου 10 m, ενώ για γωνιακό ύψος μικρότερο των 5°, κυμαίνονται από 20 έως 28 m.

Για τη διόρθωση του σφάλματος των τροποσφαιρικών καθυστερήσεων, υπάρχουν διάφορα μαθηματι­κά μοντέλα, τα οποία χρησιμοποιούν ως παραμέτρους τις τιμές της ατμοσφαιρικής θερμοκρασίας, πιέσε­ως και υγρασίας και το γωνιακό ύψος του δορυφόρου. Μετά την τροποσφαιρική διόρθωση το σφάλμα αυτό, για δορυφόρους με γωνιακό ύψος 90°, περιορίζεται στα 1-2 m.

5) Σφάλμα πολυανακλάσεως ή σφάλμα πολυκλαδικών παρεμβολών.

Τα σφάλματα πολυκλαδικών παρεμβολών (multipath effect) του συστήματος GPS οφείλονται στη λήψη από το δέκτη δορυφορικών σημάτων, τα οποία προέρχονται από διαφορετικές διαδρομές. Οι δια­φορετικές αυτές διαδρομές των δορυφορικών σημάτων είναι συνήθως η απευθείας διαδρομή από το δορυφόρο και η διαδρομή μετά από τις ανακλάσεις των δορυφορικών σημάτων σε γειτονικά στην κεραία του δέκτη αντικείμενα, όπως για παράδειγμα υπερκατασκευές του πλοίου, μεταλλικά αντικείμενα στην επιφάνεια της θάλασσας κ.λπ. (σχ. 19.7). Οι πολυκλαδικές παρεμβολές είναι συνάρτηση της δυναμικής καταστάσεως του πλοίου της θέσεως και του ύψους της κεραίας του δέκτη, αλλά και του γωνιακού ύψους του δορυφόρου. Στο ναυτιλιακό προσδιορισμό θέσεως, το σφάλμα πολυανακλάσεως είναι πιθανό σε ακραίες περιπτώ­σεις να είναι πολύ μεγάλο (της τάξεως των λίγων δεκάδων μέτρων). Εν τούτοις, σε ορισμένους δέκτες νεότερης τεχνολογίας το σφάλμα αυτό μπορεί να περιοριστεί σημαντικά σε λίγα μόνο μέτρα.

Μία βασική αρχή για τον περιορισμό του σφάλματος πολυανακλάσεως, είναι η τοποθέτηση της κεραί­ας του δέκτη στο υψηλότερο σημείο του σκάφους, ώστε να μην επισκιάζεται από τις υπερκατασκευές και να έχει όσο το δυνατό στενότερο εύρος ζώνης λήψεως. Μία άλλη μέθοδος αποφυγής, ή περιορισμού των σφαλμάτων πολυανακλάσεως, είναι η απόρριψη δορυφορικών σημάτων με μικρό γωνιακό ύψος.

22)Ποια τα σφάλματα που οφείλονται στην διάδοση των δορυφορικών σημάτων και τι γνωρίζεται για το καθένα? σελ 363-365 παρ.19.5-19.6-19.7

23)Διαφορικό GPS-DGPS? σελ 312 παρ.14.3.4 σχ.14.3γ

Με τη χρήση του κώδικα C/A η ακρίβεια του GPS είναι της τάξης των 100 m ενώ χρησιμοποιώντας το DGPS η ακρίβεια μπορεί να αυξηθεί μέχρι τα 10 m.

1.      Η αύξηση της ακρίβειας επιτυγχάνεται με την βοήθεια ενός επίγειου σταθμού αναφοράς ο οποίος διαθέτει έναν δέκτη GPS για τον ακριβή προσδιορισμό των συντεταγμένων της γνωστής εκ των προτέρων θέσης που έχει τοποθετηθεί.

2.      Έναν υπολογιστή με το κατάλληλο software για να προσδιορίζει τις αποκλίσεις του στίγματος αυτού από τις γνωστές συντεταγμένες του σταθμού ή τις διαφορές των μετρούμενων ψευδαποστάσεων απ’ τις πραγματικές τους τιμές.

3.      Έναν πομπό προκειμένου να εκπέμπονται οι προσδιοριζόμενες διαφορές στους δέκτες της περιοχής έτσι ώστε να διορθώσουν το στίγμα τους προσφέροντας μεγαλύτερη ακρίβεια.

ΚΕΦ10-ECDIS

ELCTRONIC CHART AND DISPLAY INFORMATION SYSTEM

5)Ποιες οι κατηγορίες ηλεκτρονικών χαρτών?

1.      Χάρτες ψηφιδωτής μορφής (Raster charts).

2.      Χάρτες διανυσματικής μορφής (Vector charts).

6)Ποιοι οι χάρτες διανυσματικής και ποιοι ψηφιδωτής μορφής?

Στους χάρτες που βασίζονται στην διανυσματική δομή αναλύεται ο χάρτης σε επιμέρους στοιχεία με τη μορφή γραμμών. Κάθε γραμμή ορίζεται από διανυσματικά διαδοχικά που προσδιορίζονται με τις συντεταγμένες αρχής και τέλους. Μεμονωμένα σημεία, όπως ναυτιλιακή σήμανση ορίζονται ως γραμμές μηδενικού μήκους ενώ οι διάφορες επιφάνειες ορίζονται ως κλειστές γραμμές. Η διανυσματική δομή έχει ως πλεονέκτημα την δυνατότητα λογικής επεξεργασίας των χαρτογραφικών στοιχείων δίδοντας την δυνατότητα ειδοποίησης του Α/Φ σε περίπτωση έλευσης ναυτιλιακού κινδύνου. Επίσης δίνεται η δυνατότητα μεγέθυνσης μιας περιοχής χωρίς αυτό να έχει επίδραση στην ευκρίνεια των απεικονιζόμενων πληροφοριών. Μπορεί να απεικονίσει ορισμένα στοιχεία του χάρτη αποκλίνοντας κάποια άλλα σύμφωνα με την επιθυμία του χειριστή. Δίδεται επίσης η δυνατότητα απεικόνισης διαφόρων συμπληρωματικών ναυτιλιακών πληροφοριών, όπως οδηγίες προς ναυτιλλόμενους, στοιχεία φαροδεικτών, port entrance, pilot book, κ.λπ.

Στη ψηφιδωτή δομή ο χάρτης θεωρείται ως ενιαίο σύνολο το οποίο χωρίζεται σε στοιχειώδεις εικονοψηφίδες (picture elements). Καθεμιά προσδιορίζεται από τις συντεταγμένες της και μπορεί να έχει διαφορετικό χρώμα. Όσο μικρότερο είναι το μέγεθος των εικονοψηφίδων, τόσο μεγαλώνει ο αριθμός τους με αποτέλεσμα να απαιτούνται πολύ μεγαλύτερα σε μέγεθος αρχεία για να διαχειριστούν αυτές τις πληροφορίες, η απόδοση όμως της εικόνας είναι κατά πολύ καλύτερη. Το κύριο πλεονέκτημα της ψηφιδωτής μορφής είναι ότι η αναπαραγωγή του χάρτη σε ηλεκτρονική μορφή γίνεται πολύ εύκολα, γρήγορα και απλά χρησιμοποιώντας την τεχνική της σάρωσης. Με τη βοήθεια ενός scanner μετατρέπεται ένας έντυπος χάρτης, σε εικόνα χωρίς να απαιτείται όλο εκείνο το εξειδικευμένο προσωπικό και η μεγάλη τεχνική υποδομή που θα χρειάζονταν αν επιχειρείτο η παραγωγή του ίδιου χάρτη σε διανυσματική μορφή. Παρ’ όλα αυτά πολλά συστήματα ηλεκτρονικού χάρτη είναι ικανά να χρησιμοποιούν και τις δύο δομές.

7)Πότε αναγνωρίστηκαν οι ηλεκτρονικοί χάρτες από τον IMO και ποιες οι προδιαγραφές και δυνατότητες των συστημάτων αυτών?

Το 1995 έγινε η θεσμοθέτηση από τον IMO των τεχνικών και λειτουργικών προδιαγραφών για την χρήση των συστημάτων απεικονίσεως ηλεκτρονικού χάρτη και πληροφοριών (τα λεγόμενα ECDIS). Οι προδιαγραφές καθορίζονται λεπτομερώς και είναι οι ακόλουθες:

1.      -Το σύστημα πρέπει να μπορεί να λειτουργήσει ακόμη κι αν διακοπή η τροφοδοσία του για 45’.

2.      -Η οθόνη πρέπει να είναι έγχρωμη με δυνατότητα απεικόνισης τουλάχιστον 64 χρωμάτων.

3.      -Ο απεικονιζόμενος στην οθόνη χάρτης πρέπει να έχει διαστάσεις τουλάχιστον 270x270 mm.

4.      -Η απεικόνιση ενός ζητούμενου χάρτη στην οθόνη πρέπει να ολοκληρώνεται το αργότερο σε 5’.

5.      -Τα χρώματα και ο φωτισμός της οθόνης πρέπει να ρυθμίζονται μέσω λογισμικού και όχι μέσω κάποιων ρυθμιστών της συσκευής.

6.      -Τα χρησιμοποιούμενα χρώματα για την παρουσίαση της εικόνας τόσο κατά την διάρκεια της ημέρας όσο και κατά τη διάρκεια της νύχτας πρέπει να είναι εγκεκριμένα από τον IMO ώστε να επιτυγχάνεται η καλύτερη δυνατή ευκρίνεια.

10)Τι είναι οι ηλεκτρονικοί χάρτες που πρέπει να χρησιμοποιούνται με τα συστήματα ECDIS?

Είναι χάρτες διανυσματικής μορφής και κατασκευάζονται σύμφωνα με λεπτομερείς τυποποιημένες τεχνικές προδιαγραφές από τις υδρογραφικές υπηρεσίες των διαφόρων χωρών ή σε αντίθετη περίπτωση με την έγκρισή τους. Σύμφωνα με τις αποφάσεις του IMO ένα σύστημα ECDIS είναι ένα σύστημα πληροφοριών για τη ναυσιπλοΐα το οποίο με επαρκείς εφεδρικές διατάξεις ασφαλείας είναι δυνατόν να θεωρηθεί ότι καλύπτει τις απαιτήσεις χρήσεως ενημερωμένων εντύπων ναυτικών χαρτών που εκδίδονται απ’ τις επίσημες κρατικές υδρογραφικές υπηρεσίες, παρέχοντας την δυνατότητα επιλεκτικής απεικόνισης πληροφοριών από την βάση δεδομένων ηλεκτρονικών ναυτιλιακών χαρτών του συστήματος (SENC-System Electronic Navigational Chart) σε συνδυασμό με την απεικόνιση της θέσης του σκάφους από πληροφορίες που παρέχονται από διαφόρους αισθητήρες για υποβοήθηση του ναυτιλλομένου στην σχεδίαση και υποτύπωση του πλου και εφόσον απαιτείται με την απεικόνιση επιπρόσθετων ναυτιλιακών πληροφοριών.

11)Ποια είναι τα γενικά χαρακτηριστικά χαρτών ψηφιδωτής μορφής και ποιες οι κατηγορίες τους?    σελ 392 παρ.22.3.1

12)Ποια είναι τα γενικά χαρακτηριστικά χαρτών διανυσματικής μορφής και ποιες οι κατηγορίες τους? σελ 394-396 παρ.22.4.1-22.4.2

13)Ποια τα πλεονεκτήματα και ποια τα μειονεκτήματα ναυτικών χαρτών ψηφιδωτής μορφής? σελ 397-398 παρ.22.5.1-22.5.2

Τα πλεονεκτήματα των ναυτικών χαρτών ψηφιδωτής μορφής είναι τα εξής:

1.      Αποτελούν πιστά ψηφιακά αντίγραφα των παραδοσιακών εντύπων ναυτικών χαρτών και ως εκ τούτου χρησιμοποιούν τα γνωστά στο ναυτιλλόμενο από τους παραδοσιακούς έντυπους ναυτικούς χάρτες σύμβολα και χρώματα.

2.      Δεν εμπεριέχουν τον κίνδυνο να απαλειφθούν από την οθόνη βασικές για την ασφάλεια της ναυσιπλοΐας πληροφορίες, λόγω χειριστικού σφάλματος.

3.      Η παραγωγή τους και η εν συνεχεία ενημέρωσή τους με Αγγελίες για τους Ναυτιλλόμενους (Notice to Marines) από τις Υδρογραφικές Υπηρεσίες είναι πολύ πιο εύκολη από την αντίστοιχη των χαρτών διανυσματικής μορφής.

4.      Οι επίσημοι χάρτες ψηφιδωτής μορφής που εκδίδονται από διάφορες Υδρογραφικές Υπηρεσίες, όπως για παράδειγμα οι χάρτες ARCS, καλύπτουν ικανοποιητικά όλες τις θαλάσσιες περιοχές, για τις οποίες έχουν ήδη εκδοθεί έντυποι χάρτες του Βρετανικού Ναυαρχείου.

5.      Παρέχουν τη δυνατότητα χρησιμοποιήσεως, με επίθεση στην οθόνη του χρησιμοποιούμενου συστήματος Η/Ν χάρτη, επιπρόσθετων στοιχείων διανυσματικής μορφής (π.χ. σχεδιασθείσα διαδρομή με σημεία αλλαγής πορείας κ.λπ.) και με τον τρόπο αυτό καλύπτουν αρκετές από τις λειτουργίες ενός συστήματος ECDIS.

Τα μειονεκτήματα των ναυτικών χαρτών ψηφιδωτής μορφής είναι τα εξής:

1.      Δεν παρέχουν δυνατότητα επιλεκτικής απεικονίσεως του πλήθους των απεικονιζόμενων χαρτογραφικών πληροφοριών (π.χ. απεικόνιση μόνο της ισοβαθούς ασφαλείας, απεικόνιση ή απόκρυψη χαρακτηριστικών και τομέων φανών κ.λπ.).

2.      Απαιτείται διαδοχική αλλαγή χάρτη κατά την προχώρηση του πλοίου, όπως συμβαίνει με τους έντυπους χάρτες.

3.      Όταν χρησιμοποιούνται με την επίθεση και άλλων πληροφοριών διανυσματικής μορφής που τοποθετούνται από το χρήστη, δημιουργείται δυσχέρεια στον εντοπισμό και στην ανάγνωση των απεικονιζόμενων στην οθόνη στοιχείων.

4.      Όταν αλλάζει το εύρος της απεικονιζόμενης περιοχής (zoom in/zoom out), στην οθόνη του συστήματος ηλεκτρονικού χάρτη, το μέγεθος των απεικονιζόμενων χαρτογραφικών συμβόλων και αλφαβητικών-αριθμητικών χαρακτήρων μεταβάλλεται.

5.      Δεν παρέχονται ηχητικές και φωτεινές ειδοποιήσεις σε περίπτωση προσεγγίσεως ισοβαθούς ασφαλείας, εισόδου σε απαγορευμένη περιοχή κ.λπ., εκτός αν ο χρήστης καταχωρίσει χειροκίνητα τα όριά τους στο στάδιο προετοιμασίας του πλου.

6.      Ο προσανατολισμός του χάρτη (course-up) για ταύτιση της πορείας με τη διεύθυνση του κατακόρυφου άξονα της οθόνης είναι δυνατόν να δημιουργήσει σοβαρά προβλήματα στην ανάγνωση των χαρτογραφικών πληροφοριών (π.χ. όταν η πορεία είναι 180^ο, τα χαρακτηριστικά των φανών απεικονίζονται αντεστραμμένα).

7.      Δεν παρέχουν δυνατότητα απεικονίσεως με έντονο χρώμα της ανάλογα με το βύθισμα του σκάφους επιλεγόμενης ισοβαθούς ασφαλείας και της θαλάσσιας περιοχής αβαθών μεταξύ ισοβαθούς ασφαλείας και ακτογραμμής.

8.      Δεν παρέχουν δυνατότητα αυτόματης αναζητήσεως και απεικονίσεως συμπληρωματικών πληροφοριών, όπως π.χ. περιγραφή ναυτιλιακών κινδύνων, χαρακτηριστικών φανών, σημαντήρων κ.λπ..

14)Ποια τα πλεονεκτήματα και ποια τα μειονεκτήματα ναυτικών χαρτών διανυσματικής μορφής?      σελ 398 παρ.22.5.3-22.5.4

Τα πλεονεκτήματα των ναυτικών χαρτών διανυσματικής μορφής είναι τα εξής:

1.      Οι πληροφορίες που περιέχουν είναι δομημένες σε θεματικά επίπεδα.

2.      Παρέχουν δυνατότητα επιλεκτικής απεικονίσεως του πλήθους των απεικονιζόμενων χαρτογραφικών πληροφοριών (π.χ. απεικόνιση μόνο της ισοβαθούς ασφαλείας, απεικόνιση ή απόκρυψη χαρακτηριστικών και τομέων φανών κ.λπ.).

3.      Παρέχουν δυνατότητα χρησιμοποιήσεως ειδικού συμβολισμού και περισσότερων χρωμάτων για την ευκρινέστερη απεικόνιση των χαρτογραφικών πληροφοριών στην οθόνη (π.χ. απεικόνιση της επιλεγόμενης ισοβαθούς ασφαλείας με εντονότερο χρώμα, απεικόνιση της αβαθούς περιοχής μεταξύ της ακτογραμμής και της ισοβαθούς ασφαλείας με έντονο μπλε φόντο, απεικόνιση σημαντήρων και φανών με πιο ευδιάκριτα σύμβολα).

4.      Παρέχουν δυνατότητα αυτόματης ανακτήσεως και απεικονίσεως συμπληρωματικών πληροφοριών όπως, περιγραφή ναυτιλιακών κινδύνων, χαρακτηριστικών φανών, σημαντήρων κ.λπ..

5.      Παρέχουν ηχητικές και φωτεινές ειδοποιήσεις σε περίπτωση προσεγγίσεως ισοβαθούς ασφαλείας, εισόδου σε απαγορευμένη περιοχή κ.λπ..

6.      Όταν αλλάζει το εύρος της απεικονιζόμενης στην οθόνη περιοχής (zoom in/zoom out), το μέγεθος των απεικονιζόμενων χαρτογραφικών συμβόλων και αλφαβητικών-αριθμητικών χαρακτήρων παραμένει αμετάβλητο.

Τα μειονεκτήματα των ναυτικών χαρτών διανυσματικής μορφής είναι τα εξής:

1.      Η παραγωγή χαρτών διανυσματικής μορφής από τις Υδρογραφικές Υπηρεσίες είναι πολύ πιο δύσκολη και πολύπλοκη εργασία από την παραγωγή χαρτών ψηφιδωτής μορφής.

2.      Οι επίσημοι χάρτες διανυσματικής μορφής, που μέχρι σήμερα (2008) έχουν εκδοθεί από διάφορες Υδρογραφικές Υπηρεσίες δεν καλύπτουν όλες τις θαλάσσιες περιοχές, για τις οποίες έχουν εκδοθεί έντυποι ναυτικοί χάρτες.

3.      Λόγω της πολυπλοκότητάς τους, η σωστή και ασφαλής χρήση χαρτών διανυσματικής μορφής από το ναυτιλλόμενο απαιτεί σημαντική σε διάρκεια και κόστος εκπαίδευση.

15)Τι είναι ηλεκτρονικός ναυτιλιακός χάρτης (ENC)? σελ 399 παρ.23.1

Ο ηλεκτρονικός ναυτιλιακός χάρτης (ENC) είναι η τυποποιημένη ως προς το περιεχόμενο, τη δομή και τον τύπο (structure, format, contain) βάση δεδομένων που κατασκευάζεται από τις Υδρογραφικές Υπηρεσίες για να χρησιμοποιηθεί με το σύστημα ECDIS.Ο ηλεκτρονικός ναυτιλιακός χάρτης (ENC) περιέχει όλες τις αναγκαίες για την ασφαλή πλοήγηση χαρτογραφικές πληροφορίες και είναι δυνατόν να περιέχει και επιστροφές ως προς τον έντυπο χάρτη πληροφορίες οι οποίες είναι δυνατόν να θεωρηθούν ως απαραίτητες για την ασφάλεια της ναυσιπλοΐας.

17)Ποιες οι κατηγορίες χρήσεως των ηλεκτρονικών ναυτιλιακών χαρτών (ENCs)? σελ 401 παρ.23.2-23.2.1 πίνακας.

1.      1^η Overview (σχεδιάσεως πλου-από 1000 έως 200 ν.μ.).

2.      2^η General (ναυτιλία ανοιχτής θαλάσσης-από 100 έως 60 ν.μ.).

3.      3^η Coastal (ακτοπλοΐας-από 48 έως 24 ν.μ.).

4.      4^η Approach (προσεγγίσεως ακτών-από 18 έως 8 ν.μ.).

5.      5^η Harbor (είσοδος σε όρμους ή σε λιμένες-από 6 έως 2 ν.μ.).

6.      6^η Berthing (πορτολάνα-από 1,5 έως 0,1 ν.μ.).

18)Τι είναι φατνία και ποια τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά ανάλογα με την περιοχή που καλύπτουν?    σελ 401 παρ.23.3

Οι ηλεκτρονικοί ναυτιλιακοί χάρτες (ENCs) περιέχουν πληροφορίες που ανήκουν υποχρεωτικά σε γεωγραφικές περιοχές η οποίες ορίζονται από 2 μεσημβρινούς και 2 παράλληλους, οι περιοχές αυτές ονομάζονται φατνία. Τα φατνία είναι δυνατόν να επικαλύπτονται αλλά η περιεχόμενες στην επικαλυπτόμενη περιοχή πληροφορίες δεν επιτρέπετε να περιέχονται σε περισσότερα από ένα φατνίο. Κάθε ψηφιακό αρχείο διαθέσεως ENCs στους χρήστες πρέπει να παρέχει πληροφορίες ώστε η χωρητικότητά του να μην ξεπερνά τα 5 Mb. Σύμφωνα με τον περιορισμό αυτό η έκταση της γεωγραφικής περιοχής που καλύπτει κάθε ENC εξαρτάται άμεσα από την κατηγορία χρήσεώς του.

19)Τι υποδηλώνει ένα όνομα αρχείου των ENCs της μορφής CCPXXXXX.EEE? σελ 403 παρ.23.3

α)  Οι δυο πρώτοι χαρακτήρες CC δηλώνουν την χώρα παραγωγής των ENCs.

β)  Ο χαρακτήρας P δηλώνει την κατηγορία του.

γ)  Οι πέντε χαρακτήρες XXXXX δηλώνουν την αρίθμηση του συγκεκριμένου φατνίου.

δ)  Τέλος οι τρεις τελευταίοι χαρακτήρες EEE είναι αριθμοί που λαμβάνουν τις τιμές 000, 001, 002, 003 κ.λπ. και δηλώνουν ο 000 δηλώνει την πρώτη έκδοση και οι επακόλουθη ότι πρόκειται για τις διαδοχικές διορθώσεις του ίδιου του ENC.

   Στην πράξη επιδιώκεται τα διατιθέμενα στους χρήστες ψηφιακά αρχεία ENCs, όχι μόνον να μην υπερβαίνουν τα 5 Mb αλλά και να μην υπολείπονται πολύ από το μέγεθος αυτό, για την επίτευξη της ισορροπίας αυτής η διάθεση των ψηφιακών αρχείων ENCs στους χρήστες γίνεται συνήθως σε στοιχειώδη πακέτα δεδομένων (ENCs data C).

20)Τι περιέχει το πακέτο δεδομένων ηλεκτρονικών ναυτιλιακών χαρτών (ENCs data C)?

σελ 403 παρ.23.3

1.      Ψηφιακά αρχεία αρχικής εκδόσεως ENCs για ένα ή περισσότερα φατνία.

2.      Ψηφιακά αρχεία με όλες τις επίσημες διορθώσεις των αποστελλόμενων ENCs.

3.      Άλλα ψηφιακά αρχεία με γενικές πληροφορίες και οδηγίες.

4.      Κατάλογο όλων των περιεχόμενων στο πακέτο δεδομένων ψηφιακών αρχείων.

29)Τι γνωρίζετε για την προετοιμασία του πλού με ηλεκτρονικούς χάρτες? σελ  449 παρ.25.1.1

30)Τι γνωρίζετε για την σχεδίαση δρομολογίου με ηλεκτρονικούς χάρτες? σελ  450 παρ.25.1.2

31)Τι γνωρίζετε για τον έλεγχο και επικύρωση δρομολογίου ηλεκτρονικού χάρτη?

σελ 451-454 παρ.25.1.3

32)Ποια η καταχώρηση στοιχείων σκάφους και τι επιτυγχάνεται? Σελ 456-457 παρ.25.1.5